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MQTT控制报文

控制报文简介

报文是网络中交换与传输的数据最小单元，通俗来讲就是站点一次性要发送的数据块。它包含了将要发送的完整数据信息，其长短不一致，长度不限且可变。MQTT 客户端和服务端通过交换控制报文来完成它们的工作，比如订阅主题和发布消息。

常见控制报文

MQTT 目前定义了 15 种控制报文类型，如果按照功能进行分类，我们可以将这些报文分为 连接、发布、订阅 三个类别。

控制报文格式

在 MQTT 中，无论什么类型的控制报文，均由 固定报头、可变报头和有效载荷 三个部分组成。

• 固定报头 固定存在于所有控制报文中
• 可变报头和有效载荷是否存在以及它们的内容则取决于具体的报文类型。

例如 ：

• 心跳连接的 PINGREQ 报文就只有一个固定报头
• 传递消息的 PUBLISH 报文则包含了这三个部分

固定报头

固定报头由 报文类型、标识位、报文剩余长度 三个字段组成。

报文类型

占4个bit位，是一个无符号的整数

常见的报文类型：https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/os/mqtt-v5.0-os.html#_Toc3901022

标识位

占4个bit位，不过到 MQTT 5.0 为止，只有 PUBLISH 报文的这四个比特位被赋予了明确的含义：

• Bit 3：DUP，表示当前 PUBLISH 报文是否是一个重传的报文。

• Bit 2,1：QoS，表示当前 PUBLISH 报文使用的服务质量等级。

• Bit 0：Retain，表示当前 PUBLISH 报文是否是一个保留消息。

其他所有的报文中，这 4 位都仍是保留的。

剩余长度

剩余长度指示了当前控制报文剩余部分的字节数，也就是可变报头和有效载荷这两个部分的长度。MQTT 控制报文的总长度= 固定报头的长度 + 剩余长度。

可变报头

可变报头 的内容 取决于具体的报文类型。

举例：

• CONNECT 报文的可变报头按顺序包含了协议名、协议级别、连接标识、Keep Alive 、属性 这五个字段。

• PUBLISH 报文的可变报头则按顺序包含了主题名、报文标识符、属性这三个字段。

属性是 MQTT 5.0 引入的一个概念。属性字段基本上都是可变报头的最后一部分，由属性长度和紧随其后的一组属性组成，这里的属性长度指的是后面所有属性的总长度。

所有的属性都是可选的，因为它们通常都有一个默认值，如果没有任何属性，那么属性长度的值就为0。属性通常都是为了某个专门的用途而设计的，不同的报文所支持的属性都是不一样的，具体的对应情况可以查看官网地址：不同的报文所支持的属性查看连接

有效载荷

有效载荷是用于实现对应报文的核心功能。

举例：

• PUBLISH 报文中，Payload 用于承载具体的应用消息内容。（PUBLISH 报文最核心的功能）

• SUBSCRIBE 报文中，Payload 包含了想要订阅的主题以及对应的订阅选项。（SUBSCRIBE 报文最核心的功能）

报文验证

连接相关

• 建立连接

• 心跳检测

• 断开连接

主题相关

• 订阅主题

• 取消订阅

消息推送

• Qos=0

• QoS=1

• QoS=2