Mosquitto安装和使用

本文最后由 森林生灵 于 2017/10/30 22:16:49 编辑

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    MQTT

        MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种构建于TCP/IP协议上基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议,该协议由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于,可以以极少的代码和有限的带宽,为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

    MQTT.ORG

    MQTT协议特点

        MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M2M)通信和物联网(IoT)。其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。MQTT协议除标准版外,还有一个简化版MQTT-SN,该协议主要针对嵌入式设备,这些设备一般工作于TCP/IP网络,如:ZigBee。

        MQTT协议运行在TCP/IP或其他网络协议,提供有序、无损、双向连接。其特点包括:

            1.使用的发布/订阅消息模式,它提供了一对多消息分发,以实现与应用程序的解耦。

            2.对负载内容屏蔽的消息传输机制。

            3.对传输消息有三种服务质量(QoS):

                (1)最多一次,这一级别会发生消息丢失或重复,消息发布依赖于底层TCP/IP网络。即<=1

                (2)至多一次,这一级别会确保消息到达,但消息可能会重复。即>=1

                (3)只有一次,确保消息只有一次到达。即=1。在一些要求比较严格的计费系统中,可以使用此级别。

            4.数据传输和协议交换的最小化(协议头部只有2字节),以减少网络流量

            5.通知机制,异常中断时通知传输双方。

    MQTT协议原理

    MQTT协议实现方式

        实现MQTT协议需要:客户端和服务器端。

        MQTT协议中有三种身份:发布者(Publish)、代理(Broker)、订阅者(Subscribe)。其中,消息的发布者和订阅者都是客户端,消息代理是服务器,消息发布者可以同时是订阅者。

        MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(Payload)两部分。Topic可以理解为消息的类型,订阅者订阅(Subscribe)后,就会收到该主题的消息内容(Payload),Payload可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。

        订阅(Subscription):订阅包含主题筛选器(Topic Filter)和最大服务质量(QoS)。订阅会与一个会话(Session)关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

        会话(Session):每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话,客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间,也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

        主题名(Topic Name):连接到一个应用程序消息的标签,该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

        主题筛选器(Topic Filter):一个对主题名通配符筛选器,在订阅表达式中使用,表示订阅所匹配到的多个主题。

        负载(Payload):消息订阅者所具体接收的内容。

    网络传输与应用消息

        MQTT会构建底层网络传输:它将建立客户端到服务器的连接,提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。当应用数据通过MQTT网络发送时,MQTT会把与之相关的服务质量(QoS)和主题名(Topic)相关连。

    MQTT服务器

        MQTT服务器以称为“消息代理”(Broker),可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间,它可以:接受来自客户的网络连接、接受客户发布的应用信息、处理来自客户端的订阅和退订请求、向订阅的客户转发应用程序消息。

    MQTT客户端

        一个使用MQTT协议的应用程序或者设备,它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以:发布其他客户端可能会订阅的信息、订阅其它客户端发布的消息、退订或删除应用程序的消息、断开与服务器连接。

    MQTT协议中的方法

        MQTT协议中定义了一些方法(也被称为动作),来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据,这取决于服务器的实现。通常来说,资源指服务器上的文件或输出。

            Connect,等待与服务器建立连接。

            Disconnect,等待MQTT客户端完成所做的工作,并与服务器断开TCP/IP会话。

            Subscribe,等待完成订阅。UnSubscribe,等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅。

            Publish,MQTT客户端发送消息请求,发送完成后返回应用程序线程。


    Mosquitto

        Mosquitto是一款实现了 MQTT v3.1 协议的开源消息代理软件,提供轻量级的,支持发布/订阅的的消息推送模式,使设备对设备之间的短消息通信简单易用。

    Mosquitto安装

        Index:http://mosquitto.org

        GitHub:https://github.com/eclipse/mosquitto

    wget -c https://github.com/eclipse/mosquitto/archive/v1.4.11.tar.gz
    tar zxvf v1.4.11.tar.gz
    cd mosquitto-1.4.11
    
    sudo apt install cmake g++ libssl-dev libc-ares-dev uuid-dev xsltproc docbook-xsl
    
    sudo make
    sudo make install
    # 没有安装libssl-dev会出现错误./mosquitto_internal.h:27:27: fatal error: openssl/ssl.h: 没有那个文件或目录
    # 没有安装libc-ares-dev会出现错误./mosquitto_internal.h:40:20: fatal error: ares.h: 没有那个文件或目录
    # 没有安装uuid-dev会出现错误read_handle_server.c:31:25: fatal error: uuid/uuid.h: 没有那个文件或目录
    # 没有安装xsltproc会出现错误make[1]: xsltproc:命令未找到
    # 没有安装docbook-xsl会出现错误warning: failed to load external entity "/usr/share/xml/docbook/stylesheet/docbook-xsl/manpages/docbook.xsl"
    
    # 启动mosquitto时出现错误mosquitto
    sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf.example
    # 将#user mosquitto改为运行mosquitto的用户user root
    
    # 订阅主题时出现错误error while loading shared libraries: libmosquitto.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
    sudo ln -s /usr/local/lib/libmosquitto.so.1 /usr/lib/libmosquitto.so.1
    # 更新动态链接库
    sudo ldconfig
    
    # 卸载
    sudo make uninstall
    
    # 我使用的编译平台
    choi@lanseyujie:~$ uname -a
    Linux lanseyujie 4.9.0-deepin2-amd64 #1 SMP Deepin 4.9.8-1 (2017-01-27) x86_64 GNU/Linux

    Mosquitto测试

    # 启动代理服务
    sudo mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf.example -v
    
    # 订阅主题
    mosquitto_sub -v -t testtopic
    
    #发布内容
    mosquitto_pub -t testtopic -m "Hello World"
    
    # -c是指定一个配置文件
    # -d作为守护进程
    # -p是指定端口,默认1883
    # -v详细日志输出

    Mosquitto测试

    Mosquitto配置账户

    sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf.example
    
    # 禁止匿名访问
    allow_anonymous false
    # 账号密码文件
    password_file /etc/mosquitto/pwfile
    # 配置topic和用户关系
    acl_file /etc/mosquitto/aclfile
    
    # 新增用户 choi 并设置密码为 lanseyujie [注意: 使用 -c 参数为创建一个文件,这将会覆盖已有文件!]
    sudo mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/pwfile choi
    
    sudo /etc/mosquitto/aclfile
    
    user choi
    topic write testtopic/#
    
    user choi
    topic read testtopic/#
    
    # 订阅主题
    mosquitto_sub -h 127.0.0.1 -t testtopic -u choi -P lanseyujie
    
    # 发布消息
    mosquitto_pub -h 127.0.0.1 -t testtopic -u choi -P lanseyujie -m "Hello MQTT"



    参考资料:

    [1] https://itbilu.com/other/relate/4kHBsx_Pg.html

    未完待续...

    本文标题:Mosquitto安装和使用
    本文链接:https://lanseyujie.com/post/mosquitto-installation-and-usage.html
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