原创 MQTT 5协议你知道多少？

 2023-2-23 13:12  1017 6 6 分类: 物联网

一、MQTT 5简介

MQTT协议是当今世界上最流行、接受度最高的物联网协议。自推出以来，MQTT已经成功地连接了各种规模的部署中的无数受限设备。

流行的用例包括从连接汽车、制造系统、物流和军事到企业聊天应用程序和移动应用程序。MQTT协议的广泛使用催生了进一步发展MQTT规范的高要求。在此背景下，MQTT v5应运而生。

二、MQTT发展历程

在20世纪90年代末，Andy Stanford-Clark（IBM）和Arlen Nipper（Cirrus Link）发明了MQTT，用于通过卫星网络监测石油和天然气管道。他们设计的MQTT协议是开放的、简单的、容易实现的。

MQTT是一个极其轻量级的协议，在保证可靠传递的前提下，最大限度地减少了网络带宽和设备资源需求。这个设计允许从一台服务器上支持成千上万的小型设备。这些特点使得MQTT非常适合在处理能力有限、内存容量小、延迟高的受限环境和低带宽网络中使用，如物联网（IoT）。

三、MQTT 发展时间线

虽然MQTT协议是在1999年发明的，但它的迅速崛起是在几年之后。开源与开放标准的结合是一个成功的组合，MQTT社区迅速发展。在MQTT 3.1.1作为OASIS和ISO标准发布5年后，MQTT 5也随之而来。2019年3月，MQTT 5作为新批准的OASIS和ISO标准取代了MQTT3.1.1的位置。

四、MQTT 5 设计目标

负责规范和标准化 MQTT 的 OASIS 技术委员会面临着复杂的平衡行为：

1. 在不增加开销或降低易用性的情况下，增加长期用户需要的功能；
2. 在不增加不必要的复杂性的情况下提高性能和可扩展性。

技术委员会为MQTT 5规范确定了以下功能目标：

1. 增强可扩展性和大规模系统的功能
2. 改进错误报告
3. 正式确定通用模式，包括能力发现和请求响应
4. 包括用户属性在内的可扩展性机制
5. 性能改进和对小型客户端的支持

基于这些目标和现有 MQTT 部署的需求，技术委员会指定了几个非常有用的新功能。像虹科HiveMQ MQTT Broker企业版这样的复杂MQTT代理已经为消息和客户端会话实现了共享订阅和生存时间等功能。随着MQTT 5的发布，这些热门的功能成为官方标准的一部分。

增强可扩展性和大规模系统是新规范的关键目标之一。MQTT 3.1.1证明了MQTT是一个独特的、可扩展、有状态的物联网协议。虹科HiveMQ MQTT Broker企业版在云基础设施上为一个MQTT代理集群实现了1000万个MQTT同时连接的基准测试。MQTT 5的设计旨在使MQTT代理更容易扩展到巨大数量的并发连接的客户端。

五、为什么没有MQTT 4？

你可能会好奇，为什么MQTT 3.1.1的后续版本是MQTT 5？

答案很简单，这是因为MQTT协议在CONNECT数据包中定义了一个固定的报头，这个头包含了一个协议版本的单字节值。

如果你检查一下网络上的几个CONNECT数据包，你会注意到一些有趣的事情。MQTT 3.1的协议版本值为 "3"，MQTT 3.1.1的协议版本值为 "4"。为了使线上的协议版本值与官方协议版本名称同步，新的MQTT版本在协议名称和值上都使用 "5"。

六、关于虹科 HiveMQ

虹科HiveMQ 是一个基于 MQTT 数据传输的通信平台，旨在将数据快速、高效、可靠地传递给连接的物联网设备，HiveMQ 使用 MQTT 协议在设备和企业平台之间进行实时、双向的数据推送。