物聯網 （IoT） 設備需要連接到互聯網，聯網的方式有很多種，傳輸協議也有很多種，為什么MQTT才是物聯網的首選傳輸協議呢？

本文重點講述MQTT傳輸協議。

一、關于MQTTMQTT：Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸。

互聯網的基礎網絡協議是 TCP/IP，MQTT（消息隊列遙測傳輸） 是基于 TCP/IP 協議棧而構建的。

MQTT由IBM在1999年發布，是一種基于發布/訂閱（publish / subscribe）模式的“輕量級”通訊協議，在 2014 年末，它正式成為了一種 OASIS 開放標準，而且在一些流行的編程語言中受到支持（通過使用多種開源實現）。

前面文章《http和tcp/ip的關系和區別》提及了OSI（開放式系統互聯），這里MQTT同HTTP屬于第七層（應用層）。

參考網址：

http://mqtt.orghttp://mqtt.p2hp.comhttps://www.ibm.com/developerworks/cn/iot/https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html

二、MQTT特點

MQTT特點：

開放消息協議，簡單易實現

發布訂閱模式，一對多消息發布

消息QoS支持，可靠傳輸保證

基于TCP/IP網絡連接，提供有序，無損，雙向連接。

1字節固定報頭，2字節心跳報文，最小化傳輸開銷和協議交換，有效減少網絡流量。

設計規范：

由于物聯網的環境是非常特別的，所以MQTT遵循以下設計原則：

精簡，不添加可有可無的功能；

允許用戶動態創建主題，零運維成本；

把傳輸量降到最低以提高傳輸效率；

把低帶寬、高延遲、不穩定的網絡等因素考慮在內；

支持連續的會話控制；

理解客戶端計算能力可能很低；

提供服務質量管理；

發布/訂閱（Pub/Sub）模式，方便消息在傳感器之間傳遞；

假設數據不可知，不強求傳輸數據的類型與格式，保持靈活性。

三、物聯網為何首選MQTT

1.為何選擇 MQTT

MQTT 是一種輕量級的、靈活的網絡協議，致力于為 IoT 開發人員實現適當的平衡：

這個輕量級協議可在嚴重受限的設備硬件和高延遲/帶寬有限的網絡上實現。

它的靈活性使得為 IoT 設備和服務的多樣化應用場景提供支持成為可能。

為了了解為什么 MQTT 如此適合 IoT 開發人員，我們首先來分析一下為什么其他流行網絡協議未在 IoT 中得到成功應用。

2.為什么不選擇其他眾多網絡協議

大多數開發人員已經熟悉 HTTP Web 服務。那么為什么不讓 IoT 設備連接到 Web 服務？設備可采用 HTTP 請求的形式發送其數據，并采用 HTTP 響應的形式從系統接收更新。這種請求和響應模式存在一些嚴重的局限性：

A.HTTP 是一種同步協議。客戶端需要等待服務器響應。Web 瀏覽器具有這樣的要求，但它的代價是犧牲了可伸縮性。在 IoT 領域，大量設備以及很可能不可靠或高延遲的網絡使得同步通信成為問題。異步消息協議更適合 IoT 應用程序。傳感器發送讀數，讓網絡確定將其傳送到目標設備和服務的最佳路線和時間。

B.HTTP 是單向的。客戶端必須發起連接。在 IoT 應用程序中，設備或傳感器通常是客戶端，這意味著它們無法被動地接收來自網絡的命令。

HTTP 是一種 1-1 協議。客戶端發出請求，服務器進行響應。將消息傳送到網絡上的所有設備上，不但很困難，而且成本很高，而這是 IoT 應用程序中的一種常見使用情況。

C.HTTP 是一種有許多標頭和規則的重量級協議。它不適合受限的網絡。

出于上述原因，大部分高性能、可擴展的系統都使用異步消息總線來進行內部數據交換，而不使用 Web 服務。事實上，企業中間件系統中使用的最流行的消息協議被稱為 AMQP（高級消息排隊協議）。但是，在高性能環境中，計算能力和網絡延遲通常不是問題。AMQP 致力于在企業應用程序中實現可靠性和互操作性。它擁有龐大的特性集，但不適合資源受限的 IoT 應用程序。

除了 AMQP 之外，還有其他流行的消息協議。例如，XMPP（Extensible Messaging and Presence Protocol，可擴展消息和狀態協議）是一種對等即時消息 （IM） 協議。它高度依賴于支持 IM 用例的特性，比如存在狀態和介質連接。與 MQTT 相比，它在設備和網絡上需要的資源都要多得多。

那么，MQTT 為什么如此輕量且靈活？因為MQTT 協議的一個關鍵特性是發布和訂閱模型。與所有消息協議一樣，它將數據的發布者與使用者分離。