MQTT报文 =========== MQTT控制报文格式 ------------------- MQTT协议通过交换预定义的MQTT控制报文来通信，MQTT控制报文由三部分组成 - Fixed Header: 固定报头，所有控制报文都包含 - Variable Header: 可变报头，部分控制报文包含 - Payload: 有效载荷，部分控制报文包含 固定报头 ^^^^^^^^^^ - 固定报头格式 =========== ==== ==== ==== ==== ==== ==== ==== ==== 比特位　 7 6 5 4 3 2 1 0 ----------- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- byte 1 MQTT控制报文类型 　标志位 ----------- ------------------- ------------------- btye 2.. 剩余长度 =========== ======================================= - MQTT控制报文类型 ================= ========= ================ ========================================================================================== 名字　　 值　 报文流动方向　 描述 ----------------- --------- ---------------- ------------------------------------------------------------------------------------------ Reserved 0 禁止 CONNECT 1 C------>S 客户端请求连接服务端 CONACK 2 S------>C 连接报文确认 PUBLISH 3 C<----->S 发布消息 PUBACK 4 C<----->S QOS 1消息发布收到确认 PUBREC 5 C<----->S 发布收到(保证交付第一步) PUREL 6 C<----->S 发布释放(保证交付第二步) PUBCOMP 7 C<----->S QOS 2消息发布完成(保证交付第三步) SUBSCRIBE 8 C------>S 客户端订阅请求 SUBACK 9 S------>C 订阅请求报文确认 UNSUBSCRIBE 10 C------>S 客户端取消订阅请求 UNSUBACK 11 S------>C 取消订阅报文确认 PINGREQ 12 C------>S 心跳请求 PINGRESP 13 S------>C 心跳响应 DISCONNECT 14 C<----->S 断开连接通知 AUTH 15 C<----->S 认证信息交换 ================= ========= ================ ========================================================================================== - 标志位 ================ ============================= ======= ======= ======= ======== 控制报文　 固定报头标志　 b3 b2 b1 b0 ---------------- ----------------------------- ------- ------- ------- -------- PUBLISH used in mqtt v3.1.1 dup qos retain ---------------- ----------------------------- ------- --------------- -------- PUBREL Reserved 0 0 1 0 SUBSCRIBE Reserved 0 0 1 0 UNSUBSCRIBE Reserved 0 0 1 0 ================ ============================= ======= ======= ======= ======== .. note:: 1. dup:控制报文重发的标志 2. qos:PUBLISH报文的服务质量等级 3. retain:PUBLISH报文保留标志,用于保留消息发送 - 剩余长度: 从第二字节开始，是一个变长字节的整数，用于表示当前控制报文剩余部分的字节数，包含可变报头和负载的数据 可变报头(Variable Header) ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 可变报头部分包含了2个字节的报文标识符字段 =================== ==================================== 控制类型　　 是否需要标识符字段 ------------------- ------------------------------------ CONNECT 否 CONNACK 否 PUBLISH 是(如果QOS>0) PUBACK 是 PUBREC 是 PUBREL 是 PUBCOMP 是 SUBSCRIBE 是 SUBACK 是 UNSUBSCRIBE 是 UNSUBACK 是 PINGREQ 否 PINGRESP 否 DISCONNECT 否 AUTH 否 =================== ==================================== :: Client Server PUBLISH Packet Identifier = 0x1234 -----> <----- PUBLISH Packet Identifier = 0x1234 PUBACK Packet Identifier = 0x1234 -----> <----- PUBACK Packet Identifier = 0x1234 Payload ^^^^^^^^^^^ =================== ==================================== 控制类型　　 是否需要payload ------------------- ------------------------------------ CONNECT 是 CONNACK 否 PUBLISH 可选 PUBACK 否 PUBREC 否 PUBREL 否 PUBCOMP 否 SUBSCRIBE 是 SUBACK 是 UNSUBSCRIBE 是 UNSUBACK 否 PINGREQ 否 PINGRESP 否 DISCONNECT 否 =================== ==================================== MQTT控制报文 ------------------- CONNECT - 客户端请求连接服务器 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 每个客户端只能发送一次CONNECT包，服务端会把此客户端再次发送的CONNECT包当作违反协议处理，并断开与此客户端的连接 - 固定报头: CONNECT包头 - 可变报头: 协议名字，协议等级，连接标识，保持连接 .. image:: res/connect_options.png - 载荷: CONNECT包的载荷可以包含一个或多个带有长度前缀的字段，这取决于可变包头的标识，这些字段如果存在，必须按照这样的顺序(1.客户端唯一标识 2.Will Topic 3.Will Message 4.User Name 5.Password) CONNACK - 确认收到连接请求 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ CONNACK包是服务端发送的用来响应客户端CONNECT包的一种数据包，从服务端发送到客户端的第一个包一定是CONNACK包. .. image:: res/CONNACK_packet.png .. note:: 字节3是连接确认标识，为7-1是保留位必须设置为0，位0(SP1)是session present标识 1. 如果服务端接受了一个CleanSession设置为1的连接，服务端必须将CONNACK包中的session present设置为0，并且CONNACK包的返回码也设置为0. 2. 如果服务端接受了一个CleanSession设置为0的连接，session present的值取决于服务端是否已经存储了客户端ID对应的会话状态．如果已经存储， session present必须设置为1,否则设置为0,另外CONNACK返回码也必须设置为0 PUBLISH - 发布消息 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PUBLISH控制包可以从服务端发送到客户端也可以从客户端发送到服务端 .. image:: res/PUBLISH_packet.png 载荷包含了发布的应用消息，内容和格式由应用决定．载荷的长度可以由固定包头中的Remaining Length减去可变包头长度得到 PUBLISH包的接收方需要按照下表进行响应 ================= ===================================== QoS Level Expected Respinse ----------------- ------------------------------------- QoS 0 None QoS 1 PUBACK Packet QoS 2 PUBREC Packet ================= ===================================== PUBACK - 发布确认 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PUBACK包用来响应QoS等级为1的PUBLISH包 .. image:: res/PUBACK_packet.png PUBREC - 发布收到 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PUBREC包用来响应QoS 2的PUBLISH包，这是QoS 2协议交换的第二个包 .. image:: res/PUBREC_packet.png PUBREL - Publish release ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PUBREL包用来响应PUBREC包，是QoS 2协议交换的第三部分 .. image:: res/PUBREL_packet.png PUBCOMP - 发布完成 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PUBCOMP包用来响应PUBREL包，这是QoS 2协议交换的第四个也是最后一个包 .. image:: res/PUBCOMP_packet.png SUBSCRIBE - 订阅主题 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ SUBSCRIBE包从客户端发送到服务端创建一个或多个订阅 .. image:: res/SUBSCRIBE_packet.png SUBACK - 订阅确认 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ SUBACK包从服务端发送给客户端，用来确认收到并处理了SUBSCRIBE包，且必须包含与相应SUBSCRIBE包相同的包唯一标识 .. image:: res/SUBACK_packet.png .. note:: 载荷包含了返回码的列表，每个返回码对应SUBSCRIBE包中需要被确认的主题，SUBACK中的返回码顺序必须匹配SUBSCRIBE包中的主题顺序 UNSUBSCRIBE - 退订主题 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ UNSUBSCRIBE包从客户端发往服务端，用来退订主题 .. image:: res/UNSUBSCRIBE_packet.png UNSUBACK - 退订确认 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ UNSUBACK包从服务端发送到客户端来确认收到UNSUBSCRIBE包 .. image:: res/UNSUBACK_packet.png PINGREQ - PING请求 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PINGREQ包从客户端发往服务端，可以用来 1. 在没有其他控制包从客户端发往服务端时，告知服务端客户端的存活状态 2. 请求服务端响应，来确认服务端是否存活　 3. 确认网络连接的有效性 .. image:: res/PINGREQ_packet.png PINGRESP - PING响应 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ PINGRESP包从服务端发送给客户端来响应PINGREQ包，它代表服务端是存活的 .. image:: res/PINGRESP_packet.png DISCONNECT - 断开连接通知 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ DISCONNECT包是客户端发送给服务端的最后一个控制包 .. image:: res/DISCONNECT_packet.png