【MQTT-协议原理】

■ MQTT-协议原理

MQTT协议中有三种身份： 发布者（Publish）、 代理（Broker）（服务器）、 订阅者（Subscribe）。
MQTT传输的消息分为： 主题（Topic） 负载（payload）

■ MQTT-服务器 称为"消息代理"（Broker）

MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。
它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：
（1）接受来自客户的网络连接；
（2）接受客户发布的应用信息；
（3）处理来自客户端的订阅和退订请求；
（4）向订阅的客户转发应用程序消息。

■ MQTT协议中的订阅、主题、会话

■ 一、订阅（Subscription）

订阅包含主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅会与一个会话（Session）关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

■ 二、会话（Session）

每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话，客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间，也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

■ 三、主题名（Topic Name）

连接到一个应用程序消息的标签，该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

■ 四、主题筛选器（Topic Filter）

一个对主题名通配符筛选器，在订阅表达式中使用，表示订阅所匹配到的多个主题。

■ 五、负载（Payload）

消息订阅者所具体接收的内容。

■ MQTT协议数据包结构

在MQTT协议中，一个MQTT数据包由：固定报头（Fixed header）、可变报头（Variable header）、消息体（payload）三部分构成。MQTT数据包结构如下：

（1）固定报头（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。
（2）可变报头（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。
（3）消息体（Payload）。也是效载荷 存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容。

■ （1）固定报头（Fixed header）

固定包头包含
控制报文类型
控制报文标志位
剩余长度

剩余长度是可变的 1-4 个字节

■ 1.1 MQTT控制报文的类型

■ 1.2 报文类型标志位

[3-0]包含每个 MQTT 控制报文类型特定的标志

DUP1 =控制报文的重复分发标志
QoS2 = PUBLISH 报文的服务质量等级
RETAIN3 = PUBLISH 报文的保留标志

■ 1.3 剩余长度

位置： 从第 2 个字节开始。
剩余长度（Remaining Length） 表示当前报文剩余部分的字节数， 包括可变报头和负载的数据。
剩余长度 不包括用于编码剩余长度字段本身的字节数。

剩余长度字段 使用一个变长度编码方案：
对小于 128 的值它使用单字节编码。
更大的值按下面的方式处理。低 7 位有效位用于编码数据，最高有效位用于指示是否有更多的字节。
因此每个字节可以编码 128 个数值和一个延续位（continuation bit） 。
剩余长度字段最大 4 个字节。

例如：剩余长度字节长度是64 剩余长度填充的值就是一个字节表示64。
答 ：对小于 128 的值它使用单字节编码。

例如：剩余长度是321 剩余长度填充的值 如下：
答 ：大于 128 低 7 位有效位用于编码数据
计算原理
321-128 = 193 //193又大于128 在减去
193-128 = 65

第一个字节： 193
第二个字节： 2 // 321 / 128 = 2 相当于上面减去两次128

假如 第二个字节又大于128 在进行上面计算原理。

■ （2）可变报头（Variable header）

可变报头的内容根据报文类型的不同而不同。
可变报头的报文标识符（Packet Identifier） 字段存在于在多个类型的报文里。
控制报文的可变报头部分包含两字节的报文标识符字段。

■ （3）消息体（Payload）

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