MQTT协议原理介绍及如何使用emqx

news2024/11/25 10:39:10

MQTT协议原理介绍及如何使用emqx

什么是MQTT协议

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）协议是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的通信协议。它最初由IBM开发，用于在低带宽和不稳定的网络环境中传输小型数据包。MQTT协议被广泛应用于物联网（IoT）领域，例如传感器数据采集、远程监控和控制等。

MQTT协议使用了一种异步的、非阻塞的消息传输模式。它包括三个主要组件：客户端、代理程序和主题（Topic）。客户端可以是发布者（Publisher）或订阅者（Subscriber），代理程序负责转发消息，主题用于标识消息的类型或内容。当一个客户端发布一个消息到一个主题上时，所有订阅该主题的客户端都会收到该消息。

MQTT协议具有以下特点：

  • 轻量级：MQTT协议使用TCP/IP协议栈，但是它的数据包非常小，通信开销很小，适合在低带宽和不稳定的网络环境中使用。
  • 灵活性：MQTT协议支持多种不同的QoS（Quality of Service）级别，以适应不同的应用场景。例如，可以选择仅发送一次或确保消息被送达至少一次或确保消息被送达一次且只被接收一次。
  • 可靠性：MQTT协议具有较好的可靠性，即使在网络不稳定的情况下也能保持消息传输的可靠性和完整性。
  • 安全性：MQTT协议支持传输层安全（TLS）协议和基于用户名和密码的认证机制，以确保通信的安全性。

据 Arlen Nipper 在 IBM Podcast 上的自述，MQTT 原名是 MQ TT，注意 MQ 与 TT之间的空格，其全称为: MQ Telemetry Transport，是九十年代早期他在参与 Conoco Phillips 公司的一个原油管道数据采集监控系统（pipeline SCADA system）时开发的一个实时数据传输协议。它的目的在于让传感器通过带宽有限的 VSAT ，与 IBM 的 MQ Integrator 通信。由于 Nipper 是遥感和数据采集监控专业出身，所以按业内惯例取了 MQ TT 这个名字。

MQTT 与其他协议对比

MQTT vs HTTP

  • MQTT 的最小报文仅为 2 个字节，比 HTTP 占用更少的网络开销。
  • MQTT 与 HTTP 都能使用 TCP 连接，并实现稳定、可靠的网络连接。
  • MQTT 基于发布订阅模型，HTTP 基于请求响应，因此 MQTT 支持双工通信。
  • MQTT 可实时推送消息，但 HTTP 需要通过轮询获取数据更新。
  • MQTT 是有状态的，但是 HTTP 是无状态的。
  • MQTT 可从连接异常断开中恢复，HTTP 无法实现此目标。

HTTP协议和SMTP协议都是基于TCP协议的，但是它们的数据包比MQTT协议大得多，通信开销也更大。在需要频繁传输小型数据包的应用场景中，MQTT协议的优势更加明显。

然而，MQTT协议也有一些缺点。例如，它只能传输小型数据包，不适合传输大型文件或数据流。另外，由于它是基于发布/订阅模式的，因此可能会存在消息丢失或消息重复的问题，需要根据实际应用场景来选择合适的QoS级别。

安全的双向通信机制

MQTT协议是一种基于发布/订阅模式的通信协议，它的双向通信机制是通过MQTT客户端与MQTT代理服务器之间的交互来实现的。下面是MQTT的双向通信机制的详细说明：

  1. 客户端向代理服务器发送消息：MQTT客户端可以向代理服务器发送消息，以实现从客户端到服务器的单向通信。客户端可以发布一个消息到一个或多个主题（Topic），代理服务器将根据主题的订阅情况将消息转发给订阅该主题的客户端。客户端可以选择不同的QoS级别来设置消息的可靠性和传输效率，例如QoS 0表示最多发送一次，QoS 1表示至少发送一次，QoS 2表示仅发送一次且确保消息只被接收一次。
  2. 代理服务器向客户端发送消息：MQTT代理服务器可以向客户端发送消息，以实现从服务器到客户端的单向通信。服务器可以订阅一个或多个主题，当有与该主题相关的消息发布时，代理服务器将转发该消息给订阅该主题的客户端。同样，服务器也可以选择不同的QoS级别来设置消息的可靠性和传输效率，例如QoS 0表示最多发送一次，QoS 1表示至少发送一次，QoS 2表示仅发送一次且确保消息只被接收一次。
  3. 客户端与代理服务器之间的双向通信：MQTT客户端和代理服务器之间的双向通信是通过客户端订阅一个或多个主题实现的。当代理服务器收到发布到该主题的消息时，它会将该消息转发给订阅该主题的客户端。客户端也可以向代理服务器发送订阅和取消订阅的请求，以动态地管理订阅关系。客户端还可以使用PINGREQ和PINGRESP消息来保持与代理服务器的心跳连接，以确保连接不会超时断开。

在这里插入图片描述

综上所述，MQTT的双向通信机制是通过客户端和代理服务器之间的发布/订阅模式实现的。客户端可以向代理服务器发送消息，并订阅一个或多个主题以接收代理服务器发送的消息。代理服务器可以向客户端发送消息，并根据客户端的订阅情况将消息转发给订阅相关主题的客户端。这种机制可以支持双向通信，并且非常适用于物联网等需要频繁传输小型数据包的应用场景。

如何使用emqx搭建MQTT服务端与客户端

emqx是一个基于Erlang语言开发的开源MQTT代理程序，它提供了一个可扩展的、高性能的MQTT消息传输服务。emqx支持多种QoS级别，以及基于WebSocket的MQTT传输协议。

以下是使用emqx搭建MQTT服务端和客户端的基本步骤：

在Linux上安装emqx服务器

官方网址：https://www.emqx.io/zh/downloads?os=Ubuntu

您可以在Linux上使用以下命令安装emqx：

curl -s https://assets.emqx.com/scripts/install-emqx-deb.sh | sudo bash
sudo apt-get install emqx

安装完成后，您可以使用以下命令启动emqx服务：

sudo systemctl start emqx
  • 服务器地址：通常是您的服务器 IP 地址；
  • 端口信息：可在 EMQX Dashboard 功能配置的监听器部分获取。

通过浏览器访问 http://localhost:18083/ (opens new window)（localhost 可替换为您的实际 IP 地址）以访问 EMQX Dashboard 管理控制台，进行设备连接与相关指标监控管理。

默认用户名及密码：

admin

public

使用MQTT客户端连接到emqx服务端

在编写MQTT客户端程序之前，您需要知道emqx服务端的IP地址和端口号。然后，您可以使用MQTT客户端库连接到emqx服务端。

在Python中，您可以使用以下代码连接到emqx服务端：

import paho.mqtt.client as mqtt

# MQTT服务端的IP地址和端口号
broker_address = "YOUR_BROKER_IP_ADDRESS"
broker_port = 1883

# 创建一个MQTT客户端实例
client = mqtt.Client()

# 连接到MQTT服务端
client.connect(broker_address, broker_port)

# 启动MQTT客户端循环
client.loop_start()

# 发布消息到MQTT服务端
topic = "test"
payload = "Hello, World!"
client.publish(topic, payload)

# 订阅MQTT主题
topic = "test"
def on_message(client, userdata, message):
    print(message.topic,message.payload.decode())
client.subscribe(topic)
client.on_message = on_message

# 保持MQTT客户端连接
while True:
    pass

在上面的代码中，我们使用paho-mqtt客户端库连接到emqx服务端，并发布一条消息到test主题。然后，我们订阅test主题，并在收到消息时打印出来。

在emqx服务端上配置ACL（访问控制列表）

为了保证MQTT通信的安全性，您可以在emqx服务端上配置ACL来限制访问。ACL可以控制哪些客户端可以连接到MQTT服务端，哪些客户端可以发布消息或订阅主题等。

以下是一个ACL配置文件的示例：

## emqx.access
## -------------------------------------------------------------------
## emqx access control configuration file.
##
##   GitHub: https://github.com/emqx/emqx/tree/master/etc/plugins/access
##
## -------------------------------------------------------------------

## sys.* Topics
## -------------------------------------------------------------------
allow sys

## Anonymous users
## -------------------------------------------------------------------
## allow anonymous publish/subscribe
## allow anonymous subscribe only to the public topics
## deny  anonymous publish/subscribe
##
## pattern: $anonymous
##
## allow $anonymous publish to the public topics
allow $anonymous read public/*
allow $anonymous write public/+

## allow $anonymous subscribe only to the public topics
allow $anonymous subscribe public/+

## deny $anonymous publish to any topics
deny $anonymous

## Clients with username "public"
## -------------------------------------------------------------------
## allow "public" publish/subscribe
## allow "public" subscribe only to the public topics
## deny  "public" publish/subscribe to the "private" topics
##
## pattern: username/public
##
## allow username/public publish to the public topics
allow username/public read public/+
allow username/public write public/+

## allow username/public subscribe only to the public topics
allow username/public subscribe public/+

## deny username/public publish/subscribe to the private topics
deny username/public write private/+
deny username/public read private/+

## Clients with username "admin"
## -------------------------------------------------------------------
## allow "admin" publish/subscribe to any topics
##
## pattern: username/admin
##
## allow username/admin publish/subscribe to any topics
allow username/admin

在上面的ACL配置文件中，我们定义了三个规则：

  • 系统主题（sys. *）可以被任何客户端访问。
  • 匿名用户可以订阅和发布public主题，但不能订阅和发布private主题。
  • 用户名为public的客户端可以订阅和发布public主题，但不能订阅和发布private主题。

您可以根据您的实际需求修改ACL配置文件，并将其保存为emqx.access文件。然后，将emqx.access文件复制到emqx的etc/plugins/access目录下，并重新启动emqx服务。

sudo cp emqx.access /etc/emqx/plugins/access/
sudo emqx restart

通过MQTTX 测试

mqttx是集桌面应用、命令行工具与 Web 应用于一体的全功能 MQTT 客户端工具。是 EMQX 开源的一款跨平台 MQTT 5.0 客户端工具，它支持 macOS、Linux、Windows，并且支持自定义脚本模拟测试、MQTT 消息格式转换、日志记录等多个功能。您可通过 MQTTX 一键式的连接方式和图形界面，您可轻松测试 MQTT/TCP、MQTT/TLS、MQTT/WebSocket 连接。

官网：https://mqttx.app/zh/features

配置并建立 MQTT 连接。点击 + 新建连接 进入配置页面，只需配置：

  • 名称：连接名称，如 MQTTX_Test；

  • 服务器地址

    • 通过选择该连接的协议类型，如 WebSockets 协议，ws://；目前 MQTTX Web 端仅支持 WebSocket 协议，如希望测试 SSL/TLS 认证连接，请下载 MQTT 客户端 (opens new window)；
    • 填入之前获取的 EMQX 地址，如 emqx@127.0.0.1

  • 端口：如 WebSockets 协议对应的 8083 端口

    其他项目保持默认配置，你也可以根据具体业务场景修改。

在这里插入图片描述

总结

MQTT协议是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的通信协议，适用于物联网领域。emqx是一个基于Erlang语言开发的开源MQTT代理程序，它可以提供可扩展的、高性能的MQTT消息传输服务。在本文中，我们介绍了MQTT协议的基本原理，并演示了如何使用emqx搭建MQTT服务端和客户端。我们还介绍了如何在emqx服务端上配置ACL以保证MQTT通信的安全性。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/724973.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

二叉树题目：对称二叉树

二叉树题目：对称二叉树

文章目录 题目标题和出处难度题目描述要求示例数据范围进阶 解法一思路和算法代码复杂度分析 解法二思路和算法代码复杂度分析 题目 标题和出处 标题：对称二叉树 出处：101. 对称二叉树 难度 3 级 题目描述 要求 给你一个二叉树的根结点 root \t…
阅读更多...
Linux的编译器——gcc/g++（预处理、编译、汇编、链接）

Linux的编译器——gcc/g++（预处理、编译、汇编、链接）

文章目录 一.程序实现的两个环境二.gcc如何完成1.预处理2.编译3.汇编4.链接 三.动态库与静态库对比下二者生成的文件大小 四.gcc常用选项 前言： 本文主要认识与学习Linux环境下常用的编译器——gcc（编译C代码）/g（编译C代码&#x…
阅读更多...
ECharts社区 合集整理

ECharts社区 合集整理

1、PPChart 地址：http://ppchart.com/#/ 2、DataInsight 地址：http://chartlib.datains.cn/echarts 3、isqqw 地址：https://www.isqqw.com/ 4、makeapie 地址：https://www.makeapie.cn/echarts 5、Chart.Top 地址: http://chart.…
阅读更多...
【二维属性+贪心+双指针】Wannafly 挑战赛15 A

【二维属性+贪心+双指针】Wannafly 挑战赛15 A

Wannafly挑战赛15_ACM/NOI/CSP/CCPC/ICPC算法编程高难度练习赛_牛客竞赛OJ (nowcoder.com) 题意： 思路： 经典中的经典中的经典 还是一样双指针把可行解放入DS中，然后求最优解 值得注意的是，我们说的双指针的单调性&#xff0c…
阅读更多...
SpringCloudAlibaba集成RocketMQ实现分布式事务事例(一)

SpringCloudAlibaba集成RocketMQ实现分布式事务事例(一)

SpringCloudAlibaba集成RocketMQ实现分布式事务事例(一) 业务需求 用户请求订单微服务 order-service 接口删除订单（退货），删除订单时需要调用 account-service的方法给账户增加余额，一个典型的分布式事务问题。 代码实现 事务消息有三种状态： TransactionStatus.Commi…
阅读更多...
第162天：应急响应-网站入侵篡改指南Webshell内存马查杀漏洞排查时间分析

第162天：应急响应-网站入侵篡改指南Webshell内存马查杀漏洞排查时间分析

知识点 #知识点 -网页篡改与后门攻击防范应对指南 主要需了解：异常特征，处置流程，分析报告等 主要需了解：日志存储，Webshell检测，分析思路等 掌握： 中间件日志存储，日志格式内容介绍…
阅读更多...
操作系统复习大纲

操作系统复习大纲

目录 第一章 操作系统引论 1. 理解操作系统的目标 2. 理解 OS 的作用 3. 理解操作系统的功能 4. 深入理解多道、并发 OS 的含义 5. 掌握多道批处理 OS、分时 OS、实时 OS 的基本特性，掌握分时 OS 基本特点 和响应时间概念和公式 Tn q。 6. 了解 OS 设计目的 7. 理解…
阅读更多...
【枚举倍数】找一找

【枚举倍数】找一找

A-找一找_Wannafly挑战赛9 (nowcoder.com) 题意&#xff1a; 思路&#xff1a; 注意细节 ai1时特判 枚举时最好枚举 i Code&#xff1a; #include <bits/stdc.h>//#define int long longusing namespace std;const int mxn1e610; const int mxe1e510; const int m…
阅读更多...
Spring面试题--SpringBoot自动配置原理

Spring面试题--SpringBoot自动配置原理

注解解析 面试回答 面试官&#xff1a;Springboot自动配置原理 候选人&#xff1a; 嗯&#xff0c;好的&#xff0c;它是这样的。 在Spring Boot项目中的引导类上有一个注解SpringBootApplication&#xff0c;这个 注解是对三个注解进行了封装&#xff0c;分别是&#xff1a;…
阅读更多...
手写Spring底层原理

手写Spring底层原理

一.创建maven项目 二.创建对应的文件夹&#xff0c;分别是spring和nickel 说明&#xff1a;spring文件夹用于存放spring相关的文件&#xff0c;nickel用于存放相应的配置文件和相关被spring加载的bean对象。 三.创建对对应的文件 3.1创建CommponentScan注解文件 package com…
阅读更多...
网工内推 | 国内知名云服务商，IE证书优先，最高18k*15薪

网工内推 | 国内知名云服务商，IE证书优先，最高18k*15薪

01 UCloud 招聘岗位&#xff1a;网络工程师 职责描述&#xff1a; 1、负责UCloud全球骨干网或数据中心网络工作&#xff0c;包括设备技术选型、架构运营方案设计、日常运维支持&#xff1b; 2、持续提升网络稳定性与性能。 任职要求&#xff1a; 1、本科及以上学历&#xff…
阅读更多...
Vue中使用 file-saver 实现导出excel文件

Vue中使用 file-saver 实现导出excel文件

1、先下载一波 file-saver yarn add file-saver 2、封装导出-接口的请求 需要修改请求的数据类型 responsetype 的值为 blob responsetype 默认值是 json 可省略不写 // 导出excel export function exportExcel() {return http({url: /sys/user/export,responseType: b…
阅读更多...
TOPSIS法

TOPSIS法

优劣解距离法&#xff1a;评价类模型&#xff0c;有准确的评判标准后得到评分。 构造计算评分的公式&#xff1a; (x-min)/(max-min) 或(x-min)/((max-x)(x-min)) 指标类型 极大型指标&#xff1a;越大越好。 极小型指标&#xff1a;越小越好。 中间性指标&#xff1a;既…
阅读更多...
JavaWeb实现学生管理系统

JavaWeb实现学生管理系统

JavaWeb实现学生管理系统 一、项目介绍二、项目结构三、前期准备1.配置maven环境&#xff0c;在pom.xml配置文件中配置项目所依赖的jar包2.在MySql数据库中&#xff0c;创建登录注册表login和学生信息表student&#xff08;1&#xff09;登录注册表login&#xff08;2&#xff…
阅读更多...
【C++】继承 | 基类和派生类对象赋值转换 | 派生类的默认成员函数 | 菱形继承

【C++】继承 | 基类和派生类对象赋值转换 | 派生类的默认成员函数 | 菱形继承

目录 1.继承的概念及定义 1.1继承的概念 1.2 继承定义 1.2.1定义格式 1.2.2继承关系和访问限定符 1.2.3继承基类成员访问方式的变化 2.基类和派生类对象赋值转换 3.继承中的作用域 4.派生类的默认成员函数 5.继承与友元 6. 继承与静态成员 7. 菱形继承 1.继承的概念…
阅读更多...
【InsCode Stable Diffusion美图活动一期】——海边跳舞的少女

【InsCode Stable Diffusion美图活动一期】——海边跳舞的少女

✅作者简介&#xff1a;2022年博客新星 第八。热爱国学的Java后端开发者&#xff0c;修心和技术同步精进。 &#x1f34e;个人主页&#xff1a;Java Fans的博客 &#x1f34a;个人信条&#xff1a;不迁怒&#xff0c;不贰过。小知识&#xff0c;大智慧。 &#x1f49e;当前专栏…
阅读更多...
window平台下MSVC2015编译Libyuv静态库 动态库

window平台下MSVC2015编译Libyuv静态库 动态库

window平台下MSVC2015编译Libyuv静态库 动态库 编译步骤一、环境准备1.1 下载libyuv源码1.2 下载安装cmake&#xff1a;1.3 安装MobaXterm&#xff08;终端工具&#xff09; 二、编译生成静态&#xff0c;动态库2.1 cmake编译生成Visual Studio工程2.2 使用Visual Studio打开YU…
阅读更多...
怎么从视频中提取音频?分享三个方法给大家！

怎么从视频中提取音频?分享三个方法给大家！

如何从视频中提取音频&#xff1f;当我们观看视频时&#xff0c;经常会听到很好听的音乐&#xff0c;或者希望下载视频课程的音频以便随时学习。有时候&#xff0c;某些音频可能没有单独的音源或无法下载。那么&#xff0c;有什么方法可以将视频中的音频提取出来呢&#xff1f;…
阅读更多...
第五章:Mask R-CNN网络详解

第五章:Mask R-CNN网络详解

(目标检测篇&#xff09;系列文章目录 第一章:R-CNN网络详解 第二章:Fast R-CNN网络详解 第三章:Faster R-CNN网络详解 第四章:SSD网络详解 第五章:Mask R-CNN网络详解 第六章:YOLO v1网络详解 第七章:YOLO v2网络详解 第八章:YOLO v3网络详解 文章目录 系列文章目录技…
阅读更多...
Openlayers实战：自定义放大缩小，显示zoom等级

Openlayers实战：自定义放大缩小，显示zoom等级

Openlayers地图中，默认的zoom组件是在左上角，这个组件很重要，方便大家来操控地图。在实际项目中，大家往往要改写这个组件，通常会放置到右下角，方便鼠标操作。 在我们的实战课程里，自定义了放大缩小，并增加了显示zoom等级的功能，实际的项目中往往都是这样办理的。 效果…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023