0 前言
MQTT是IBM開發的一個即時通訊協議。MQTT是面向M2M和物聯網的連接協議，采用輕量級發布和訂閱消息傳輸機制。Mosquitto是一款實現了 MQTT v3.1 協議的開源消息代理軟件，提供輕量級的，支持發布/訂閱的的消息推送模式，使設備對設備之間的短消息通信簡單易用。
若初次接觸MQTT協議，可先理解以下概念：
【MQTT協議特點】——相比于RESTful架構的物聯網系統，MQTT協議借助消息推送功能，可以更好地實現遠程控制。
【MQTT協議角色】——在RESTful架構的物聯網系統，包含兩個角色客戶端和服務器端，而在MQTT協議中包括發布者，代理器（服務器）和訂閱者。
【MQTT協議消息】——MQTT中的消息可理解為發布者和訂閱者交換的內容（負載），這些消息包含具體的內容，可以被訂閱者使用。
【MQTT協議主題】——MQTT中的主題可理解為相同類型或相似類型的消息集合。
1 安裝和使用注意點
1.1 安裝
截止2015年12月，最新版本為mosquitto-1.4.5
# 下載源代碼包
wget http://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.4.5.tar.gz# 解壓
tar zxfv mosquitto-1.4.5.tar.gz
# 進入目錄
cd mosquitto-1.4.5
# 編譯
make
# 安裝
sudo make install
1.2 安裝注意點
【1】編譯找不到openssl/ssl.h
【解決方法】——安裝opensslsudo apt-get install libssl-dev
【2】編譯過程找不到ares.h
sudo apt-get install libc-ares-dev
【3】編譯過程找不到uuid/uuid.h
sudo apt-get install uuid-dev
【4】使用過程中找不到libmosquitto.so.1
error while loading shared libraries: libmosquitto.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
【解決方法】——修改libmosquitto.so位置
# 創建鏈接
sudo ln -s /usr/local/lib/libmosquitto.so.1 /usr/lib/libmosquitto.so.1
# 更新動態鏈接庫
sudo ldconfig
【5】make: g++：命令未找到
【解決方法】
安裝g++編譯器
sudo apt-get install g++
2 簡單測試
一個完整的MQTT示例包括一個代理器，一個發布者和一個訂閱者。測試分為以下幾個步驟：
【1】啟動服務mosquitto。
【2】訂閱者通過mosquitto_sub訂閱指定主題的消息。
【3】發布者通過mosquitto_pub發布指定主題的消息。
【4】代理服務器把該主題的消息推送到訂閱者。
【測試說明】
測試環境：ubuntu 14.04 虛擬機
在本例中，發布者、代理和訂閱者均為localhsot，但是在實際的情況下三種并不是同一個設備，在mosquitto中可通過-h(--host)設置主機名稱(hostname)。為了實現這個簡單的測試案例，需要在linux中打開三個控制臺，分別代表代理服務器、發布者和訂閱者。
圖1 示例
2.1 啟動代理服務
mosquitto -v
【-v】打印更多的調試信息
2.2 訂閱主題
mosquitto_sub -v -t sensor
【-t】指定主題，此處為sensor
【-v】打印更多的調試信息
2.3 發布內容
mosquitto_pub -t sensor -m 12
【-t】指定主題
【-m】指定消息內容
2.4 運行結果
當發布者推送消息之后，訂閱者獲得以下內容
sensor 12
而代理服務器控制臺中會出現——連接、消息發布和心跳等調試信息。通過代理服務器的調試輸出可以對MQTT協議的相關過程有所了解。
圖2 代理服務器調試輸出
3 總結
通過Mosquitto實現MQTT協議代理器(服務器)，為今后的MQTT協議應用做準備。本文并沒有分析MQTT協議的種種細節，但是希望通過一個簡單的例子把MQTT協議“使用起來”，通過使用過程來理解MQTT協議，在過程中關注細節收集疑問，再閱讀MQTT協議具體內容，這樣學習起來就不至于枯燥乏味（即使MQTT協議只有40多頁，但是初次閱讀我還是沒能理解其內涵，只能怪自己智商太低，學術不精。）
4 參考資料
【1】Mosquitto簡要教程（安裝/使用/測試）
【2】解決編譯過程中找不到ares.h的問題
【3】解決使用過程中找不到libmosquitto.so.1的問題
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MQTT - MQ Telemetry Transport
- 輕量級的 machine-to-machine 通信協議。
- publish/subscribe模式。
- 基于TCP/IP。
- 支持QoS。
- 適合于低帶寬、不可靠連接、嵌入式設備、CPU內存資源緊張。
- 是一種比較不錯的Android消息推送方案。
- FacebookMessenger采用了MQTT。
- MQTT有可能成為物聯網的重要協議。
消息體
MessageType
CONNECT
TCP連接建立完畢后，Client向Server發出一個Request。
如果一段時間內接收不到Server的Response，則關閉socket，重新建立一個session連接。
如果一個ClientID已經與服務器連接，則持有同樣ClientID的舊有連接必須由服務器關閉后，新建立才能建立。
CONNACK
Server發出Response響應。
0x00 Connection Accepted
0x01 Connection Refused: unacceptable protocol version
0x02 Connection Refused: identifier rejected
0x03 Connection Refused: server unavailable
0x04 Connection Refused: bad user name or password
0x05 Connection Refused: not authorized
PUBLISH 發布消息
Client/Servier均可以進行PUBLISH。
publish message 應該包含一個TopicName(Subject/Channel)，即訂閱關鍵詞。
關于Topic通配符
/：用來表示層次，比如a/b，a/b/c。
#：表示匹配>=0個層次，比如a/#就匹配a/，a/b，a/b/c。
單獨的一個#表示匹配所有。
不允許 a#和a/#/c。
+：表示匹配一個層次，例如a/+匹配a/b，a/c，不匹配a/b/c。
單獨的一個+是允許的，a+不允許，a/+/b不允許
PUBACK 發布消息后的確認
QoS=1時，Server向Client發布該確認（Client收到確認后刪除），訂閱者向Server發布確認。
PUBREC / PUBREL / PUBCOMP
QoS=2時
1. Server->Client發布PUBREC（已收到）；
2. Client->Server發布PUBREL（已釋放）；
3. Server->Client發布PUBCOMP（已完成），Client刪除msg；
訂閱者也會向Server發布類似過程確認。
PINGREQ / PINGRES 心跳
Client有責任發送KeepAliveTime時長告訴給Server。在一個時長內，發送PINGREQ，Server發送PINGRES確認。
Server在1.5個時長內未收到PINGREQ，就斷開連接。
Client在1個時長內未收到PINGRES，斷開連接。
一般來說，時長設置為幾個分鐘。最大18hours，0表示一直未斷開。
QoS
QoS=0：最多一次，有可能重復或丟失。
QoS=1：至少一次，有可能重復。
Client[Qos=1,DUP=0/*重復次數*/,MessageId=x] --->PUBLISH--> Server收到后，存儲Message，發布，刪除，向Client回發PUBACK
Client收到PUBACK后，刪除Message；如果未收到PUBACK，設置DUP++，重新發送，Server端重新發布，所以有可能重復發送消息。
QoS=2：只有一次，確保消息只到達一次（用于比較嚴格的計費系統）。
Clean Session
如果為false(flag=0)，Client斷開連接后，Server應該保存Client的訂閱信息。
如果為true(flag=1)，表示Server應該立刻丟棄任何會話狀態信息。
Refshttp://public.dhe.ibm.com/software/dw/webservices/ws-mqtt/mqtt-v3r1.html
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http://baike.baidu.com/link?url=dDQ_3ey8tTgxKq8bDT55aNTvU8D102xr9HE27JH0HU7l81TiYmFIxV_CQwP-kV6yhBaYp_peebv57cdTKYg-u_
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