物聯網核心之MQTT 簡介
MQTT，目前物聯網的最主要的協議，基本所有收費的云平臺都是基于MQTT協議，比如機智云，和所有的開放云平臺比如中國移動的oneNet、百度的云平臺也都支持MQTT的接入。雖然MQTT很火，但是目前對MQTT的很少，尤其是在如何移植到嵌入式上來。大部分的平臺商的做法都是跟模塊商合作把MQTT協議集成到WiFi模塊跟GPRS模塊里面，捆綁一銷售，不讓用戶過多的了解物聯網最核心的東西。
在還沒有深入去了解MQTT協議之前，總以為是非常復雜的東西，畢竟之前一直想深入，但無奈在浩淼的網絡里居然找不到太多實質的資料。隨時自己對物聯網的不斷探索，越來越了解整個物聯網的架構，對MQTT了解越來越深入。在這篇文章中將帶大家先了解MQTT的協議，在后面的文章，再帶大家怎么移植MQTT到STM32上，再到怎么搭建自己的MQTT服務器。
MQTT的基礎知識這些大家通過百度知道都可以了解到，這里主要深入去剖析MQTT協議的整個通信流程。整個MQTT的知識大家可以去附件里的《MQTT OneNET實現.docx》，這個文檔已經寫的非常詳細，但是如果只是看文字話，大家很難理解。因此我們借助Windows下的MQTT客戶端MQTT.fx跟網絡抓包工具Wireshark來一步步分析MQTT。
名字
值
流向
描述
CONNECT
1
C->S
客戶端請求與服務端建立連接
CONNACK
2
S->C
服務端確認連接建立
PUBLISH
3
CóS
發布消息
PUBACK
4
CóS
收到發布消息確認
PUBREC
5
CóS
發布消息收到
PUBREL
6
CóS
發布消息釋放
PUBCOMP
7
CóS
發布消息完成
SUBSCRIBE
8
C->S
訂閱請求
SUBACK
9
S->C
訂閱確認
UNSUBSCRIBE
10
C->S
取消訂閱
UNSUBACK
11
S->C
取消訂閱確認
PING
12
C->S
客戶端發送PING(連接保活)命令
PINGRSP
13
S->C
PING命令回復
DISCONNECT
14
C->S
斷開連接
上面是MQTT的主要的通信協議，MQTT是基于TCP長連接，首先是先跟MQTT服務器建立TCP連接，然后發送登錄請求，要保持長連接，還要定時發心跳包跟服務保持連接。我們先用MQTT.fx來登錄開源的MQTT服務看看。
安裝好MQTT.fx(注意MQTT.fx是java開發的，電腦要安裝JDK才能安裝打開）,一打開里面就默認有一個開源的MQTT服務M2M Eclipse。點開旁邊的齒輪（設置按鈕）可以看服務器的域名m2m.eclipse.org，端口號1833（MQTT的默認端口號），下面還有個Keep Alive Interval就是心跳的時間。再打開Wireshark，選擇要捕獲的網絡接口，然后再過濾器輸入tcp.port==1883后回車，只捕獲1883這個端口號的數據包。再點下MQTT.fx的Connect連接服務器，就可以看到Wireshark捕到的數據
可以看到MQTT協議中本地給服務器發送了一個Connect登錄請求，然后，服務器回應一個ACK，表示登錄成功。再雙擊Connect Command這條數據包，我們可以看到詳細的數據包數據
上面的解析出來的MQTT協議包的內部，下面是對應的二進制數據，這里我們可以對照附件上資料去了解協議的內容。看這里，大家想是不是如果自己用TCP，再封裝發送下面的二進制數據就可以完成MQTT的登錄了呢？拿出網絡調試助手來，ping下m2m.eclipse.org得到IP地址，用端口號1883連接，然后發送Wireshark捕到的MQTT登錄協議的二進制數據，可以看到到服務器回應了 20 02 00 00 表示登錄成功。
再往下Wireshark捕到的數據包，可以看到每隔一定的時間，本地向服務器發送Ping Request心跳包，相應的服務器也會回應Ping Response。
接下來看MQTT最核心的傳輸協議 Subcribe（定閱）和Publish（推送）。簡單來說就是客戶端口（比如物聯網硬件）Subcribe一個topic（主題)后，其它的客戶端（比如手機）向服務器往這個topic 推送 Payload（有效數據），服務器就會把Payload轉發給定閱這個topic的客戶端（硬件）。這樣就實現了客戶端（手機）通過服務器（MQTT）遠程發送數據給客戶端（物聯網硬件）。一樣用MQTT.fx來實驗。先點Subscribe然后面下面輸入led再點旁邊的Subscribe按鈕來定閱led這個topic。然后回到Publish，一樣在輸入框輸入led這個topic，下面大框就是輸入要推送的數據，輸入on，再點Publish按鈕，就把數據推送出去了。再回到Subcribe界面來可以看到右邊已經收到有推送過來的數據。如果這是硬件收到這個指令，就可以去控制點亮LED，我們就實現遠程控制LED燈。
想深入了解MQTT這一個過程的話，我們再回到Wireshark，來看看捕獲到的數據
具體的就不詳細的分析了，大家看附件的文檔來對照就可以很容易了解到。
最后來了解下QoS（定閱等級），分0、1、2三個等級，簡單來說是等級越高越可靠。QoS0,就是推送之后就完事了，至于對方有沒有收到，收到是什么，數據有沒有丟失，都不管。QoS1的話就
是你收到推送后，你還得返回一個puback給對方，告訴對方收到了，不然對方會以為你沒收到，隔一段時間后重新給你推送，直到你給對方返回一個Puback為止
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