MQTT 協議簡介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一種輕量級、高效的消息傳輸協議，專為在各種設備之間進行通信而設計。由於其佔用資源少且效率高，MQTT 成為物聯網（IoT）和嵌入式系統中廣泛應用的協議，同時也適用於其他許多應用場景。以下將介紹 MQTT 的主要特點和概念。

1. 輕量級和高效

• 資源佔用少：MQTT 被設計成非常輕量，這使得它能夠在帶寬有限的網絡和資源受限的設備（如感測器和嵌入式系統）上高效運行。這一特性使 MQTT 成為 IoT 設備之間通信的理想選擇。

2. 發布/訂閱模型

• 通信方式：MQTT 使用發布/訂閱（Publish/Subscribe）的通信模型。這種模型中，設備可以作為發布者（Publisher）將消息發佈到某個主題（Topic），也可以作為訂閱者（Subscriber）訂閱某個主題並接收與之相關的消息。這種模型提供了靈活的多對多通信方式。

3. 主題（Topic）

• 消息標識符：在 MQTT 中，主題（Topic）是一個字符串，用於標識消息的類型或分類。訂閱者可以通過訂閱特定的主題來接收該主題的消息，而發布者則將消息發佈到相關的主題。主題使得消息的路由和管理變得簡單有效。

4. 質量服務（QoS）

• 消息傳遞可靠性：MQTT 提供了三種不同的消息傳送質量服務（Quality of Service, QoS）等級，讓開發者根據需求選擇適合的消息交付可靠性：
  • QoS 0：至多一次傳送，消息可能丟失。
  • QoS 1：至少一次傳送，消息可能重複。
  • QoS 2：只有一次傳送，保證消息不會重複或丟失。

5. 保留消息（Retained Messages）

• 持久化最新消息：在 MQTT 中，發布者可以發佈保留消息，這些消息將持續存儲在 Broker 上。當新的訂閱者加入並訂閱相關主題時，他們會立即收到這些保留消息，確保不會錯過關鍵的數據更新。

6. 遺囑消息（Last Will and Testament）

• 故障通知：MQTT 提供遺囑消息功能，允許發佈者在斷開連接或意外失去連接時，自動發佈一條預先定義的消息。這可以用於通知訂閱者發佈者的連接狀態，從而實現故障處理或警報功能。

7. 保密性和安全性

• 通信安全：為了確保消息的機密性和安全性，MQTT 支持多種安全機制，如 TLS/SSL 加密、用戶名和密碼驗證等。這些措施能有效防止未經授權的訪問和數據洩露，保護通信內容的安全。