第一章 - MQTT介绍

1.1 MQTT协议的组织结构 Organization of MQTT

本规范分为七个章节:

1.2 术语 Terminology

本规范中用到的关键字 必须 MUST,不能 MUST NOT,要求 REQUIRED,将会 SHALL,不会 SHALL NOT,应该 SHOULD,不应该 SHOULD NOT,推荐 RECOMMENDED,可以 MAY,可选 OPTIONAL 都是按照 IETF RFC 2119 [RFC2119] 中的描述解释。

网络连接 Network Connection

MQTT使用的底层传输协议基础设施。

  • 客户端使用它连接服务端。

  • 它提供有序的、可靠的、双向字节流传输。

例子见4.2节。

应用消息 Application Message MQTT协议通过网络传输应用数据。应用消息通过MQTT传输时,它们有关联的服务质量(QoS)和主题(Topic)。

客户端 Client 使用MQTT的程序或设备。客户端总是通过网络连接到服务端。它可以

  • 发布应用消息给其它相关的客户端。

  • 订阅以请求接受相关的应用消息。

  • 取消订阅以移除接受应用消息的请求。

  • 从服务端断开连接。

服务端 Server 一个程序或设备,作为发送消息的客户端和请求订阅的客户端之间的中介。服务端

  • 接受来自客户端的网络连接。

  • 接受客户端发布的应用消息。

  • 处理客户端的订阅和取消订阅请求。

  • 转发应用消息给符合条件的已订阅客户端。

订阅 Subscription 订阅包含一个主题过滤器(Topic Filter)和一个最大的服务质量(QoS)等级。订阅与单个会话(Session)关联。会话可以包含多于一个的订阅。会话的每个订阅都有一个不同的主题过滤器。

主题名 Topic Name 附加在应用消息上的一个标签,服务端已知且与订阅匹配。服务端发送应用消息的一个副本给每一个匹配的客户端订阅。

主题过滤器 Topic Filter 订阅中包含的一个表达式,用于表示相关的一个或多个主题。主题过滤器可以使用通配符。

会话 Session 客户端和服务端之间的状态交互。一些会话持续时长与网络连接一样,另一些可以在客户端和服务端的多个连续网络连接间扩展。

控制报文 MQTT Control Packet 通过网络连接发送的信息数据包。MQTT规范定义了十四种不同类型的控制报文,其中一个(PUBLISH报文)用于传输应用消息。

1.5 数据表示 Data representations

1.5.1 二进制位 Bits

字节中的位从0到7。第7位是最高有效位,第0位是最低有效位。

1.5.2 整数数值 Integer data values

整数数值是16位,使用大端序(big-endian,高位字节在低位字节前面)。这意味着一个16位的字在网络上表示为最高有效字节(MSB),后面跟着最低有效字节(LSB)。

1.5.3 UTF-8编码字符串 UTF-8 encoded strings

后面会描述的控制报文中的文本字段编码为UTF-8格式的字符串。UTF-8 [RFC3629] 是一个高效的Unicode字符编码格式,为了支持基于文本的通信,它对ASCII字符的编码做了优化。

每一个字符串都有一个两字节的长度字段作为前缀,它给出这个字符串UTF-8编码的字节数,它们在图例 1.1 UTF-8编码字符串的结构 中描述。因此可以传送的UTF-8编码的字符串大小有一个限制,不能超过 65535字节。

除非另有说明,所有的UTF-8编码字符串的长度都必须在0到65535字节这个范围内。

图例 1.1 UTF-8编码字符串的结构 Structure of UTF-8 encoded strings

二进制位

7-0

byte 1

字符串长度的最高有效字节(MSB)

byte 2

字符串长度的最低有效字节(LSB)

byte 3 ….

如果长度大于0,这里是UTF-8编码的字符数据。

UTF-8编码字符串中的字符数据必须是按照Unicode规范 [Unicode] 定义的和在RFC3629 [RFC3629] 中重申的有效的UTF-8格式。特别需要指出的是,这些数据不能包含字符码在U+D800和U+DFFF之间的数据。如果服务端或客户端收到了一个包含无效UTF-8字符的控制报文,它必须关闭网络连接 [MQTT-1.5.3-1]。

UTF-8编码的字符串不能包含空字符U+0000。如果客户端或服务端收到了一个包含U+0000的控制报文,它必须关闭网络连接 [MQTT-1.5.3-2]。

数据中不应该包含下面这些Unicode代码点的编码。如果一个接收者(服务端或客户端)收到了包含下列任意字符的控制报文,它可以关闭网络连接:

  • U+0001和U+001F之间的控制字符

  • U+007F和U+009F之间的控制字符

  • Unicode规范定义的非字符代码点(例如U+0FFFF)

  • Unicode规范定义的保留字符(例如U+0FFFF)

UTF-8编码序列0XEF 0xBB 0xBF总是被解释为U+FEFF(零宽度非换行空白字符),无论它出现在字符串的什么位置,报文接收者都不能跳过或者剥离它 [MQTT-1.5.3-3]。

非规范示例 Non normative example

例如,字符串 A𪛔 是一个拉丁字母A后面跟着一个代码点U+2A6D4(它表示一个中日韩统一表意文字扩展B中的字符),这个字符串编码如下:

图例 1.2 UTF-8编码字符串非规范示例 UTF-8 encoded string non normative example

Bit

7

6

5

4

3

2

1

0

byte 1

字符串长度 MSB (0x00)

0

0

0

0

0

0

0

0

byte 2

字符串长度 LSB (0x05)

0

0

0

0

0

1

0

1

byte 3

‘A’ (0x41)

0

1

0

0

0

0

0

1

byte 4

(0xF0)

1

1

1

1

0

0

0

0

byte 5

(0xAA)

1

0

1

0

1

0

1

0

byte 6

(0x9B)

1

0

0

1

1

0

1

1

byte 7

(0x94)

1

0

0

1

0

1

0

0

1.6 编辑约定 Editing conventions

本规范用黄色高亮的文本标识一致性声明,每个一致性声明都分配了一个这种格式的引用:[MQTT-x.x.x-y]。

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