MQTT协议简介

MQTT协议是建立在TCP协议之上的应用层协议，主要面向硬件资源有限、低带宽、高并发、高时延的不可靠网络下的物联网应用。MQTT的传输单位是消息，设备间通过Message Broker来进行消息通知，是典型的发布订阅者模式的应用。每一个设备都可以作为发布者和订阅者，所有消息都在Message Broker中汇集，通过主题进行分类，然后分发给订阅者。

MQTT的三种QoS(Quality of Service)

  • QOS0：至多一次。消息发送者会想尽办法发送消息，但是遇到意外不会重试。
  • QOS1：至少一次。消息发生者会保证消息接收者至少会收到一次消息，但是可能导致消息重复。
  • QOS2：刚好一次。这种语义保证消息接收者只接受到一次消息，但是这样会减少并发、增加时延，适用于消息丢失和消息重复不可接受的场景。

MQTT代理

MQTT设备之间通常不是直接进行通信，而是通过在云服务器中运行一个MQTT代理（如mosquittto），消息订阅者向Message Broker订阅某个主题（Topic）的消息，消息发布者向Message Broker发送某个主题（Topic）的消息，Message Broker收到消息后将消息发送给主题的订阅者，并确保相应的服务质量。

MQTT的安全特性

MQTT提供了多个层次的安全特性，如下所示。

  1. 网络层安全：通过拉专线或使用VPN来连接MQTT代理，以提高网络传输的安全性。
  2. 传输层安全：传输层使用TLS加密，防止中间人攻击。客户端证书(X509)作为设备身份凭证来验证设备。
  3. 应用层安全：提供用户表示（Client Identifier）以及用户名密码，在应用层验证设备。