基本介紹

在上篇文章《快速開發(fā)MQTT（一）電子工程師眼中的MQTT》中，對比了串口連接和TCP連接，我們知道實現(xiàn)了連接和數(shù)據(jù)收發(fā)之后，接下來就是要考慮數(shù)據(jù)的封裝、組包的事了。

比如UART傳輸過程中，數(shù)據(jù)被從A設(shè)備發(fā)送到B設(shè)備時，一般的都做這樣的協(xié)議簡單封裝數(shù)據(jù)：“包頭0xAA+兩字節(jié)包長度LEN+1字節(jié)的LRC+數(shù)據(jù)內(nèi)容”，此時B設(shè)備收到數(shù)據(jù)包就進行解析。

這一過程就是應(yīng)用層面的協(xié)議。

類似的，MQTT也有報文格式，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)填入報文包中，后通過TCP進行發(fā)送。

為了查看其報文格式，可以利用MQTT客戶端工具MQTT.fx，嘗試向TCP服務(wù)器發(fā)起一個連接請求。

TCP服務(wù)器繼續(xù)使用上篇文章《快速開發(fā)MQTT（一）電子工程師眼中的MQTT》中提到的SSCOM工具進行模擬。

交互過程如下：

TCP服務(wù)器開啟，并偵聽；

MQTT.fx作為客戶端，向TCP服務(wù)器發(fā)起請求，發(fā)出的CONNECT報文(Hex)：10 1A 00 044D 51 54 54 04 02 00 3C 00 0E 77 77 77 2E 64 69 67 63 6F 72 65 2E 63 6E；

TCP服務(wù)器接收到該請求，TCP服務(wù)器此刻該回復(fù)(Hex)：20 02 00 00；

完成連接請求。

以下為交互過程截圖：

配置TCPServer和MQTT.fx客戶端，需要填寫一致的IP地址和端口號

MQTT.fx發(fā)起連接時，TCPServer接收到的完整數(shù)據(jù)包內(nèi)容

TCPServer通過發(fā)送欄，回復(fù)數(shù)據(jù)(Hex):2002 00 00

至此，MQTT的連接流程完成，并且MQTT.fx客戶端顯示已連接的狀態(tài)。通過這一模擬的過程，我們能夠清晰認識到MQTT文檔中的報文格式定義已經(jīng)協(xié)議規(guī)范的定義。

對以上的數(shù)據(jù)分析，我們很容易就和MQTT-3.1.1版本規(guī)范進行對應(yīng)：

客戶端發(fā)的數(shù)據(jù)是10 1A 00 04 4D 51 54 54 04 02 00 3C 00 0E 77 77 77 2E 64 69 67 63 6F 72 65 2E 63 6E

解析如下：

固定報頭：0x10 1A，即報文類型是1，長度是26個字節(jié)(0x1A)

可變報頭：

0x00 04 4D 51 54 54，此處定義了協(xié)議名，長度是4，協(xié)議名是”MQTT”;

0x04，協(xié)議級別；

0x02，連接標志；

0x00 3C，保持連接，以秒為單位的時間間隔；

有效載荷：

0x00 0E，有效載荷內(nèi)容的長度

0x77 77 77 2E 64 69 67 63 6F 72 65 2E 63 6E，客戶端標識符www.digcore.cn

TCPServer回復(fù)的數(shù)據(jù)是20 0200 00

解析如下：

固定報頭：0x20 02，即報文類型是2，長度是2個字節(jié)(0x02)

可變報頭：0x00 00，即連接確認標志和連接返回碼

在實際開發(fā)過程中，可以利用SSCOM工具作為服務(wù)器式驗證自己編寫的MQTT客戶端程序是否正確發(fā)出數(shù)據(jù)，另外也可以作為客戶端驗證與MQTT服務(wù)器的正確交互。

既然TCP連接后就已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)收發(fā)的功能，為什么應(yīng)用層還有這么多的通信協(xié)議：HTTP、FTP、MQTT等。

這就有區(qū)別于串口，畢竟串口在通信時是有著導(dǎo)線直接相連，而基于TCP連接的通信，在復(fù)雜的計算機網(wǎng)絡(luò)中，準確找對一個終端并與之交互數(shù)據(jù)，這中間需要做的是靠應(yīng)用層的協(xié)議進行握手、確認等交互，有著“一回生二回熟三回四回熱炕頭”這么一個啰嗦的過程。

協(xié)議框架

MQTT框架模型非常清晰看到，服務(wù)器實現(xiàn)了該協(xié)議的最主要功能，對數(shù)據(jù)和指令進行“轉(zhuǎn)發(fā)”。

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