海鑫智圣:物联网漫谈之MQTT协议

什么是MQTT协议

  MQTT(消息队列遥测传输协议)是IBM在1999年专门针对物联网等应用场景来制订的轻量级双向消息传输协议,它主要是为了解决物联网上使用到的设备的互相通信的问题,以及这些设备与后端应用系统之间通信的问题。

为什么需要MQTT(或类似)协议

  随着智能硬件和移动互联网技术的快速发展,传统的互联网协议越来越难以满足物联网的需要,体现在:移动网络代价昂贵,带宽低、可靠性差;在嵌入设备中运行,处理器和内存资源有限;海量在线设备产生庞大数据,给云端带来很大的网络开销和处理压力。

MQTT如何工作

  MQTT包括客户端、代理(broker)两部分,以智能家居系统为例,末端智能电器与手机为客户端,云中心为代理。客户端首先向代理发起请求,代理收到后对客户端认证,认证通过后在客户端与代理之间建立一个TCP长连接通道,客户端通过该通道订阅若干关注的主题(Topic),同时在自身状态变化时,向相应的主题发布消息,代理将该消息发给正在订阅该主题的所有客户端,如下图。与HTTP不同,MQTT是一种多对多的通信协议,设备直接不直接相连,而是通过一个代理实现互相通信。它是一种天然的异步协议,可以很好地将请求端与响应端解耦。

MQTT协议有什么好处

  MQTT针对物联网场景优化设计,考虑了网络的可达性,消息的连通性,能耗等方面。具体来讲:

  一是它本身是特别轻量级的,使用一个8位的系统、30K的空间,就可以运行MQTT的客户端。

  二是它针对不稳定网络而设计,通常意义上的传输协议都是基于稳定网络的传输的,会专门为了这种稳定的网络去做一些优化。MQTT正好相反,协议较多地考虑了网络的不确定性,它本身还非常精简,最小的传输字节只有两个,使得在较恶劣的网络条件下仍然有较好的消息可达率。

  三是它的消息的交互模式跟传统意义上不太一样,它采用了发布和订阅的模式。当数据源发布一条消息的时候,可以有多个订阅端同时能收到这个消息,这对于很多设备互联的物联网场景比较灵活。

  四是有消息发布服务质量(QoS)机制,用户可根据应用场景需要,选择“至多一次”、“至少一次”或“只有一次”的传输质量,在效率与质量之间进行权衡。

  五是客户端异常中断的通知机制(Last-Will-And-Testament)。当一个设备连不上的时候,服务器端有一个专门的机制能马上知道这个设备出了什么状况,从而可以非常快的反馈,对某一个结点做出一些补偿。

MQTT取得了哪些成功实践

  1.物联网云

  Evothings:国外物联网生态平台,提供全套的软硬件开发工具,帮助开发者构建智能硬件原型、开发消息推送服务。

  Yeelink:国内最大的物联网云平台之一,为用户和智能硬件开发者提供传感器云服务,并通过实时数据处理, 实现可靠的状态监控。

  2.实时消息推送

  Facebook是较早大规模采用MQTT 协议的互联网巨头,其在移动客户端中使用MQTT来更新通知、消息和书签等。

  云吧等平台借助MQTT 协议提供实时消息服务,实时推送消息到任意设备、快速的给上百万用户发送消息,实现单台设备一对一推送,实时展示在线用户、使用情况。目前在为几万开发者、上亿终端提供推送服务。国内搜狐等企业也使用了MQTT作为Android手机客户端与服务器端推送消息的协议。

MQTT还有哪些问题

  1.在网络变化频繁或者不太稳定的2G/3G网络环境下表现不佳。

  客户端在每次TCP断开或断网后,会即刻发起TCP重连,连接成功后依次发送CONNECT命令、订阅SUBSCRIBLE命令,当网络频繁切换或者不太稳定时,上述机制一定程度上加重已经不堪的弱网络负担。一些参考资源指出在业务层面进行重连策略、等待超时等调整可优化该问题。此外,CoAP等其他基于UDP传输的物联网协议对这类网络具有更好的适应性。

  2.针对没有TCP/IP支持的终端环境MQTT无法应用。

  可以采用MQTT-SN(MQTT For Sensor Networks)协议进行补充,它是为了非常受限类似传感器设计的,能够基于IEEE 802.15.4等无线局域网发送UDP数据包,再通过MQTT-SN网关与MQTT broker建立连接。流程架构大致如下:

MQTT推荐资源

  Mosca:基于Nodejs实现的一款功能较完善的broker

  Paho: C/C++、Python、Java等语言的MQTT 客户端库

  mosquitto:一款功能完善的开源原生broker

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时间: 2024-08-10 00:03:57

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MQTT学习笔记——MQTT协议体验 Mosquitto安装和使用

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MQTT协议(一)

一.MQTT简介 MQTT协议(Message Queuing Telemetry Transport)(消息队列遥测传输)是一种基于发布/订阅模式的“轻量级”消息协议,是IBM公司于1999年提出的,由Andy Stanford-Clark(IBM)和Arlen Nipper(Eurotech,现为Cirrus Link)于1999年开发.MQTT是一个基于TCP的发布订阅协议,设计的初始目的是为了适用于极有限的内存设备和低带宽的不可靠网络通信,非常适合物联网通信.MQTT 协议目前在 IoT

物联网MQTT协议分析和开源Mosquitto部署验证

在<物联网核心协议—消息推送技术演进>一文中已向读者介绍了多种消息推送技术的情况,包括HTTP单向通信.Ajax轮询.Websocket.MQTT.CoAP等,其中MQTT协议为IBM制定并力推,其具有开放.简单.轻量级以及易于实现的特点使得其即便在资源受限的环境中也能得到很好的使用,比如运行在资源紧缺型的嵌入式系统中或网络带宽非常昂贵的环境中,除此之外,它也被广泛用于遥感勘测.智能家居.能源监测和医疗应用程序等各个领域,是物联网的重要组成部分,将来可能会成为物联网的事实标准. 本篇文章将帮助

物联网协议测评平台——吊兰使用指南-MQTT协议 Python Paho

在忙了一个周末之后,还是小有成果的.发布了一个简单的物联网平台: http://mqtt.phodal.com,简单地写一下使用指南. CoAP协议 使用Libcoap的话可以用 <code style="box-sizing: border-box; font-family: Consolas, Menlo, Monaco, 'Courier New', monospace; font-size: 1em; padding: 0px; color: inherit; border-top

如何应用MQTT协议到物联网中(IOT)

传统的web应用可能不需要可靠的消息服务,但当前以物联网为代表的多样终端非常需要一个消息协议来提供服务. 建筑模式来来往往,如果说有一个永恒不变的事情,那就是需要一个可靠的消息传输. 消息队列也许在客户端/服务端世界有过它的盛世高峰,它处理大型机之间的信息交流并与我们的财务网络连接,但是它从来没有离开我们---尽管事实上直接访问api是大多数当前开发的主要特点. 直接访问api在大多数我们的web系统中工作良好,在有限的服务器资源及进程通信的后端.然而当我们转移到微型服务架构以及云---特别是我

基于MQTT协议谈谈物联网开发

1.MQTT协议: MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于TCP/IP实现发布/订阅模式的应用层协议,其主要特点有: (1)基于发布/订阅模式,应用程序解耦; (2)基于TCP/IP建立网络连接; (3)协议交换最小化,降低网络流量; 2.基于MQTT协议应用: (1)简单的发布订阅应用: (2)消息系统推送应用: (3)阿里云物联网应用: 由于知识能力受限,无法一一列举基于MQTT协议的各种应用,下面就以上述消息推送

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