官方文档中对于MQTT协议包的结构有着具体的说明：http://mqtt.org/documentation
在MQTT协议中，一个MQTT数据包由：固定头（Fixed header）、可变头（Variable header）、消息体（payload）三部分构成。MQTT数据包结构如下：
（1）固定头（Fixed header）。存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识，如连接，发布，订阅，心跳等。其中固定头是必须的，所有类型的MQTT协议中，都必须包含固定头。
（2）可变头（Variable header）。存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。可变头部不是可选的意思，而是指这部分在有些协议类型中存在，在有些协议中不存在。
（3）消息体（Payload）。存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容。 与可变头一样，在有些协议类型中有消息内容，有些协议类型中没有消息内容。
1 固定头（Fixed header）
固定头存在于所有MQTT数据包中， 固定头包含两部分内容，首字节(字节1)和剩余消息报文长度(从第二个字节开始，长度为1-4字节)，剩余长度是当前包中剩余内容长度的字节数，包括变量头和有效负载中的数据）。剩余长度不包含用来编码剩余长度的字节。
剩余长度使用了一种可变长度的结构来编码，这种结构使用单一字节表示0-127的值。大于127的值如下处理。每个字节的低7位用来编码数据，最高位用来表示是否还有后续字节。因此每个字节可以编码128个值，再加上一个标识位。剩余长度最多可以用四个字节来表示。
数据包类型
位置：第一个字节(Byte 1) 中的7-4个bit位(Bit[7-4])，表示4位无符号值
通过第一个字节的高4位确定消息报文的类型，4个bit位能确定16种类型，其中0000和1111是保留字段。
MQTT消息报文类型如下：
| 报文类型 | 字段值 | 数据方向 | 描述 | 7-4bit值 |
| 保留 | 0 | 禁用 | 保留 | 0000 |
| CONNECT | 1 | Client--->Server | 客户端连接到服务器 | 0001 |
| CONNACK | 2 | Server ---> Client | 连接确认 | 0010 |
| PUBLISH | 3 | Client <--> Server | 发布消息 | 0011 |
| PUBACK | 4 | Client <--> Server | 发布确认(QoS1) | 0100 |
| PUBREC | 5 | Client <--> Server | 消息已接收(Qos2 第一阶段) | 0101 |
| PUBREL | 6 | Client <--> Server | 消息释放(QoS2 第二阶段) | 0110 |
| PUBCOMP | 7 | Client <--> Server | 发布结束(QoS2 第三阶段) | 0111 |
| SUBSCRIBE | 8 | Client ---> Server | 客户端订阅请求 | 1000 |
| SUBACK | 9 | Server--->Client | 服务端订阅确认 | 1001 |
| UNSUBACRIBE | 10 | Client ---> Server | 客户端取消订阅 | 1010 |
| UNSUBACK | 11 | Server ---> Client | 服务端取消订阅确认 | 1011 |
| PINGREQ | 12 | Client--->Server | 客户端发送心跳 | 1100 |
| PINGRESP | 13 | Server ---> Client | 服务端回复心跳 | 1101 |
| DISCONNECT | 14 | Client--->Server | 客户端断开连接请求 | 1110 |
| AUTH（V5.0使用） | 15 | Client <--> Server | 认证数据交换 | 1111 |
标志位
位置：第一个字节中的0-3个bit位(Bit[3-0])。意思是字节位Bit[3-0]用作报文的标识。
首字节的低4位(bit3~bit0)用来表示某些报文类型的控制字段，实际上只有少数报文类型有控制位，如下图：
（1）其中Bit[3]为DUP字段，如果该值为1，表明这个数据包是一条重复的消息；否则该数据包就是第一次发布的消息。
（2）Bit[2-1]为Qos字段：
如果Bit 1和Bit 2都为0，表示QoS 0：至多一次；
如果Bit 1为1，表示QoS 1：至少一次；
如果Bit 2为1，表示QoS 2：只有一次；
如果同时将Bit 1和Bit 2都设置成1，那么客户端或服务器认为这是一条非法的消息，会关闭当前连接。
注意：目前Bit[3-0]只在PUBLISH协议中使用有效，并且表中指明了是MQTT 3.1.1版本。对于其它MQTT协议版本，内容可能不同。所有固定头标记为"保留"的协议类型，Bit[3-0]必须保持与表中保持一致，如SUBSCRIBE协议，其Bit 1必须为1。如果接收方接收到非法的消息，会强行关闭当前连接。
MQTT消息QoS
MQTT发布消息服务质量保证（QoS）不是端到端的，是客户端与服务器之间的。订阅者收到MQTT消息的QoS级别，最终取决于发布消息的QoS和主题订阅的QoS。
- Qos0消息发布订阅
- Qos1消息发布订阅
- Qos2消息发布订阅
（3）Bit[0]为RETAIN字段，发布保留标识，表示服务器要保留这次推送的信息，如果有新的订阅者出现，就把这消息推送给它，如果设有那么推送至当前订阅者后释放。
2 可变头(Variable Header)
可变头的意思是可变化的消息头部。有些报文类型包含可变头部有些报文则不包含。可变头部在固定头部和消息内容之间，其内容根据报文类型不同而不同。
