一篇文章带你入门 MQTT 消息队列遥测传输

Original JackTian 杰哥的IT之旅 2022-06-07

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作者 | 阿东

来源 | 杰哥的IT之旅 (ID：Jake_Internet)

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MQTT入门

概念

mqtt意为消息队列遥测传输，是IBM开发的一个即时通讯协议。由于其维护一个长连接以轻量级低消耗著称，所以常用于移动端消息推送服务开发。

协议格式

mqtt协议控制报文的格式包含三部分：

以固定报头、可变报头和有效载荷，其中固定报文头是所有控制报文都有的，可变报头和有效载荷都是部分控制报文。

mqtt是二进制的协议，控制字段是精确到Bit级别的，单纯这一点就足以为其在物联网领域占据一席之地。mqtt是不支持分包等机制，并不适宜一些数据包特别大的应用场景。

mqtt特性

使用发布/订阅消息模式，提供一对多消息发布；
对负载内容屏蔽的消息传输；
使用TCP/IP进行网络连接；
具有三种消息发布服务质量选项：
1."至多一次"，通常app的推送使用的是这种模式，也就是说，如果移动设备在消息推送的时候没有联网，那么再次联网就不会收到通知了；
2."至少一次"，可以确保消息收到，但消息可能会重复；
3."只有一次"，确保消息到达一次，比如计费系统，如果出现消息重复或者丢失会导致系统结果不正确的问题。
小型传输，开销很小，协议交换最小化，以降低网络流量；
通知有关各方客户端异常中断的机制。

mqtt协议实现方式

发布者----发布消息---->代理-------推送消息----->订阅者
发布者----发布消息---->代理<-----订阅消息-------订阅者

在mqtt协议中有三种身份：

发布者(publish):发布者是客户端，可以进行发布消息
代理(broker):代理指的是服务器，比较有名的是emqtt，当前可以其他成熟的框架去搭建mqtt服务
订阅者(subscribe):指的客户端，不过发布者同时也可以是订阅者。

mqtt服务端和客户端实现的功能

mqtt服务端

接受来自客户端的网络连接；
接受客户发布的应用信息；
处理来自客户端主题订阅和退订请求；
向订阅的客户端转发应用程序消息

mqtt客户端

给其他客户端发布订阅的消息；
订阅其他客户端发布的消息；
退订和订阅主题；
断开服务器连接

mqtt协议中的方法

connect：等待服务器建立连接；
disconnect：等待客户端完成所做的工作，并与服务器断开TCP/IP会话；
subscribe：主题订阅；
unsubscribe：主题取消订阅；
publish：发送消息

mqtt的安装

# sudo yum install epel-release
# sudo yum install mosquitto mosquitto-clients
# sudo systemctl start mosquitto
mqtt默认是以1883端口运行的

mqtt简单使用

mosquitto的配置文件为/etc/mosquitto/mosquitto.conf/
1.添加密码配置并且不允许匿名用户登录
# sudo vim /etc/mosquitto/mosquitto.conf
allow_anonymous false  #不允许匿名登录
password_file /etc/mosquitto/pwfile  #配置用户密码文件
acl_file /etc/mosquitto/aclfile  # 配置topic和用户

2.添加用户信息
# mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/pwfile ceshi
# mosquitto_passwd /etc/mosquitto/pwfile ceshi2
分别添加用户ceshi和ceshi2

3.添加topic和用户的关系(权限配置)
# sudo vim /etc/mosquitto/aclfile
# ceshi只能发布V222为前缀的主题，订阅V333开头的主题
user ceshi
topic write V222/#
topic read V333/#
# ceshi2只能订阅以V222为前缀的主题
user ceshi2
topic read V222/#

- write：发布订阅
- read：接受订阅

4.启动
-c ：指定配置文件启动
-d： 后台运行
mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d 

5.测试
发布订阅：mosquitto_pub
接受订阅：mosquitto_sub
参数：
-h :服务器主机
-t ：指定主题
-u ：用户名
-P : 密码
-i ：客户端id
-m ：发布的消息内容

# mosquitto_sub -h localhost -t "V222" -u ceshi2 -P 123456

# mosquitto_pub -h localhost -t "V222" -m "Hello world" -u ceshi -P 123455

配置文件解析

# 系统状态的刷新时间
# sys_interval 10

# 系统资源的回收时间，0表示尽快处理
# store_clean_interval 10

# 服务进程的pid
# pid_file /var/run/mosquitto.pid

# 服务进程的系统用户
# user mosquitto

#  客户端心跳消息的最大并发数
# max_inflight_messages 10

# 客户端心跳消息缓存队列
# max_queued_messages 100

# 用于设置客户端长连接的过期时间，默认永不过期
# persistent_client_expiration

# 服务绑定的IP地址
# bind_address

# 服务绑定的端口
# port 1883

# 消息自动保存的间隔时间
# autosave_interval 1800

# 消息自动保存功能的开关
# autosave_on_changes false

# 持久化功能的开关
# persistence true

# 持久化DB文件
# persistence_file mosquitto.db

# 持久化DB文件目录
# persistence_location /var/lib/mosquitto/

# 4种日志模式：stdout、stderr、syslog、topic
# none：则表示不记录日志
log_dest none
# 选择日志的级别
# log_type error
# log_type warning
# log_type notice
# log_type information

# 是否记录客户端连接信息
# connection_messages true

# 是否记录日志时间
# log_timestamp true

# 允许匿名用户
# allow_anonymous false

# 用户/密码文件，默认格式为：user/passwd
# password_file /etc/mosquitto/passwd