MQTT 5協議中的基礎更改（二）

上期文章中給大家介紹了MQTT規范版本5中基礎更改的信息和CONNACK返回碼，本篇文章我們繼續介紹MQTT5協議中的基礎更改中其他新功能的細節描述。

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01

干凈啟動

MQTT 3.1.1的其中一個主流功能是MQTT客戶端使用清除會話（cleanSession），即這些客戶端可以通過臨時連接的方式訂閱消息或根本不訂閱消息。當連接到MQTT代理時，客戶端必須選擇發送一個標注啟用或禁用清除會話的CONNECT數據包。

在MQTT客戶端使用清除會話后，一旦出現底層TCP連接斷開、或客戶端決定斷開與代理的連接的情況，代理將會丟棄MQTT客戶端的所有數據。此外，如果在代理上存在與客戶端標識符關聯的先前會話，清除會話CONNECT數據包將強制MQTT代理刪除歷史數據。

在MQTT v5中，客戶端可以選擇使用干凈啟動（Clean Start）（由 CONNECT 消息中的“干凈啟動”標志指示）。使用這個標志時，代理會丟棄任何以前的會話數據，客戶端則會開啟新的會話。關閉客戶端和服務器之間的 TCP 連接后，會話不會被自動清理。要在客戶端斷開連接后觸發會話刪除，必須將“會話到期間隔”的新頭字段設置為值 0。

新的Clean Start功能簡化了 MQTT 的會話處理，因為它提供了更大的靈活性，并且比 cleanSession/持久會話概念更易于實現。使用 MQTT 5，除非“會話到期間隔”為 0，否則所有會話都是持久的。在超時后或客戶端使用干凈啟動重新連接時，將刪除會話。

額外的MQTT數據包

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MQTT 5引入了一個新的MQTT數據包：AUTH數據包。這個新的數據包對于實現非簡單的認證機制非常有用。

AUTH數據包可以在建立連接后由MQTT代理和客戶端發送，以使用復雜的質詢/響應認證方法（如SASL框架中定義的SCRAM或Kerberos）。也可以用于物聯網的最先進的認證方法，如OAuth。這個數據包還允許在不關閉連接的情況下對MQTT客戶端進行重新認證。

03

新的數據類型: UTF-8字符串對

自定義報頭的出現也需要引入一種新的數據類型：UTF-8字符串對。這種字符串對本質上是一個鍵-值結構，鍵和值都是字符串數據類型，這種數據類型目前只用于自定義報頭。

有了這種新的數據類型，MQTT在網絡上共有7種不同的數據類型可以使用：

Bit

Two Byte Integer

Four Byte Integer

UTF-8 Encoded String

Variable Byte Integer

Binary Data

UTF-8 String Pair

大多數用戶通常在其 MQTT 庫的 API 中使用二進制數據和 UTF-8 編碼字符串。在 MQTT 5 中，UTF-8 字符串對也經常被使用。所有其他數據類型對用戶是隱藏的，但會被MQTT客戶端和代理制作成網絡上有效的MQTT數據包。

雙向的DISCONNECT數據包

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在MQTT 3.1.1中，客戶端可以通過在關閉底層TCP連接之前，發送一個DISCONNECT數據包來表明它想斷開連接。MQTT代理沒有辦法通知MQTT客戶端發生了什么，并且代理將關閉TCP連接。

這一點在新的MQTT5中有所改變，現在允許代理在關閉套接字之前發送一個“MQTT DISCONNECT”包。客戶端現在能夠解釋它被斷開連接的原因并采取相應的行動，代理不需要指出確切的原因（例如出于安全原因）。但至少對于開發中的應用來說，這有助于找出代理關閉連接的原因。

當然，DISCONNECT數據包可以攜帶Reason Codes，所以很容易指出斷開連接的原因（例如在無效權限的情況下）。

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對QoS 1和2的消息不進行重試

MQTT客戶端使用常設的TCP（或具有相同保證的類似協議）連接作為基礎傳輸。TCP連接正常時提供雙向連接，并且能保證消息符合恰好一次和按順序傳輸，因此所有客戶端或代理發送的MQTT數據包都會到達另一端。如果TCP連接中斷，而消息正在進行時，QoS 1和2會通過多個TCP 連接提供消息傳遞保證。

MQTT 3.1.1允許在TCP連接正常時重新交付MQTT消息。實際上，這可能會導致過載的MQTT客戶端得到更多的過載。試想一下，一個MQTT客戶端從MQTT代理處收到一個消息，需要11秒來處理這個消息（并且在處理后會確認數據包）。現在假設，代理會在10秒的超時后重新發送消息。這種方法沒有任何優勢，它只是占用了帶寬，并加重了MQTT客戶端的負荷。

使用沒有用戶名的密碼

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MQTT 3.1.1要求MQTT客戶端在CONNECT數據包中使用密碼時要發送一個用戶名。對于某些用例來說，如果沒有用戶名是非常不方便的。使用 OAuth就是一個很好的例子，它使用 JSON Web 令牌作為唯一的身份驗證和授權信息。在 MQTT 3.1.1 中使用此類令牌時，經常使用靜態用戶名，因為唯一的相關信息在密碼字段中。

雖然MQTT 5 中有更簡便的方式來攜帶令牌（例如通過 AUTH 數據包），但仍然可以使用 CONNECT 數據包的密碼字段。現在，用戶只需使用密碼字段，不再需要填寫用戶名。

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