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从MQTT协议的相关基础概念入手,逐步深入对MQTT各项特性的使用进行详细讲解,为读者上手使用MQTT协议进行物联网平台构建与业务开发提供一个全面、专业、详实的参考手册。 序言 初识 MQTT MQTT 发布 / 订阅模式介绍 创建 MQTT 连接 MQTT 主题与通配符 持久会话 QoS 0, 1, 2 遗嘱消息 Keep Alive 保留消息 请求 / 响应 用户属性 主题别名 载荷格式指示与内容类型 共享订阅 订阅选项 订阅标识符 消息过期间隔 最大报文大小 原因码(ReasonCode) 增强认证 控制报文 结语
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1

MQTT 入门手册
EMQ - 全球领先的开源物联网数据基础设施软件供应商
目录
序言 ................................................................................................................................................................. 1
初识 MQTT....................................................................................................................................................2
MQTT 发布/订阅模式介绍 ............................................................................................................................8
创建 MQTT 连接..........................................................................................................................................11
MQTT 主题与通配符 ....................................................................................................................................16
持久会话 .......................................................................................................................................................22
QoS 0, 1, 2...................................................................................................................................................29
遗嘱消息 .......................................................................................................................................................38
Keep Alive................................................................................................................................................... 43
保留消息 .......................................................................................................................................................47
请求/响应.....................................................................................................................................................56
用户属性 .......................................................................................................................................................64
主题别名 .......................................................................................................................................................69
载荷格式指示与内容类型 ............................................................................................................................. 73
共享订阅 .......................................................................................................................................................79
订阅选项 .......................................................................................................................................................85
订阅标识符 ................................................................................................................................................... 95
消息过期间隔 ...............................................................................................................................................101
最大报文大小 ..............................................................................................................................................106
原因码(Reason Code)........................................................................................................................... 110
增强认证 ...................................................................................................................................................... 113
控制报文 ...................................................................................................................................................... 118
结语 .............................................................................................................................................................123

MQTT 入门手册
EMQ - 全球领先的开源物联网数据基础设施软件供应商
1
序言
随着物联网技术的爆发式发展,越来越多的设备与网络连接在一起,构成了庞大的物联网生态系统。在这
个系统中,通信协议扮演着至关重要的角色。海量的设备接入和设备管理对网络带宽、时延要求、通信协
议以及平台服务架构都带来了巨大的挑战。对于物联网协议来说,必须针对性地解决物联网设备通信的几
个关键问题。
MQTT 协议正是为了解决这些问题而被创建的。经过多年的发展,MQTT 协议凭借其轻量、高效、可靠的
消息传递、海量连接支持、以及安全的双向通信等优点,已成为物联网协议的实施标准,在车联网、工业
物联网、智能家居、智慧交通等领域发挥着重要作用。
在本电子书中,我们将从 MQTT 协议的相关基础概念入手,逐步深入对 MQTT 各项特性的使用进行详细
讲解,为读者上手使用 MQTT 协议进行物联网平台构建与业务开发提供一个全面、专业、详实的参考手册。

MQTT 入门手册
EMQ - 全球领先的开源物联网数据基础设施软件供应商
2
初识 MQTT
MQTT 协议简介
概览
MQTT 是一种基于发布/订阅模式的轻量级消息传输协议,专门针对低带宽和不稳定网络环境的物联网应用
而设计,可以用极少的代码为联网设备提供实时可靠的消息服务。MQTT 协议广泛应用于物联网、移动互
联网、智能硬件、车联网、智慧城市、远程医疗、电力、石油与能源等领域。
MQTT 协议由 Andy Stanford-Clark(IBM)和 Arlen Nipper(Arcom,现为 Cirrus Link)于 1999 年
发布。 按照 Nipper 的介绍,MQTT 必须具备以下几点:
简单容易实现
支持 QoS(设备网络环境复杂)
轻量且省带宽(因为那时候带宽很贵)
数据无关(不关心 Payload 数据格式)
有持续地会话感知能力(时刻知道设备是否在线)
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 入门手册
EMQ - 全球领先的开源物联网数据基础设施软件供应商
3
MQTT 可从连接异常断开中恢复,HTTP 无法实现此目标。
MQTT vs XMPP
MQTT 协议设计简单轻量、路由灵活,将在移动互联网、物联网消息领域,全面取代 PC 时代的 XMPP 协
议。
MQTT 报文体积小且编解码容易,XMPP 基于繁重的 XML,报文体积大且交互繁琐。
MQTT 基于发布订阅模式,相比 XMPP 基于 JID 的点对点消息路由更为灵活。
MQTT 支持 JSON、二进制等不同类型报文。XMPP 采用 XML 承载报文,二进制必须 Base64 编
码等处理。
MQTT 通过 QoS 保证消息可靠传输,XMPP 主协议并未定义类似机制。
为什么 MQTT 是适用于物联网的最佳协议?
据 IoT Analytics 最新发布的《2022 年春季物联网状况》研究报告显示,到 2022 年,物联网市场预计
将增长 18%,达到 144 亿活跃连接。
在如此大规模的物联网需求下,海量的设备接入和设备管理对网络带宽、通信协议以及平台服务架构都带
来了巨大的挑战。对于物联网协议来说,必须针对性地解决物联网设备通信的几个关键问题:网络环境复
杂而不可靠、内存和闪存容量小、处理器能力有限。
MQTT 协议正是为了应对以上问题而创建,经过多年的发展凭借其轻量高效、可靠的消息传递、海量连接
支持、安全的双向通信等优点已成为物联网行业的首选协议。
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