MQTT协议-DPDK中文网

MQTT 协议详解

1. MQTT 简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的 发布/订阅（Pub/Sub） 消息传输协议，专为低带宽、高延迟或不可靠的网络环境设计。最初由 IBM 开发，现已成为 OASIS 标准化的物联网（IoT）通信协议。

2. MQTT 核心概念

Broker（代理服务器）：负责接收和转发消息的中心服务器（如 Mosquitto、EMQX）。
Client（客户端）：发布或订阅消息的设备或应用程序。
Topic（主题）：消息的分类标识符，采用层级结构（如 sensor/temperature）。
QoS（服务质量等级）：定义消息传递的可靠性级别：
- QoS 0：最多一次（可能丢失）。
- QoS 1：至少一次（可能重复）。
- QoS 2：恰好一次（可靠但开销大）。
Retained Message（保留消息）：Broker 保存最新一条消息，新订阅者立即收到。
Last Will and Testament (LWT)：客户端异常断开时 Broker 发布的预设消息。

3. MQTT 协议特点

✅ 轻量高效：头部仅占 2~4 字节，适合嵌入式设备。
✅ 低功耗：适用于电池供电的 IoT 设备。
✅ 灵活拓扑：支持一对多、多对多通信模式。
✅ 跨平台性：支持 TCP/IP、WebSocket、BLE等传输层协议。

4. MQTT vs. HTTP vs. CoAP

特性	MQTT	HTTP	CoAP
协议模型	Pub/Sub	Request/Reply	Request/Reply
开销	⭐极低	⭐⭐⭐高	⭐⭐低
实时性	⭐⭐⭐强	⭐一般	⭐⭐中等
适用场景	IoT、即时通讯	Web API	IoT (UDP)

5. MQTT Broker & SDK

[Broker] Mosquitto, EMQX, HiveMQ, VerneMQ
[C++ SDK] Paho MQTT C++ (libmqttpp), Eclipse Mosquitto C Library
[Python SDK] paho-mqtt
[Java SDK] Eclipse Paho Java Client

6. C++示例代码 (Paho库)

#include <iostream>
#include <mqtt/client.h>

const std::string SERVER_ADDRESS("tcp://localhost:1883");
const std::string CLIENT_ID("cpp_client");
const std::string TOPIC("test/topic");

int main() {
    mqtt::client client(SERVER_ADDRESS, CLIENT_ID);
    
    // Connect to the broker
    mqtt::connect_options connOpts;
    connOpts.set_keep_alive_interval(20);
    
    try {
        client.connect(connOpts);
        std::cout << "Connected to broker!" << std::endl;

        // Publish a message
        auto msg = mqtt::make_message(TOPIC, "Hello from C++!");
        client.publish(msg);

        // Subscribe and receive messages
        client.subscribe(TOPIC);
        client.start_consuming();

        while (true) {
            auto msg = client.consume_message();
            if (msg) 
                std::cout << "Received: " << msg->to_string() << std::endl;
        }
        
    } catch (const mqtt::exception& exc) {
        std::cerr << "Error: " << exc.what() << std::endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }
}