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MQTT 发布订阅模式框架
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议,该协议构建于 TCP/IP 协议上,由 IBM 在 1999 年发布。MQTT 最大优点在于,可以以极少的代码和有限的带宽,为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。MQTT 是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT 协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M 2 M)通信和物联网(IoT)。其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。
MQTT 设计原则和主要特性
MQTT 设计原则
由于物联网是非常特别的,所以 MQTT 尊许以下设计原则:
- 精简,不添加可有可无的功能;
- 发布/订阅模式,方便消息传递;
- 允许用于动态创建主题,零运维成本;
- 把传输量降到最低以及提高传输效率;
- 把抵带宽、高延迟、不稳定的网络因素考虑在内;
- 支持连续的会话控制;
- 理解客户计算机能力可能很低;
- 提供服务质量管理;
- 假设数据不可知,不强求网络数据的类型和格式,保持灵活。
MQTT 主要特性
MQTT协议工作在低带宽、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,它具有以下主要的几项特性:
- 使用发布/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XMPP,但是 MQTT的信息冗余远小于XMPP,,因为XMPP使用XML格式文本来传递数据。
- 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。
- 有三种消息发布服务质量:
- “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。这一种方式主要普通APP的推送,倘若你的智能设备在消息推送时未联网,推送过去没收到,再次联网也就收不到了;
- “至少一次”:确保消息抵达,但是消息可能会重复发生;
- “只有一次”:确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中,可以使用此级别。在计费系 统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯 类的APP的推送,确保用户收到且只会收到一次。
- 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,降低网络流量。这就是为什么在介绍里说他很适合“在物联网领域,传感器和服务器通信,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,使用这种协议再合适不过了。
- 使用 Last Will 和 TestAment 特性通知有关各方客户端中断的机制。Last Will:遗言机制,用于通知同一主题下的其他设备发送遗言色设备断开连接。TestAment:遗嘱机制,功能类似 Last Will。
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