MQTT比TCP协议好在哪儿

Posted 2023-05-07

MQTT是非常流行的设备的接入协议，包括IBM、亚马逊、微软的IoT托管服务都有支持。MQTT基于TCP，实现了异步Pub/Sub，好比发个微信，无需等待对方确认便可以继续，以及为物联网提供了许多体贴的设计，比如QoS，比如“遗言”的设计。 参考技术A 　　MQTT协议优点
　　1.MQTT的独特功能是每个消息头都可以缩短为2个字节。对于HTTP，为每个新请求消息重新建立HTTP连接会产生可观的开销。
MQ和MQTT使用的持久连接可以大大减少这种开销。
　　2.包容不稳定的网络，MQTT和MQ可以从诸如断开连接之类的故障中恢复，无需进一步的代码要求。但是，HTTP本身无法实现此目标，并且客户端必须重试编码，这会增加身份问题。
　　3.低功耗MQTT专为低功耗目标而设计。 HTTP设计未考虑此因素，这会增加功耗。
　　4.在连接数百万个客户端的情况下，在HTTP堆栈中维护数百万个并发连接需要大量工作才能提供支持。尽管这种支持是可行的，但大多数商业产品都经过优化以处理此订单上的持久连接。
IBM提供了IBM
MessageSight，这是一种单机架安装服务器，已经过测试，可以通过MQTT处理多达一百万个并发设备。相反，MQ不是为许多同时进行的客户设计的。
　　5.推送通知。您需要能够及时向客户发送通知。为此，您应该使用常规的轮询或推送方法。就电池，系统负载和带宽而言，推送是最佳解决方案。
　　6.客户端平台的差异。 HTTP和MQTT客户端都在许多平台上实现。 MQTT的简单性可帮助您以最少的努力在其他客户端上实施MQTT。
　　7.防火墙容错能力。某些公司防火墙将出站连接限制到某些预定义的端口，这些端口通常仅限于HTTP(端口80)，HTTPS(端口443)等，HTTP在这种情况下显然可以工作。
MQTT封装在WebSockets连接中，并显示为HTTP升级请求，因此可以在这种情况下运行。

MQTT 协议学习：Keep Alive 和连接保活

(2020-02-05 10:30)

我们提到过 Broker 需要知道 Client 是否非正常地断开了和它的连接，以发送遗愿消息。实际上 Client 也需要能够很快地检测到它失去了和 Broker 的连接，以便重新连接。

MQTT 协议是基于 TCP 的一个应用层协议，理论上 TCP 协议在丢失连接时会通知上层应用，但是 TCP 有一个半打开连接的问题（half-open connection）。这里我不打算深入分析 TCP 协议，需要记住的是，在这种状态下，一端的 TCP 连接已经失效，但是另外一端并不知情，它认为连接依然是打开的，它需要很长的时间才能感知到对端连接已经断开了，这种情况在使用移动或者卫星网络的时候尤为常见。

仅仅依赖 TCP 层的连接状态监测是不够的，于是 MQTT 协议设计了一套 Keep Alive 机制。回忆一下，在建立连接的时候，我们可以传递一个 Keep Alive 参数，它的单位为秒，MQTT 协议中约定：在 1.5*Keep Alive 的时间间隔内，如果 Broker 没有收到来自 Client 的任何数据包，那么 Broker 认为它和 Client 之间的连接已经断开；同样地, 如果 Client 没有收到来自 Broker 的任何数据包，那么 Client 认为它和 Broker 之间的连接已经断开。

MQTT 还有一对 PINGREQ/PINGRESP 数据包，当 Broker 和 Client 之间没有任何数据包传输的时候，可以通过 PINGREQ/PINGRESP 来满足 Keep Alive 的约定和侦测连接状态。

9.1.1 PINGREQ

PINGREQ 数据包没有可变头（Variable header）和消息体（Payload），当 Client 在一个 Keep Alive 时间间隔内没有向 Broker 发送任何数据包，比如 PUBLISH 和 SUBSCRIBE 的时候，它应该向 Broker 发送 PINGREQ 数据包。

9.1.2 PINGRESP

PINGRESP 数据包没有可变头（Variable header）和消息体（Payload），当 Broker 收到来自 Client 的 PINGREQ 数据包，它应该回复 Client 一个 PINGRESP 数据包。

对于 Keep Alive 机制，我们还需要记住以下几点：

• 如果在一个 Keep Alive 时间间隔内，Client 和 Broker 有过数据包传输，比如 PUBLISH，Client 就没有必要再使用 PINGREQ 了，在网络资源比较紧张的情况下这点很重要；
• Keep Alive 值是由 Client 指定的，不同的 Client 可以指定不同的值；
• Keep Alive 的最大值为 18 小时 12 分 15 秒；
• Keep Alive 值如果设为 0 的话，代表不使用 Keep Alive 机制。