如何使用C實現MQTT+TLS客戶端程序(1)--使用mosquitto搭建MQTT服務器

作者:ptonlix
來源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/ptonlix/article/details/79866925

本人是轉載的。

前言

這是一個使用C語言實現的MQTT/TLS的客戶端程序,主要應用在各類嵌入式產品。如果想使用在Android設備上,讀者可以參考Paho mqtt。

簡單介紹MQTT

MQTT遙測傳輸(MQ Telemetry Transport,MQTT)是一個輕量級的基于代理的發(fā)布/訂閱式消息傳輸協(xié)議,它的設計目標是開放、簡單、輕量和易于實現。這些特征使它適用于各種受限環(huán)境,比如,但不限于:
網絡代價昂貴,低帶寬或不可靠。
在嵌入設備中運行,處理器和內存資源有限。
該協(xié)議的特性包括:
使用發(fā)布/訂閱消息模式,提供一對多的消息分發(fā),解除應用程序耦合。
消息傳輸對有效載荷內容不可知。
使用TCP/IP提供基礎網絡連接。
有3個消息發(fā)布服務質量級別:
“至多一次”,消息發(fā)布完全依賴于底層TCP/IP網絡。消息有可能丟失或重復。這一級別可應用于如下情景,如環(huán)境傳感器數據,丟失一次讀記錄無所謂,因為很快下一次讀記錄就會產生。
“至少一次”,確保消息到達,但消息重復有可能發(fā)生。
“只有一次”,確保消息到達且只到達一次。這一級別可用于如計費系統(tǒng)等場景,在計費系統(tǒng)中,消息丟失或重復可能會導致生成錯誤的費用。
輕量傳輸,開銷很小(固定頭部的長度只有2字節(jié)),協(xié)議交換最小化,以降低網絡流量。
提供一種機制,當客戶端異常中斷時,利用 Last Will 和 Testament 特性來通知有關各方。

該協(xié)議規(guī)范主要分為3個主要部分:

對所有類型的數據包都通用的消息格式
每種特定數據包的具體細節(jié)
數據包如何在服務器和客戶端之間傳輸
上面的介紹,都很常見,不想深究的話,只需要了解,MQTT可以根據不同的主題,去訂閱和發(fā)布消息。

簡單介紹TLS

這里我推薦一個個網站,我個人認為介紹TLS比較通俗易懂:
http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/09/illustration-ssl.html

編程角度去簡單理解TLS:

image.png

LS是在TCP/IP協(xié)議中位于應用層和TCP層中間, 例如:
MQTT / HTTP
———
TLS
———
TCP
———
IP
———
數據鏈路層
———
物理層

搭建MQTT服務器

在實現MQTT客戶端之前,我們需要有一個服務器去驗證我們的客戶端,所以我們先搭建一個MQTT服務器。
我的環(huán)境是在ubuntu kylin 64位機器上,我使用的是mosquitto來搭建MQTT服務器。

sudo apt-get install mosquitto

對于Ubuntu系統(tǒng)來說,直接運行該命令就可以安裝了,可能其他系統(tǒng)不行,那就需要百度mosquitto源碼來安裝,過程也很簡單網上很多教程。
安裝成功后,接下來我們需要配置mosquitto.conf文件,這是mosquitto的啟動時需要加載的文件。

cd /etc/mosquitto
sudo vi mosquitto.conf

1.配置用戶名密碼

這里需要配置三個字段
allow_anonymous允許匿名
password_file密碼文件
acl_file訪問控制列表

生成用戶名密碼

mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/passwd pub_client
-c :是新打開文件
之后鍵入密碼

mosquitto_passwd /etc/mosquitto/passwd sub_client
之后鍵入密碼

生成acl_file文件
sudo vi /etc/mosquitto/acl
輸入內容
user pub_client
topic write mtopic/#

user sub_client
topic read mtopic/#

這個文件是添加MQTT Topic和用戶的關系

2.使用openssl 生成服務器證書和客戶端證書

我們的客戶端采用TLS雙向驗證,如有需要可以進行相應的修改變成單向驗證。

安裝openssl
sudo apt-get install openssl

創(chuàng)建CA證書
1.在/home/ptonlix/work”目錄下創(chuàng)建openssl目錄:
mkdir -p /home/ptonlix/work/openssl
2.將原openssl目錄下的ssl/misc/CA.sh拷貝到自己創(chuàng)建的測試目錄下:
cp /usr/lib/ssl/misc/CA.sh /home/ptonlix/work/openssl
3.創(chuàng)建主證書:
./CA.sh -newca
按照提示完成需要填寫的信息,若生成成功會在當前目錄下的demoCA目錄下生成證書文件,demoCA/private/cakey.pem為ca證書私鑰,demoCA/cacert.pem為ca根證書。

生成服務器證書

1.生成服務器私鑰:
openssl genrsa -des3 -out server.key 1024
2.生成csr文件:
openssl req -new -key server.key -out server.csr
3.簽名并生成證書:
openssl ca -in server.csr -out server.crt
生成客戶端證書
1.生成客戶端私鑰:
openssl genrsa -des3 -out client.key 1024
2生成csr文件:
openssl req -new -key client.key -out client.csr
3簽名并生成證書:
openssl ca -in client.csr -out client.crt
完成mosquitto.conf文件
現在已經生成了上述幾個文件了,現在根據上述文件的路徑來配置相應的配置文件的字段,下面貼上我的例子,僅供參考:

pid_file /var/run/mosquitto.pid

persistence true
persistence_location /var/lib/mosquitto/
allow_anonymous false
password_file /etc/mosquitto/passwd
acl_file /etc/mosquitto/acl
#log_dest file /var/log/mosquitto/mosquitto.log
cafile /home/ptonlix/work/ca_certificates/cacert.pem
certfile /home/ptonlix/work/certs/server.crt
keyfile /home/ptonlix/work/certs/server.key
require_certificate true
port 8883
#include_dir /etc/mosquitto/conf.d

如果需要上述字段的詳細解釋,大家可以百度,可以參考mosquitto自帶的例子,路徑如下:

/usr/share/doc/mosquitto/examples/mosquitto.conf
運行mosquitto服務器
mosquitto -c mosquitto.conf

輸入你生成CA證書時的密碼,即可運行mqtt服務器,帶TLS的!!

?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發(fā)布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 230,825評論 6 546
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發(fā)現死者居然都...
    沈念sama閱讀 99,814評論 3 429
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 178,980評論 0 384
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 64,064評論 1 319
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 72,779評論 6 414
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 56,109評論 1 330
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 44,099評論 3 450
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 43,287評論 0 291
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發(fā)現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 49,799評論 1 338
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 41,515評論 3 361
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現自己被綠了。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 43,750評論 1 375
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 39,221評論 5 365
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 44,933評論 3 351
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 35,327評論 0 28
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 36,667評論 1 296
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 52,492評論 3 400
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 48,703評論 2 380

推薦閱讀更多精彩內容