MQTT简介与概述
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）该协议构建与TCP/IP协议上，是基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议，由IBM开发的一个即时通讯协议。
可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。例如通过卫星和代理连接，通过拨号和医疗保健提供者连接，以及在一些自动化或小型设备上，而且由于小巧，省电，协议开销小和能高效的向一和多个接收者传递信息，故同样适用于称动应用设备上。
特点
- 使用发布/订阅消息模式 类似XMPP（XML格式传输数据），但MQTT的信息冗余远小于XMPP
- 对负载内容屏蔽的消息传输 MQTT协议在传输信息时，不关心用户传输的具体内容格式和类型
- 使用TCP/IP进行网络连接
- 三种消息发布服务质量（QoS）
至多一次：消息发布完全依赖底层TCP/IP网络，会发生消息丢失或重复至少一次：确保消息到达，但可能会导致消息重复仅一次：确保消息到达一次，在一些要求较严格的计费系统中可以使用此级别
- 传输开销小，协议交换最小化，以降低网络流量
- 使用Last Will（遗言机制）和Testament（遗嘱机制）特性通知有关各方客户端异常中断的机制。
MQTT协议原理
实现方式
由客户端与服务器通讯实现 MQTT协议中包含以下三种身份： 客户端：
- 发布者（Publish）
- 订阅者（Subscribe） 消息发布者同时也可以为订阅者 服务器：
- 代理（Broker）
MQTT传输的消息分为：
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主题（topic） 可理解为消息的类型，订阅者订阅后即可接收到该主题的消息内容（payload）
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负载（payload） 即消息的内容
网络传输与应用消息
MQTT会构建底层网络传输，建立客户端到服务器的连接，提供两者之间的有序、无损、基于字节流的双向传输
当数据通过MQTT网络发送时，MQTT会将与之相关的服务质量（QoS）与主题（Topic）关联起来
MQTT的消息模型
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订阅（Subscription） 订阅包含主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅会与一个会话（Session）关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。
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主题名（Topic Name）
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会话（Session） 每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话
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主题筛选器（Topic Filter） 对主题名通配符筛选器，在订阅表达式中使用，表示订阅所匹配到的多个主题。
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负载（Payload）
MQTT数据包
存在于所有MQTT数据包中：
- 固定头（Fixed header） 表示数据包类型及数据包的分组类标识。
存在于部分MQTT数据包中：
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可变头（Variable header） 数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容
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消息体（Payload） 表示客户端收到的具体内容
固定头
固定头存在于所有MQTT数据包中，固定头占据两字节的空间，如下：
可变头
MQTT数据包中包含一个可变头，位置在固定头与负载之间。只有某些报文才拥有可变报头，可变头的内容因数据包类型而不同，较常的应用是作为包的标识。
消息体
Payload消息体位MQTT数据包的第三部分，包含CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息：
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CONNECT：这是客户端用来与服务器建立连接的消息类型。其Payload包含客户端标识（ClientID），用于唯一识别连接到服务器的客户端。此外，它可能还包含其他认证信息，如用户名和密码，以及客户端想要订阅的主题列表等。 -
SUBSCRIBE：当客户端想要订阅一个或多个主题时，会发送这种类型的消息。Payload中包含了客户端希望接收消息的主题列表以及对应的服务质量等级（QoS）。 -
SUBACK：作为对SUBSCRIBE请求的响应，服务器使用该消息类型确认客户端的订阅请求已被接受。Payload中包括了服务器同意的主题订阅信息及其QoS等级。 -
UNSUBSCRIBE：客户端使用此消息类型来取消对一个或多个主题的订阅。Payload中指明了客户端不再希望接收的主题列表。
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