MQTT协议的工作原理

news2024/9/25 7:21:22

一、MQTT概述

MQTT由IBM的Andy Stanford-Clark博士和Arcom（现为Eurotech）的Arlen Nipper于1999年发明。

MQTT 是物联网（IoT）最常用的消息传递协议。MQTT 代表 MQ 遥测传输。该协议是一组规则，用于定义物联网设备如何通过互联网发布和订阅数据。 MQTT 用于物联网和工业物联网（IIoT）设备之间的消息传递和数据交换，如嵌入式设备，传感器，工业PLC等.该协议是事件驱动的，并使用发布/订阅（发布/订阅）模式连接设备。发送方（发布方）和接收方（订阅方）通过主题进行通信，并且彼此分离。它们之间的连接由 MQTT 代理处理。MQTT 代理过滤所有传入消息并将其正确分发给订阅者。

MQTT 是一种低开销协议，以适应带宽和 CPU 限制，旨在在嵌入式环境中运行，在那里它可以提供可靠、有效的通信路径。MQTT 适用于连接代码占用量较小的设备，对于由于偶尔的带宽限制或不可靠的连接而经历不同延迟水平的无线网络来说，MQTT 是一个不错的选择。该协议在从汽车到能源再到电信的行业都有应用。

MQTT官网

开始 (mqtt.org)https://mqtt.org/getting-started/ MQTT 使用基于主题的简单发布/订阅通信。

二、MQTT 协议主要组件

1、MQTT 发布者/订阅者

MQTT 中的第一个主要概念是发布者/订阅者系统。发布者设备发布有关特定主题的消息，订阅者设备订阅将由发布者发送的主题。最重要的是，多个设备可以订阅该主题。

2、MQTT – 消息

它是我们希望在通过MQTT协议连接的物联网设备之间共享的数据或命令。

3、MQTT- 主题

主题也是理解 MQTT 的第三个重要概念。在此协议中，多个设备可以订阅发布者，以根据其寄存器兴趣接收特定消息。主题定义我们要发布消息的设备。

4、MQTT 代理

MQTT 代理充当发送消息的客户端和接收这些消息的订阅者的中间人。在邮局的类比中，经纪人是邮局本身。所有消息都必须通过代理，然后才能传递给订阅者。

代理可能需要处理数百万个并发连接的 MQTT 客户端，因此在选择 MQTT 代理时，企业应根据其可扩展性、集成性、监控和抗故障能力对其进行评级。

三、MQTT 是如何工作的？

如前所述，MQTT 协议使资源约束的物联网设备能够将某些主题的信息发布或发送到充当 MQTT 消息代理的服务器。代理的功能是仅将该信息推送到以前订阅该主题的那些客户端。简而言之，我们可以解释这个基本思想，因为发布者负责通过经纪人生成信息并将其传输给订阅者。代理的主要功能是通过检查订阅者和发布者的授权来确保安全性。

为了解释 MQTT 协议的工作原理，我们将 MQTT 会话分为 4 个阶段，例如连接、身份验证、通信和终止。

        首先，TCP / IP连接通过使用由代理操作定义的标准或自定义端口从客户端到代理启动。
        建立连接时，请务必识别服务器是继续旧会话还是新会话。
        如果向代理提供了重用的客户机身份，则旧会话将继续。