MQTT协议的简单了解

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协议就是通信双方的一个约定，
即，表示第1位传输的什么、第2位传输的什么……。
在MQTT协议中，一个MQTT数据包由：
固定头（Fixed header）、 可变头（Variable header）、 消息体（payload）三部分构成

MQTT 数据包结构

* 固定头（Fixed header），存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识
* 可变头（Variable header），存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容
* 消息体（Payload），存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容

1 MQTT固定头

固定头存在于所有MQTT数据包中，其结构如下：

1.1 MQTT数据包类型

位置：byte 1, bits 7-4。
相于一个4位的无符号值，类型如下：

1.2 标识位

位置：byte 1, bits 3-0。

在不使用标识位的消息类型中，标识位被做为保留位。如果收到无效的标志时，接收端必须关闭网络连接：

• DUP：发布消息的副本。用来在保证消息的可靠传输，如果设置为 1，则在下面的变长中增加MessageId，并且需要回复确认，以保证消息传输完成，但不能用于检测消息重复发送。
• QoS：发布消息的服务质量，即：保证消息传递的次数
  • 00：最多一次，即：<=1
  • 01：至少一次，即：>=1
  • 10：一次，即：=1
  • 11：预留
• RETAIN： 发布保留标识，表示服务器要保留这次推送的信息，如果有新的订阅者出现，就把这消息推送给它，如果设有那么推送至当前订阅者后释放。

1.3 剩余长度（Remaining Length）

位置：byte 2。

固定头的第二字节用来保存变长头部和消息体的总大小的，但不是直接保存的。这一字节是可以扩展，其保存机制，前7位用于保存长度，后一部用做标识。当最后一位为 1时，表示长度不足，需要使用二个字节继续保存。 例如：计算出后面的大小为0

2 MQTT可变头

MQTT数据包中包含一个可变头，它驻位于固定的头和负载之间。可变头的内容因数据包类型而不同，较常的应用是做为包的标识：

很多类型数据包中都包括一个2字节的数据包标识字段，这些类型的包有：PUBLISH (QoS > 0)、PUBACK、PUBREC、PUBREL、PUBCOMP、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK

3 Payload消息体

• Payload消息体位MQTT数据包的第三部分，CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息 有消息体：

  • CONNECT，消息体内容主要是：客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码。
  • SUBSCRIBE，消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS。
  • SUBACK，消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE所申请的主题及QoS进行确认和回复。
  • UNSUBSCRIBE，消息体内容是要订阅的主题。

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