MQTT QoS 0, 1, 2

news2024/11/16 1:28:30

# 开篇

1. 精细MQS TT QoS的行为

1.1 QoS 0: 最多交付一次（At Most Once）

1.2 QoS 1: 至少交付一次（At Least Once）

1.3 QoS 2: 只交付一次（Exactly Once）

1.4 传输过程图示

1.5 总结

2. MQTT 数据大小限制和发送原理

2.1 EMQX 数据大小限制

2.2 Mosquitto 数据大小限制

2.3 发送数据的原理

2.4 MQTT 原理的时序图

2.5 Qos中的四次握手

2.6 相关配置示例

2.6.1 EMQX 配置 QoS 示例

2.6.2 Mosquitto 配置 QoS 示例

Qos设置：

很多时候，使用 MQTT 协议的设备都运行在网络受限的环境下，而只依靠底层的 TCP 传输协议，并不能完全保证消息的可靠到达。因此，MQTT 提供了 QoS 机制，其核心是设计了多种消息交互机制来提供不同的服务质量，来满足用户在各种场景下对消息可靠性的要求。

MQTT 定义了三个 QoS 等级，分别为：

其中，使用 QoS 0 可能丢失消息，使用 QoS 1 可以保证收到消息，但消息可能重复，使用 QoS 2 可以保证消息既不丢失也不重复。QoS 等级从低到高，不仅意味着消息可靠性的提升，也意味着传输复杂程度的提升。

在一个完整的从发布者到订阅者的消息投递流程中，QoS 等级是由发布者在 PUBLISH 报文中指定的，大部分情况下 Broker 向订阅者转发消息时都会维持原始的 QoS 不变。不过也有一些例外的情况，根据订阅者的订阅要求，消息的 QoS 等级可能会在转发的时候发生降级。

例如，订阅者在订阅时要求 Broker 可以向其转发的消息的最大 QoS 等级为 QoS 1，那么后续所有 QoS 2 消息都会降级至 QoS 1 转发给此订阅者，而所有 QoS 0 和 QoS 1 消息则会保持原始的 QoS 等级转发。

让我们来进一步明确每种 MQS TT QoS 的行为，特别是消息传输过程中丢失与重复的风险和保障：

特征：
- 消息确认：发送者发送消息后，需要接收者（或代理）确认消息已接收（通过 PUBACK）。
- 支持重试：如果发送者在规定时间内未收到确认，将重新发送消息，直到收到确认。
风险：消息可能重复。由于重试机制，如果网络中断或接收确认消息丢失，发送者会重发，可能导致接收者收到重复的消息。
适用场景：适合需要确保消息到达但能处理重复消息的应用，例如状态更新、简单的事务操作。

特征：
- 高级消息确认：通过复杂的四步握手过程（PUBREC、PUBREL、PUBCOMP），确保消息仅传输一次，避免重复。
- 支持重试：如果在任何一步未收到确认，发送者和接收者都会重试相应步骤，直到完成整个确认过程。
风险：消息不会丢失或重复。确保了消息在传输中不会丢失，并且不会重复到达接收者。
适用场景：适合不能接受消息丢失或重复的应用，例如金融交易、订单处理等关键业务场景。

QoS 级别	发送者行为	接收者行为	过程图示
QoS 0	发送一次	立即处理	`Publisher -> Broker -> Subscriber`
QoS 1	发送->等待确认	确认->处理	`Publisher -> Broker <-> PUBACK` -> `Subscriber`
QoS 2	发送->等待 `PUBREC` -> `PUBREL` -> `PUBCOMP`	确认 `PUBREC` -> 等待 `PUBREL` -> 确认 `PUBCOMP`	`Publisher -> Broker <-> PUBREC <-> PUBREL <-> PUBCOMP` -> `Subscriber`

选择合适的 QoS 级别取决于应用的可靠性需求和可以容忍的传输错误类型。

默认最大数据大小：可以通过 mosquitto.conf 文件中的 message_size_limit 配置项调整，具体默认值随版本和配置不同而异，一般设置为 268435455 字节 (约 256 MB) 。

MQTT 发送数据的基本流程：

详细步骤：

建立连接：客户端使用 MQTT 协议的 CONNECT 报文连接到 Broker。
订阅主题：客户端发送 SUBSCRIBE 报文，指定要订阅的主题。
发布消息：使用 PUBLISH 报文发布消息到某个主题。
消息转发：Broker 接收到消息后，将其转发给所有订阅该主题的客户端。
消息接收和确认：客户端接收消息，若 QoS 级别要求，需要发送 PUBACK（QoS 1）或 PUBREC/PUBREL/PUBCOMP（QoS 2）确认消息的递送。