1.原理:
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息隊列遙測傳輸協議),是一種基于發布/訂閱(publish/subscribe)模式的“輕量級”通訊協議,該協議構建于TCP/IP協議上,由IBM在1999年發布。MQTT最大優點在于,可以以極少的代碼和有限的帶寬,為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。做為一種低開銷、低帶寬占用的即時通訊協議,使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。
2.1 MQTT協議實現方式
實現MQTT協議需要:客戶端和服務器端
MQTT協議中有三種身份:發布者(Publish)、代理(Broker)(服務器)、訂閱者(Subscribe)。其中,消息的發布者和訂閱者都是客戶端,消息代理是服務器,消息發布者可以同時是訂閱者。
MQTT傳輸的消息分為:主題(Topic)和負載(payload)兩部分
Topic,可以理解為消息的類型,訂閱者訂閱(Subscribe)后,就會收到該主題的消息內容(payload)
payload,可以理解為消息的內容,是指訂閱者具體要使用的內容
2.2 網絡傳輸與應用消息
MQTT會構建底層網絡傳輸:它將建立客戶端到服務器的連接,提供兩者之間的一個有序的、無損的、基于字節流的雙向傳輸。
當應用數據通過MQTT網絡發送時,MQTT會把與之相關的服務質量(QoS)和主題名(Topic)相關連。
2.3MQTT客戶端
一個使用MQTT協議的應用程序或者設備,它總是建立到服務器的網絡連接。客戶端可以:
發布其他客戶端可能會訂閱的信息
訂閱其它客戶端發布的消息
退訂或刪除應用程序的消息
斷開與服務器連接
2.4MQTT服務器
MQTT服務器以稱為“消息代理”(Broker),可以是一個應用程序或一臺設備。它是位于消息發布者和訂閱者之間,它可以:
接受來自客戶的網絡連接
接受客戶發布的應用信息
處理來自客戶端的訂閱和退訂請求
向訂閱的客戶轉發應用程序消息
2.5MQTT協議中的訂閱、主題、會話
訂閱(Subscription)
訂閱包含主題篩選器(Topic Filter)和最大服務質量(QoS)。訂閱會與一個會話(Session)關聯。一個會話可以包含多個訂閱。每一個會話中的每個訂閱都有一個不同的主題篩選器。
會話(Session)
每個客戶端與服務器建立連接后就是一個會話,客戶端和服務器之間有狀態交互。會話存在于一個網絡之間,也可能在客戶端和服務器之間跨越多個連續的網絡連接。
主題名(Topic Name)
連接到一個應用程序消息的標簽,該標簽與服務器的訂閱相匹配。服務器會將消息發送給訂閱所匹配標簽的每個客戶端。
主題篩選器(Topic Filter)
一個對主題名通配符篩選器,在訂閱表達式中使用,表示訂閱所匹配到的多個主題。
負載(Payload)
消息訂閱者所具體接收的內容
2.6 MQTT協議中的方法
MQTT協議中定義了一些方法(也被稱為動作), 來于表示對確定資源所進行操作。 這個資源可以代表預先存在的數據或動態生成數據,這取決于服務器的實現。通常來說,資源指服務器上的文件或輸出。
Connect,等待與服務器建立連接
Disconnect,等待MQTT客戶端完成所做的工作,并與服務器斷開TCP/IP會話
Subscribe,等待完成訂閱
UnSubscribe,等待服務器取消客戶端的一個或多個topics訂閱
Publish,MQTT客戶端發送消息請求,發送完成后返回應用程序線程
2.特點:
MQTT是一個基于客戶端-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易于實現的,這些特點使它適用范圍非常廣泛。在很多情況下,包括受限的環境中,如:機器與機器(M2M)通信和物聯網(IoT)。其在,通過衛星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家居、及一些小型化設備中已廣泛使用。
MQTT協議當前版本為,2014年發布的MQTT v3.1.1。除標準版外,還有一個簡化版MQTT-SN,該協議主要針對嵌入式設備,這些設備一般工作于百TCP/IP網絡,如:ZigBee。
MQTT協議運行在TCP/IP或其他網絡協議,提供有序、無損、雙向連接。其特點包括:
使用的發布/訂閱消息模式,它提供了一對多消息分發,以實現與應用程序的解耦。
對負載內容屏蔽的消息傳輸機制。
對傳輸消息有三種服務質量(QoS):
最多一次,這一級別會發生消息丟失或重復,消息發布依賴于底層TCP/IP網絡。即:<=1
至多一次,這一級別會確保消息到達,但消息可能會重復。即:>=1
只有一次,確保消息只有一次到達。即:=1。在一些要求比較嚴格的計費系統中,可以使用此級別
數據傳輸和協議交換的最小化(協議頭部只有2字節),以減少網絡流量
通知機制,異常中斷時通知傳輸雙方。
實現:
1.創建一個新的client連接服務器
2.訂閱主題(topic),主題可以是單個,也可以是多個主題。使用改方法時可選擇服務質量(QoS level)等級,默認至少一次(MQTTQosLevelAtLeastOnce)
3.MQTTSession Delegate 處理:
- (void)connected:(MQTTSession*)session; ? ? ?//連接成功回調
- (void)handleEvent:(MQTTSession*)session event:(MQTTSessionEvent)eventCode error:(NSError*)error; ? ? ?//處理連接狀態回調
- (void)newMessage:(MQTTSession*)session?data:(NSData*)data?onTopic:(NSString*)topic?qos:(MQTTQosLevel)qos?retained:(BOOL)retained?mid:(unsignedint)mid; ? ? ? //接收到一個新消息時候回調
[self.mqttSession ?publishData:data onTopic:topic retain:YESqos:qos]; ? ? //發布一個消息到主題