物联讲堂 | MQTT的前世今生
2019-9-26新闻
Part1 MQTT的诞生
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是一个即时通讯协议。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器的通信协议。
说起通讯协议，这里不得不先回顾一下最早的"摩托巴士”——MODBUS。市面上绝大多数的PLC都支持modbus协议。当电脑或者HMI需要获取某个设备或者PLC的数据时，可以通过modbus协议来进行交互。然后根据通信方式的不同，就区分了串口和以太网的，modbus rtu和modbus tcp。
后来，随着互联网的发展，就有了需要把设备的数据传到网络上来，也就是服务器，甚至前端等。于是，物联网的概念也就随之提出，并且对于协议的要求更加高，总体可以概括为：简单、可靠、并发、开源。
于是在1999年的时候，IBM设计发明了MQTT协议。其实当时发明这个协议并不是用于物联网的，而是用在一个医疗系统中。传感器采集病人的数据，然后通过这个MQTT系统，可以即时推送给医生。
随着物联网的迅速发展，MQTT被更加广泛的使用开来，更有一个专门的MQTT技术委员会，旨在负责定制基于MQTT技术的物联网标准协议。毋庸置疑，MQTT已基本占领了物联网中的重要地位。现在，在物联网的世界里，谁不接触点MQTT都不好意思说自己是搞物联网的了。
Part2 MQTT的工作机制
MQTT一般是建立在TCP协议基础上的一种协议。因此也就有了MQTT客户端和服务端。MQTT服务端一般只有一个，MQTT客户端就可以很多了，几万甚至几百万个。当MQTT客户端连接上服务端之后，为了维持在线状态，客户端会向服务端发心跳。这个心跳包也就2个字节。
同时MQTT消息类型还可以有多种服务质量：
· “至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。
· “至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
· “只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。
Part3 MQTT中的一些概念
MQTT中重要的的几个概念：登录，主题，订阅，生产，发布，Payload，消费。接下来，通过繁易小剧场—MQTT魔法餐厅，帮助大家更好的理解这些概念。
在这个环节里，MQTT餐厅好比如一个MQTT系统。
其中，服务员就是服务器，顾客和厨师就是客户端。厨师是生产者，顾客是消费者。
【登陆】 这家MQTT魔法餐厅是会员制的，顾客和厨师需要通过身份认证才能登陆。
【主题】 本周餐厅主打“迷情西部”。
【订阅】 顾客需要先向服务员点菜。
【生产】 每位厨师只做一道招牌菜。
【发布】 厨师做完菜之后，会推送发布给服务员。
【Payload】菜的味道如何，即顾客获得的消息内容。
【消费】 顾客吃完买单即消费。
当然，有时候，会遇到几个客户同时点一份菜，但是MQTT餐厅中的厨师只做一份。这也没有关系，MQTT魔法餐厅里的服务员能将一份菜变成多份，可以同时发布给定了菜的顾客们。
在MQTT系统里，就存在生产，分发，消费这三个环节了。数据的交互，主要是通过主题来实现，主题可以理解为MQTT协议的灵魂。
Part4 小结
其实MQTT协议就这样一个通用的模式，就好比美食街里有众多餐厅一样。每家餐厅都要有厨师，服务员，顾客，但各家餐厅的菜单不一样的。也就是每一家做的MQTT，协议都是一样的，登录都是需要用户名和密码设备ID等参数。但是每家的MQTT定义的主题就不一样了。可以说，100家做MQTT的，有可能99家定义的主题都不一样。总而言之，只要MQTT的框架和主题一致，无论使用何种编程语言，无论借助何种硬件平台，都能实现协议的无缝对接，达成通讯目的。
