由于部門做的設(shè)備需要使用到MQTT，在此總結(jié)下。
基本介紹
MQTT（Message Queue Telemetry Transport）,遙測傳輸協(xié)議，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），可以簡單概括為物聯(lián)網(wǎng)打造，官方總結(jié)特點(diǎn)如下：
- 使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發(fā)布，解除應(yīng)用程序耦合。
- 對負(fù)載內(nèi)容屏蔽的消息傳輸。
- 使用 TCP/IP 提供網(wǎng)絡(luò)連接。
- 有三種消息發(fā)布服務(wù)質(zhì)量：
“至多一次”，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?yàn)椴痪煤筮€會有第二次發(fā)送。
“至少一次”，確保消息到達(dá)，但消息重復(fù)可能會發(fā)生。
“只有一次”，確保消息到達(dá)一次。這一級別可用于如下情況，在計(jì)費(fèi)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。
- 使用 Last Will 和 Testament 特性通知有關(guān)各方客戶端異常中斷的機(jī)制。
XMPP和MQTT對比
XMPP
優(yōu)點(diǎn):
- 要涉及到上層業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)到用戶分群分組，用戶層次關(guān)系的維護(hù)，xmpp已經(jīng)為你做了很多很多，后期的開發(fā)會很省心；
- 協(xié)議成熟、強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)、目前主要應(yīng)用于許多聊天系統(tǒng)中，且已有開源的Java版的開發(fā)實(shí)例androidpn；
- 協(xié)議成熟，強(qiáng)大，可擴(kuò)展性強(qiáng)，并且有成熟的開源方案。
- 分布式：任何人都可以運(yùn)行自己的XMPP服務(wù)器，它沒有主服務(wù)器
- 安全性高：使用TLS等技術(shù)
- 跨平臺
缺點(diǎn)：
- 協(xié)議雖然完整擴(kuò)展性雖然好，它耗費(fèi)網(wǎng)絡(luò)流量很大，交互此說太多，跑起來比MQTT慢很多；另外有高達(dá)70%的流量是耗費(fèi)在XMPP本身的標(biāo)簽和編解碼上面。
- 協(xié)議較復(fù)雜、冗余（基于XML）、費(fèi)流量、費(fèi)電，部署硬件成本高；
MQTT
優(yōu)點(diǎn)：
- 專門針對移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的輕量級傳輸協(xié)議，二進(jìn)制、協(xié)議簡潔、小巧、可擴(kuò)展性強(qiáng)、省流量、省電，適合做大量節(jié)點(diǎn)弱網(wǎng)絡(luò)差的場景，非常適合現(xiàn)在移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施
- 開源的協(xié)議和實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展方便且輕量級；
- MQTT代碼量也比XMPP小很多，使用容易。
- 支持的設(shè)備從智能硬件到智能手機(jī)無所不包。
MQTT快速示例
市面上有相當(dāng)多的高質(zhì)量MQTT代理，其中mosquitto是一個(gè)開源的輕量級的C實(shí)現(xiàn)，完全兼容了MQTT 3.1和MQTT 3.1.1。下面我們就以mosquitto為例演示一下MQTT的使用。
- 安裝mosquitto以及搭配的客戶端：
apt-get install mosquitto
apt-get install mosquitto-clients
- 訂閱一個(gè)主題：
mosquitto_sub -d -t baidu/chatroom
Received CONNACK
Received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 0
- 另外打開一個(gè)SSH連接然后在這個(gè)主題里面打個(gè)招呼：
mosquitto_pub -d -t baidu/chatroom -m "Hello World"
Received CONNACK
Sending PUBLISH (d0, q0, r0, m1, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
- 此時(shí)回到第一個(gè)SSH客戶端可以看到信息已經(jīng)接收到了，之后便是心跳消息：
Received PUBLISH (d0, q0, r0, m0, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
Hello World
Sending PINGREQ
Received PINGRESP
- 需要注意的是mosquitto客戶端默認(rèn)使用QoS 0，下面我們使用QoS 2訂閱這個(gè)主題：
mosquitto_sub -d -q 2 -t baidu/chatroom
Received CONNACK
Received SUBACK
Subscribed (mid: 1): 2
- 切換到另外SSH連接然后在這個(gè)主題里面打個(gè)招呼：
mosquitto_pub -d -q 2 -t baidu/chatroom -m "Hello World"
Received CONNACK
Sending PUBLISH (d0, q2, r0, m1, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
Received PUBREC (Mid: 1)
Sending PUBREL (Mid: 1)
Received PUBCOMP (Mid: 1)
- 此時(shí)回到第一個(gè)SSH客戶端可以看到信息已經(jīng)接收到了，以及相應(yīng)的多次握手消息：
Received PUBLISH (d0, q2, r0, m1, 'baidu/chatroom', ... (11 bytes))
Sending PUBREC (Mid: 1)
Received PUBREL (Mid: 1)
Hello World
Sending PUBCOMP (Mid: 1)
MQTT Java客戶端實(shí)現(xiàn)
使用開源項(xiàng)目https://www.eclipse.org/paho/提供的MQTT服務(wù)端tcp://iot.eclipse.org:1883，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
/**
*@Description:
*@author lx
*@date 2017-1-12 下午1:19:42
*/
public class TestMQTT {
public static void main(String args[]){
//消息的類型
String topic = "TOPIC MQTT Examples";
//消息內(nèi)容
String content = "XX發(fā)布了消息";
//消息發(fā)送的模式 選擇消息發(fā)送的次數(shù)，依據(jù)不同的使用環(huán)境使用不同的模式
int qos = 2;
//服務(wù)器地址
String broker = "tcp://iot.eclipse.org:1883";
//客戶端的唯一標(biāo)識
String clientId = "CLIENTID JavaSample";
//消息緩存的方式 內(nèi)存緩存
MemoryPersistence persistence = new MemoryPersistence();
try {
//創(chuàng)建以惡搞MQTT客戶端
MqttClient sampleClient = new MqttClient(broker, clientId, persistence);
//消息的配置參數(shù)
MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();
//不記憶上一次會話
connOpts.setCleanSession(true);
System.out.println("Connecting to broker: "+broker);
//鏈接服務(wù)器
sampleClient.connect(connOpts);
System.out.println("Connected");
System.out.println("Publishing message: "+content);
//創(chuàng)建消息
MqttMessage message = new MqttMessage(content.getBytes());
//給消息設(shè)置發(fā)送的模式
message.setQos(qos);
//發(fā)布消息到服務(wù)器
sampleClient.publish(topic, message);
System.out.println("Message published");
//斷開鏈接
sampleClient.disconnect();
System.out.println("Disconnected");
System.exit(0);
} catch(MqttException me) {
System.out.println("reason "+me.getReasonCode());
System.out.println("msg "+me.getMessage());
System.out.println("loc "+me.getLocalizedMessage());
System.out.println("cause "+me.getCause());
System.out.println("excep "+me);
me.printStackTrace();
}
}
}
參考https://github.com/eclipse/paho.mqtt.android
服務(wù)端添加SSL加密
這里采用了Moqutte推薦的SSL加密方式（http://andsel.github.io/moquette/），屬于SSL加密中的單向加密。
- 生成服務(wù)器的keystore
執(zhí)行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -keystore serverkeystore.jks -alias testserver -genkey -keyalg RSA
過程中提示輸入名字時(shí)（CN），必須填寫服務(wù)器的域名，本地調(diào)試時(shí)可填寫localhost。
然后修改工程里的 /config/moquette.conf 中的jks_path 對應(yīng)值為serverkeystore.jks 的路徑，把同時(shí)serverkeystore.jks復(fù)制到工程根目錄下。
- 生成客戶端的keystore
1）導(dǎo)出服務(wù)器keystore的證書
執(zhí)行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -export -alias testserver -keystore serverkeystore.jks -file testserver.crt
2）生成客戶端的keystore
執(zhí)行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -keystore clientkeystore.jks -genkey -keyalg RSA
3）向客戶端的keystore 導(dǎo)入服務(wù)器keystore的證書，使客戶端信任證書。
執(zhí)行命令：
$JAVA_HOME/bin/keytool -keystore clientkeystore.jks -import -alias testserver -file testserver.crt -trustcacerts
4）客戶端啟動時(shí)加載clientkeystore.jks然后再與服務(wù)器的SSL端口進(jìn)行連接即可。
客戶端代碼參考：sslSimplePublisher.groovy
客戶端添加ssl加密
- 生成 .bks文件：
a、根據(jù)上一節(jié)，拿到服務(wù)器生成的 .jks證書，
b、到官網(wǎng)下載 bcprov-ext-jdk15on-146.jar ，將該文件放到j(luò)dk1.6.0_03\jre\lib\ext目錄下.
c、配置bcprov
在 jdk_home\jre\lib\security\目錄中找到 java.security 在內(nèi)容增加一行（數(shù)字可以自己定義）
security.provider.11=org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
d、生成android平臺的證書：
keytool -exportcert -alias testserver -file test.cert -keystore local_clientkeystore.jks
keytool -importcert -keystore test.bks -file test.cert -storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider
- 在Android工程中加載證書:
a、生成SSLSocketFactory對象
public class SslUtil {
public static SSLSocketFactory createSocketFactory(Context context) {
SSLContext sslContext;
try {
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("BKS");
ks.load(context.getResources().openRawResource(R.raw.peer),
"123456".toCharArray()); //該字符串應(yīng)隨機(jī)生成，保證每次session唯一；
KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
// kmf.init(ks, "passw0rd".toCharArray());
kmf.init(ks, "123456".toCharArray());
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory
.getInstance("X509");
tmf.init(ks);
TrustManager[] tm = tmf.getTrustManagers();
sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), tm, null);
// SocketFactory factory= SSLSocketFactory.getDefault();
// Socket socket =factory.createSocket("localhost", 10000);
SSLSocketFactory ssf = sslContext.getSocketFactory();
return ssf;
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
b、在MqttOptions中添加SSL配置：
mOptions = new MqttConnectOptions();
mOptions.setCleanSession(true);
SSLSocketFactory socketFactory = SslUtil.createSocketFactory(getApplicationContext());
if (socketFactory != null) {
LogUtil.d("socketFactory is not null");
mOptions.setSocketFactory(socketFactory);
}
- 修改url地址前綴：
修改url地址由：
tcp://yoursite.com:8402
為
ssl://yoursite.com:2883 - 使用wireshark抓包驗(yàn)證，加密成功！
