【嵌入式面试高频知识点】-MQTT协议

一、MQTT基础

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport），消息队列遥测传输

MQTT 是一种基于客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议，MQTT 协议是应用层协议，工作在 TCP/IP 四层模型中的最上层（应用层），构建于 TCP/IP协议上。

二、MQTT特性

1、使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布

2、MQTT 是基于 TCP 连接进行数据推送的

3、支持 QoS 服务质量等级

4、使用 will 遗嘱机制来通知客户端异常断线

5、支持心跳机制

三、MQTT通信基本原理

MQTT 是一种基于客户端-服务端架构的消息传输协议：

服务端：MQTT 服务端通常是一台服务器（broker），它是 MQTT 信息传输的枢纽，负责将MQTT 客户端发送来的信息传递给 MQTT 客户端。

客户端：MQTT 客户端可以向服务端发布信息，也可以从服务端收取信息；客户端要想从服务端收取信息，则首先要向服务端“订阅”信息。

MQTT主题：客户端发布消息时需要为消息指定一个“主题”，表示将消息发布到该主题；而对于订阅消息的客户端来说，可通过订阅“主题”来订阅消息，这样当其它客户端或自己（当前客户端）向该主题发布消息时，MQTT 服务端就会将该主题的信息发送给该主题的订阅者（客户端）。

四、连接MQTT服务端

MQTT 客户端之间想要实现通信，必须要通过 MQTT 服务端。

主要步骤为：

1、首先客户端需要向服务端发送连接请求，这个连接请求实际上就是向服务端发送一个 CONNECT报文，也就是发送了一个 CONNECT 数据包。

2、MQTT 服务端收到连接请求后，会向客户端发送连接确认。连接确认实际上是向客户端发送一个CONNACK 报文，也就是 CONNACK 数据包。

MQTT报文分为三部分：定头（Fixed header）、可变头（Variableheader）以及有效载荷（Payload，消息体）。

五、断开连接

当 MQTT 客户端连接到服务端之后，在后续的通信过程中，如果客户端想要断开与服务端的连接，此时客户端可以主动向服务端发送一个 DISCONNECT 报文来断开与服务端的连接。

六、其他知识点

QoS是什么？

服务质量，保证消息稳定传输的机制，包括消息应答、存储和重传。

MQTT 协议有三种服务质量等级：
QoS = 0：最多发一次； QoS 的最低级别
QoS = 1：最少发一次；发送端在消息发送完成后，会检查接收端是否已经成功接收到了消息。
QoS = 2：保证收一次。当 MQTT 服务质量为 2 级时，MQTT 协议可以确保接收端只接收一次消息。