一．MQTT簡介

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 是由IBM研發的構建在TCP/IP之上的簡單輕量的消息協議，目標使用場景為受限制環境，如低帶寬、高延遲、不可靠網絡，很適用于M2M和IoT中。它的競爭協議包括XMPP協議和IETF的CoAP協議。

MQTT協議最早于1999年發布第一版并被廣泛使用在各個行業中，在2013年發布MQTT 3.1版本。
MQTT-S(MQTT for Sensor Networks)是專門為WSN（無線傳感器網絡，Wireless Sensor Network）設計的協議，是MQTT的修改版本，1.2版本于2014年推出，可用于zigbee網絡。

The EVERYTHING IoT platform使用MQTT作為上百萬連接產品的M2M協議。Facebook Messenger、Amazon Web Service也都使用了MQTT協議。

二．MQTT具體細節

MQTT消息報文的方式包括connect,disconnect,subscribe,unsubscribe,publish等（類似于HTTP請求行的方法字段）。值得注意的是，為了保持簡單和輕量，MQTT提供的安全比較少，主要借助其他設施，如SSL協議和由應用程序自己解決。

MQTT的消息模型為publish-subscribe （發布-訂閱模式），即設計模式中的觀察者模式，接收者(subscriber)向中介(broker)提交訂閱自己感興趣的內容，發送者(broker)把消息發送給中介，再由中介發送給訂閱者。
這種模式這種通信模式的好處是接收者和發送者輕耦合，雙方都只需與中介打交道，不需要關心另一方是誰和在哪里，并且方便接收者、發送者數量的增加和減少，很適用于分布式環境中，典型模式如圖1所示。

圖1 典型的發布/訂閱消息通信模型

把WSN融入傳統網絡的拓撲圖如圖2所示，

圖2 WSN和傳統網絡的融合圖

而把MQTT協議應用于傳統網絡中的拓撲模式如圖3所示（結構與圖2很相近，不同點在于傳統網絡中增加了broker的角色，充當中介，減輕了gateway的通信交互壓力），其中WSN的gateway充當publisher的角色，把傳感器的數據發布給傳統網絡中的用戶。

圖3 使用發布/訂閱通信模式的WSN與傳統網絡融合圖

而專門為WSN而設計的MQTT-S協議中，在WSN中進一步細化了角色，把終端傳感器和執行器當作MQTT-S Client。從圖中可以看出，MQTT-S協議用于WSN中傳感器與WSN網關的通信，而MQTT協議用于WSN網關與傳統網絡中broker的通信。兩個協議是可以互補，一起工作的。

圖4 MQTT-SN的結構

而更具體地，在WSN中網關作為WSN傳感器與傳統互聯網中broker的中間者，通信模式可分為透明傳輸和匯聚傳輸兩種，如圖4所示。

透明傳輸實現更簡單，但是WSN中有多少終端，broker就會收到多少連接，而因為WSN中傳感器、執行器數量眾多，這種模式會給broker很大的連接壓力。相比之下匯聚傳輸則不會有這個問題，所以有大量WSN終端時匯聚模式更合適。

圖5 網關的透明傳輸和匯聚傳輸模式

總結

以上是生活随笔為你收集整理的精述IBM的MQTT协议和MQTT-S协议的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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