一、什么是MQTT？
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概念：MQTT (Message Queue Telemetry Transport)，消息队列遥测传输协议，其主要提供了订阅/发布两种消息模式，更为简约、轻量，易于使用，特别适合于受限环境（带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定）的消息分发，属于物联网（Internet of Thing）的一个标准传输协议。
MQTT协议实现方式.png -
特点：
- 特别适合于网络代价昂贵，带宽低、不可靠的环境。
- 能在处理器和内存资源有限的嵌入式设备中运行。
- 使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，从而解除应用程序耦合（http协议是一对一的）。
- 使用 TCP/IP 提供网络连接，主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式，优缺点自然也就各有不同了（使用UDP协议框架的也有一个是COAP协议，同样也是主要应用于物联网为受限的环境设计的）。
- 提供Last Will（即遗言机制，用于通知同一主题下的其他设备发送遗言的设备已经断开了连接。） 和 Testament（遗嘱机制，功能类似于Last Will。） 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。
- 对负载内容屏蔽的消息传输。
二、MQTT能做什么？
主要使用在物联网方面的，包括机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。
三、MQTT协议介绍
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MQTT协议的基本结构
a. 固定头（Fixed Header）：主要是记录消息的Qos、消息类型、是否重复发送（DUP）等。结构如下：
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b. 可变头（Variable header）：主要记录协议名、协议的版本（一个字节表示）、用户名、密码、主题名（最多支持32,767个字符）、返回值等。
c. 负载（Payload）: 包含消息的唯一标识符、在发布中的有效负载就包含发布的内容。在订阅中的有效负载就包括订阅的列表以及订阅主题的QoS值。 -
服务质量（QoS）
QoS服务质量：
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a. “至多一次”(QoS==0)，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。image.png
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b. “至少一次”(QoS==1)，确保消息到达，但消息重复可能会发生。image.png
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c. “只有一次”(QoS==2)，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量。image.png
image.png Topic主题
a. 主题层级分隔符 “/”: 表示层级关系，比如a/a,a/b/c等。
b. 单层通配符 “+”: 订阅消息时使用，匹配一层主题如 a/+ 匹配诸如 a/b a/c 但是不能匹配 a/b/c,特别的单独的+可以匹配所有单层主题
c. 多层通配符”#”：订阅消息时使用，匹配零或层主题如 a/# 匹配诸如 a/b a/b/c a ,特别的#单独使用匹配所有。
注：使用通配符时需要保证创建的policy里有相应规则的topic，比如a/+(设为只订阅)，如果没有是无法在连接时通过订阅a/+匹配到该policy里其他相关的诸如a/b a/c等主题。
