MQTT 协议学习: 总结 与 各种定义的速查表

时间:2023-12-18 20:58:44

背景

经过几天的学习与实操,对于MQTT(主要针对 v3.1.1版本)的学习告一段落,为了方便日后的查阅

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章节整理

MQTT 协议学习:000-有关概念入门 : 学习新东西最重要的步骤,我觉得就是明确有关的概念。

MQTT 协议学习:001-搭建MQTT通信环境,并抓包测试 : 明确概念以后,实操一遍,对于学习可以有一个初步的了解。

MQTT 协议学习:002- 通信报文的构成 : 从本章开始,开始慢慢引入 构成 通信协议 的有关组成。

MQTT 协议学习:003-MQTT通信流程介绍 : 在图表中,介绍了 通信的流程。

MQTT 协议学习:004-MQTT建立通信与 CONNECT 、CONNACK 报文: 通信流程中的第一个流程便是建立连接,在连接有关的报文中,拥有对应的设置。

MQTT 协议学习: QoS等级 与 会话:QoS 等级是 通信中流程 一个比较重要的设置,这个设置决定了 通信的一些流程。

MQTT 协议学习:Retained(保留消息) 与 LWT(最后遗嘱): 保留消息 与 遗嘱 在 应用中比较常一起使用。

MQTT 协议学习:005-发布消息 与 对应报文 (PUBLISH、PUBACK、PUBREC、PUBREL): 介绍了如何 发布消息,与其对应的就是 订阅主题 以 接收 消息。

MQTT 协议学习:006-订阅主题 与 对应报文(SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK): 介绍了如何订阅一个主题。

MQTT 协议学习:007-Keep Alive 连接保活 与 对应报文(PINGREQ、PINGRESP) : 保活机制是如何实现的。

MQTT 协议学习:008-在STM32上移植MQTT : STM32 移植 MQTT 的难点在于 对于通信接口的初始化等处理,由于有关的开发板还没到手,本人放弃了纸上谈兵。

arm linux 移植 MQTT (paho、mosquitto)arm linux移植 的文章在本人的博客中经常出现,讲述了如何在 Linux 平台下 搭建 MQTT 通信。

MQTT v5 (MQTT 5.0) 新特性介绍: 作为新版本的有关介绍,此后暂无 有关的 报文介绍

速查表

这里整理了一些速查表,可以翻阅以快速定位在开发中出现的有关问题。

固定头部

协议类型

Byte1的 Bit[7-4]: MQTT Control Packet type,协议类型。总共可以表示16种协议类型,其中0000和1111是保留字段。

报文类型 Bit[7-4]值 数据方向 描述
保留 0000 禁用 保留
CONNECT 0001 Client ---> Server 客户端连接到服务器
CONNACK 0010 Server ---> Client 连接确认
PUBLISH 0011 Client <--> Server 发布消息
PUBACK 0100 Client <--> Server 发不确认
PUBREC 0101 Client <--> Server 消息已接收(QoS2第一阶段)
PUBREL 0110 Client <--> Server 消息释放(QoS2第二阶段)
PUBCOMP 0111 Client <--> Server 发布结束(QoS2第三阶段)
SUBSCRIBE 1000 Client ---> Server 客户端订阅请求
SUBACK 1001 Server ---> Client 服务端订阅确认
UNSUBACRIBE 1010 Client ---> Server 客户端取消订阅
UNSUBACK 1011 Server ---> Client 服务端取消订阅确认
PINGREQ 1100 Client ---> Server 客户端发送心跳
PINGRESP 1101 Server ---> Client 服务端回复心跳
DISCONNECT 1110 Client ---> Server 客户端断开连接请求
保留 1111 禁用 保留

报文类型标志位

Byte1的 Bit[3-0]: Flags specific to each MQTT Control Packet type,字节位用作某些报文类型的标志位。
实际上只有少数报文类型有控制位,如下表。

报文类型 固定头标记 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
CONNECT 保留 0 0 0 0
CONNACK 保留 0 0 0 0
PUBLISH Used in MQTT 3.1.1 DUP QoS QoS RETAIN
PUBACK 保留 0 0 0 0
PUBREC 保留 0 0 0 0
PUBREL 保留 0 0 1 0
PUBCOMP 保留 0 0 0 0
SUBSCRIBE 保留 0 0 1 0
SUBACK 保留 0 0 0 0
UNSUBACRIBE 保留 0 0 1 0
UNSUBACK 保留 0 0 0 0
PINGREQ 保留 0 0 0 0
PINGRESP 保留 0 0 0 0
DISCONNECT 保留 0 0 0 0

可变头

需要报文标识符的控制报文在 下表 - 包含报文标识符的控制报文 Control Packets that contain a Packet Identifier 中列出。

需要报文标识符的控制报文在 下表 - 包含报文标识符的控制报文 Control Packets that contain a Packet Identifier`中列出。

控制报文 报文标识符字段
PUBLISH YES(QoS > 0)
PUBACK YES
PUBREC YES
PUBREL YES
PUBCOMP YES
SUBSCRIBE YES
SUBACK YES
UNSUBSCRIBE YES
UNSUBACK YES

Payload消息体

下表 - 包含有效载荷的控制报文 Control Packets that contain a Payload列出了需要有效载荷的控制报文。

并非所有的报文类型需要包含Payload。

控制报文 是否包含Payload
CONNECT 需要
CONNACK 不需要
PUBLISH 可选
PUBACK 不需要
PUBREC 不需要
PUBREL 不需要
PUBCOMP 不需要
SUBSCRIBE 需要
SUBACK 需要
UNSUBSCRIBE 需要
UNSUBACK 不需要
PINGREQ 不需要
PINGRESP 不需要
DISCONNECT 不需要

CONNACK 连接返回码的值

返回码响应 描述
0 0x00连接已接受 连接已被服务端接受
1 0x01连接已拒绝,不支持的协议版本 服务端不支持客户端请求的MQTT协议级别
2 0x02连接已拒绝,不合格的客户端标识符 Client ID 编码无误,但服务端拒绝(有可能Client ID零长且清理会话标志为0)
3 0x03连接已拒绝,服务端不可用 网络连接已建立,但MQTT服务不可用
4 0x04连接已拒绝,无效的用户名或密码 用户名或密码的数据格式无效
5 0x05连接已拒绝,未授权 客户端未被授权连接到此服务器
6-255 保留