三分鐘弄懂物聯(lián)網(wǎng)流行協(xié)議——MQTT
最近，最熱門的技術(shù)莫過于：人工智能，區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)。筆者今天就花三分鐘給大家介紹一個物聯(lián)網(wǎng)中非常的基礎(chǔ)一個常用的流行協(xié)議，MQTT。
為什么使用MQTT 協(xié)議?
MQTT(英語全稱，Message Queue Telemetry Transport),中文翻譯過來就是遙測傳輸協(xié)議：其主要提供訂閱/發(fā)布模式，更為簡約、輕量，易于使用，針對受限環(huán)境(帶寬低、網(wǎng)絡(luò)延遲高、網(wǎng)絡(luò)通信不穩(wěn)定)，屬于物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Thing)的一個傳輸協(xié)議。設(shè)計思想是開放、簡單、輕量、易于實現(xiàn)。這些特點使它適用于受限環(huán)境。例如，但不僅限于此：
- 特別適合于網(wǎng)絡(luò)代價昂貴，帶寬低、不可靠的環(huán)境。
- 能在處理器和內(nèi)存資源有限的嵌入式設(shè)備中運行。
- 使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發(fā)布，從而解除應(yīng)用程序耦合。
- 使用 TCP/IP 提供網(wǎng)絡(luò)連接。
- 提供Last Will 和 Testament 特性通知有關(guān)各方客戶端異常中斷的機(jī)制。
對消息中間件，估計大家不得不關(guān)心的就是消息的可靠性，也就是消息的發(fā)布服務(wù)質(zhì)量，可喜的是，MQTT支持三種消息發(fā)布服務(wù)質(zhì)量(QoS)：
- “至多一次”(QoS==0)，消息發(fā)布完全依賴底層 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)。會發(fā)生消息丟失或重復(fù)。這一級別可用于如下情況，環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，丟失一次讀記錄無所謂，因為不久后還會有第二次發(fā)送。
- “至少一次”(QoS==1)，確保消息到達(dá)，但消息重復(fù)可能會發(fā)生。
- “只有一次”(QoS==2)，確保消息到達(dá)一次。這一級別可用于如下情況，在計費系統(tǒng)中，消息重復(fù)或丟失會導(dǎo)致不正確的結(jié)果。小型傳輸，開銷很小(固定長度的頭部是 2 字節(jié))，協(xié)議交換最小化，以降低網(wǎng)絡(luò)流量。
協(xié)議規(guī)范的版本
MQTT的協(xié)議***的三個版本是：3.1.1,3.1.0和5.0的協(xié)議。
- 3.1.0的規(guī)范如下：http://public.dhe.ibm.com/software/dw/webservices/ws-mqtt/mqtt-v3r1.html
- 3.1.1的規(guī)范如下：http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html#_Toc398718029
- 5.0 的規(guī)范如下：http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html
其中5.0還只是一個提案(2017年7月13日發(fā)布的一個草稿版的提案)，所以本篇文章暫時不涉及MQTT 5.0的協(xié)議，考慮到目前主流和成熟的MQTT協(xié)議的應(yīng)用都是MQTT 3.1.1的協(xié)議，所以筆者還是以MQTT 3.1.1的協(xié)議為基準(zhǔn)，給大家分享，只要這個會了，其他的自然不在話下。需要注意的是，MQTT 3.1.0和3.1.1 規(guī)范，還是有小部分的區(qū)別的。比如可變頭部中，在3.1.0的規(guī)范中，其關(guān)鍵字是，“MQISdP”。
支持MQTT協(xié)議消息中間件產(chǎn)品?
目前有很多的MQTT消息中間件服務(wù)器，如下，都是MQTT協(xié)議的服務(wù)器端的實現(xiàn)。
- IBM Websphere
- MQ Telemetry
- IBM MessageSight
- Mosquitto
- Eclipse Paho
- emqttd Xively
- M2M.io
- webMethods
- Nirvana Messaging
- RabbitMQ
- Apache ActiveMQ
- Apache Apollo
- Moquette
- HiveMQ
- Mosca
- Litmus Automation Loop
- JoramMQ
- ThingMQ
- VerneMQ
支持一對多的消息訂閱
MQTT協(xié)議，支持一對多的基于消息主題(Topic)的消息訂閱,也就是一個MQTT的客戶端，發(fā)送一條特定主題的消息，
能同時支持多個訂閱者同時訂閱。
如下圖所示意，筆記本和手機(jī)都訂閱了消息主題為temperature的消息，當(dāng)溫度傳感器發(fā)布了temperature的消息(當(dāng)前溫度為21 C), 筆記本和手機(jī)都會受到溫度傳感器發(fā)布的溫度。
MQTT客戶端的語言支持
目前市面上的主流語言都支持。
- Java
- Javascript
- C/C++
- Python
- Ruby
- Objective-C
- ...
