MQTT 消息队列遥感传输协议

1、 什么是MQTT

MQTT（MessageQueueing Telemetry Transport Protocol）的全称是消息队列遥感传输协议的缩写，是由IBM公司推出的一种基于轻量级代理的发布/订阅模式的消息传输协议，运行在TCP协议栈之上，为其提供有序、可靠、双向连接的网络连接保证。由于其开放、简单和易于实现所以能够应用在资源受限的环境中，对于M2M和物联网应用程序来说是一个相当不错的选择。

2、 为什么要用MQTT？

MQTT协议是针对如下情况设计的：

M2M（Machine to Machine） communication，机器端到端通信，比如传感器之间的数据通讯 因为是Machine to Machine，需要考虑： Machine，或者叫设备，比如温度传感器，硬件能力很弱，协议要考虑尽量小的资源消耗，比如计算能力和存储等 M2M可能是无线连接，网络不稳定，带宽也比较小

MQTT的特点:

发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。这一点很类似于1 这里是列表文本XMPP，但是MQTT的信息冗余远小于XMPP

对负载内容屏蔽的消息传输。

使用TCP/IP提供网络连接。主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式，优缺点自然也就各有不同了。

三种消息传输方式QoS：

0代表“至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。

1代表“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。

2代表“只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。 备注：由于服务端采用Mosca实现，Mosca目前只支持到QoS 1

如果发送的是临时的消息，例如给某topic所有在线的设备发送一条消息，丢失的话也无所谓，0就可以了（客户端登录的时候要指明支持的QoS级别，同时发送消息的时候也要指明这条消息支持的QoS级别），如果需要客户端保证能接收消息，需要指定QoS为1，如果同时需要加入客户端不在线也要能接收到消息，那么客户端登录的时候要指定session的有效性，接收离线消息需要指定服务端要保留客户端的session状态。

mqtt基于订阅者模型架构，客户端如果互相通信，必须在同一订阅主题下，即都订阅了同一个topic，客户端之间是没办法直接通讯的。订阅模型显而易见的好处是群发消息的话只需要发布到topic，所有订阅了这个topic的客户端就可以接收到消息了。

发送消息必须发送到某个topic，重点说明的是不管客户端是否订阅了该topic都可以向topic发送了消息，还有如果客户端订阅了该主题，那么自己发送的消息也会接收到。

小型传输，开销很小（固定长度的头部是2字节），协议交换最小化，以降低网络流量。这就是为什么在介绍里说它非常适合“在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集”，要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱，使用这种协议来传递消息再适合不过了。

使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。Last Will：即遗言机制，用于通知同一主题下的其他设备发送遗言的设备已经断开了连接。Testament：遗嘱机制，功能类似于Last Will 。

ThingsBoard设计为：

扩展性：可水平扩展的平台使用领先的开源技术构建。

容错性：没有单点故障集群中的每个节点都是相同的。

健壮性：单个服务器节点可以根据使用情况处理以万级别的设备，集群可以处理数百万级别设备。

自定义：使用可自定义的部件和规则引擎节点可以轻松添加新功能。

持久化：永远不会丢失你的数据。

参见如下架构图及关键组件和相关接口。

通信

ThingsBoard提供了基于MQTT、>

1Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

2MQTT协议是应用层协议不依赖长连接，适合弱网络。通过topic缓存信息。符合物联网设备的使用场景。因为通过topic缓存信息，因此可以实现通过topic与多个端的一对多连接，而不是设备与设备的多对多连接，节省了能耗及带宽。

MQTT的心跳，及非信息的报文，较Websocket更少，更节省带宽及能耗。更适用于物理网的多种网络协议。

3WebSocket和>

这里我们使用了一个库: PubSubClient

创建产品

创建新设备

(1) 产品ID, 用户ID,和登录key

(2) 设备名称, ID和 设备key

OneNet MQTTS用携带token的方式进行鉴权

访问者（可以为应用或者设备）固化访问密钥于软件中，在需要进行服务访问时，通过密钥计算临时token，通过临时token进行服务访问认证

访问者首先通过访问管理者获取临时访问token，访问管理者可根据需要自定义该token的访问有效期（即过期时间），访问者获取该token后方才能访问OneNET

访问管理者直接将密钥授权给访问者（例如，直接为设备烧写key），访问者通过密钥生成token进行访问

计算方法: >

MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议。

而WebSocket则是浏览器与服务器全双工通信

（MQTTMessage Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器（比如通过Twitter让房屋联网）的通信协议。

WebSocket protocol 是HTML5一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信(full-duplex)。一开始的握手需要借助>

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