物聯網應用層協定介紹（二）——MQTT
1.什麼是MQTT?
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，訊息佇列遙測傳輸）是IBM主導開發的一個即時通訊協定，
1999年，IBM和Arcom共同發明了MQTT協議。
2004年，MQTT.org開放了論壇，供大家廣泛參與。
2011年，IBM建立了Eclipse開源專案Paho，並貢獻了代碼。Eclipse Paho是MQTT的Java實現版本。
2013年，OASIS MQTT技術規範委員會成立。
2014年，MQTT正式成為推薦的物聯網傳輸協議標準。
MQTT是專門針對物聯網開發的羽量級傳輸協議，
2.MQTT協定詳解
實現MQTT協定需要用戶端和伺服器端：
MQTT協定中有三種身份：發佈者（Publish）、代理（Broker）（伺服器）、訂閱者（Subscribe）。
MQTT傳輸的消息分為：主題（Topic）和負載（payload）兩部分。
Topic，可以理解為消息的類型，訂閱者訂閱（Subscribe）後，就會收到該主題的消息內容（payload）
payload，可以理解為消息的內容，是指訂閱者具體要使用的內容
MQTT協定報文內容分為固定報文頭、可變報文頭、消息體三部分。
2.1 固定頭部：
1.MessageType(0和15保留，共占4個位元組)
2.DUP flag
用來在保證消息傳輸的可靠。如果設置為1，則在下面的變長頭部裡多加MessageId，並需要回復確認，保證消息傳輸完成，但不能用於檢測消息重複發送。
3.Qos
主要用於PUBLISH（發佈態）消息的，保證消息傳遞的次數。
00表示最多一次 即
01表示至少一次 即>=1
10表示一次，即==1
11保留後用
4.Retain
主要用於PUBLISH(發佈態)的消息，
5.固定頭部的byte 2
用來保存可變頭部+消息體的總大小。
2.2 可變頭部
1.Protocol Name，UTF編碼的字元“MQIsdp”，頭兩個是編碼名提長為6。
2.Protocol Version，協議版本號，
3.Connect Flag，連接標識，有點像固定頭部的。8位元分別代表不同的標誌。第1個位元組保留。
4.Keep Alive，表示回應時間，如果這個時間內，連接或發送操作未完成，則斷開tcp連接，表示離線。
2.3 消息體（PayLoad）
只有3種消息有消息體：CONNECT，SUBSCRIBE，SUBACK。
CONNECT：主要是客戶機的ClientID，訂閱的Topic和Message以及用戶名和密碼。
SUBSCRIBE：包含了一系列的要訂閱的主題以及QOS。
SUBACK：用於伺服器對於SUBSCRIBE所申請的主題及QOS進行確認和回復。
而PUBLISH是消息體中則保存推送的消息，以二進位形式，當然這裡的編輯可自訂。
3.MQTT協定特點
1.使用發佈/訂閱消息模式，提供一對多的消息發佈，解除應用程式耦合。
2. 對負載內容遮罩的消息傳輸。
3. 使用TCP/IP提供網路連接。
4. 有三種消息發佈服務品質：
“至多一次”，消息發佈完全依賴底層 TCP/IP 網路。會發生消息丟失或重複。這一級別可用於如下情況：環境感測器資料，丟失一次讀記錄無所謂，因為不久後還會有第二次發送。
“至少一次”，確保消息到達，但消息重複可能會發生。
“只有一次”，確保消息到達一次。這一級別可用於如下情況：在計費系統中，消息重複或丟失會導致不正確的結果。
5. 小型傳輸，開銷很小（固定長度的頭部是 2 位元組），協定交換最小化，以降低網路流量。
6. 使用 Last Will 和 Testament 特性通知有關各方用戶端異常中斷的機制。
當然這裡的編輯可自訂。3.MQTT協定特點
1.使用發佈/訂閱消息模式，提供一對多的消息發佈，解除應用程式耦合。
2. 對負載內容遮罩的消息傳輸。
3. 使用TCP/IP提供網路連接。
4. 有三種消息發佈服務品質：
“至多一次”，消息發佈完全依賴底層 TCP/IP 網路。會發生消息丟失或重複。這一級別可用於如下情況：環境感測器資料，丟失一次讀記錄無所謂，因為不久後還會有第二次發送。
“至少一次”，確保消息到達，但消息重複可能會發生。
“只有一次”，確保消息到達一次。這一級別可用於如下情況：在計費系統中，消息重複或丟失會導致不正確的結果。
5. 小型傳輸，開銷很小（固定長度的頭部是 2 位元組），協定交換最小化，以降低網路流量。
6. 使用 Last Will 和 Testament 特性通知有關各方用戶端異常中斷的機制。