物聯(lián)網(wǎng)并不僅僅是一種網(wǎng)絡(luò)，而是一個新的生態(tài)環(huán)境，它描述的本質(zhì)是越來越多的使用物品通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起并可使用單個或者多個的終端設(shè)備對它們進(jìn)行各種控制和使用—當(dāng)然，工業(yè)上的物聯(lián)網(wǎng)通常連接到的石鼓傳感器或者其他數(shù)據(jù)采集儀器以及行為單位。思科曾經(jīng)預(yù)測過，物聯(lián)網(wǎng)市場的規(guī)模可能在14萬億美金左右，前景極為光明。

眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展而出的概念，用戶端從傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，而物品則通過各種傳感器進(jìn)行信息采集，然后通過計(jì)算設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息交換與 通信。但是當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)正處于起步階段，很多時候無法提供可靠的網(wǎng)絡(luò)保障，因此，IBM主導(dǎo)并提出了MQTT協(xié)議，致力于解決這一方面的問題。

什么是MQTT協(xié)議？

MQTT是一個由IBM主導(dǎo)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議，它被設(shè)計(jì)用于輕量級的發(fā)布/訂閱式消息傳輸，旨在為低帶寬和不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它的核心設(shè)計(jì)思想是開源、可靠、輕巧、簡單，具有以下主要的幾項(xiàng)特性：

\1. 非常小的通信開銷（最小的消息大小為 2 字節(jié)）；

\2. 支持各種流行編程語言（包括C，Java，Ruby，Python 等等）且易于使用的客戶端；

\3. 支持發(fā)布 / 預(yù)定模型，簡化應(yīng)用程序的開發(fā)；

\4. 提供三種不同消息傳遞等級，讓消息能按需到達(dá)目的地，適應(yīng)在不穩(wěn)定工作的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求

對于傳統(tǒng)的HTTP和MQ協(xié)議，MQTT的優(yōu)勢在哪里呢？這有一張表格能清楚的展示這一點(diǎn)

低協(xié)議開銷
MQTT 的獨(dú)特之處在于，它的每消息標(biāo)題可以短至 2 個字節(jié)。MQ 和 HTTP 都擁有高得多的每消息開銷。對于 HTTP，為每個新請求消息重新建立 HTTP 連接會導(dǎo)致重大的開銷。MQ 和 MQTT 所使用的永久連接顯著減少了這一開銷。

對不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的容忍
MQTT 和 MQ 能夠從斷開等故障中恢復(fù)，而且沒有進(jìn)一步的代碼需求。但是，HTTP 無法原生地實(shí)現(xiàn)此目的，需要客戶端重試編碼，這可能增加冪等性問題。

低功耗
MQTT 是專門針對低功耗目標(biāo)而設(shè)計(jì)的。HTTP 的設(shè)計(jì)沒有考慮此因素，因此增加了功耗。

數(shù)百萬個連接的客戶端
在 HTTP 堆棧上，維護(hù)數(shù)百萬個并發(fā)連接，需要做許多的工作來提供支持。盡管可以實(shí)現(xiàn)此支持，但大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品都為處理這一數(shù)量級的永久連接而進(jìn)行了優(yōu)化。IBM 提供了 IBM MessageSight，這是一個單機(jī)架裝載服務(wù)器，經(jīng)過測試能處理多達(dá) 100 萬個通過 MQTT 并發(fā)連接的設(shè)備。相反，MQ 不是為大量并發(fā)客戶端而設(shè)計(jì)的。

推送通知
您需要能夠及時地將通知傳遞給客戶。為此，必須采用某種定期輪詢或推送方法；從電池、系統(tǒng)負(fù)載和帶寬角度講，推送是最佳解決方案。

我們的企業(yè)可能需要在沒有第三方中介的情況下發(fā)送敏感的信息。這降低了特定于操作系統(tǒng)的解決方案（比如 Apple iOS、Google Play 通知）作為主要傳輸機(jī)制的價值。

HTTP 只允許使用一種稱為COMET 的方法，使用持久的 HTTP 請求來執(zhí)行推送。從客戶端和服務(wù)器的角度講，此方法都很昂貴。MQ 和 MQTT 都支持推送，這是它們的一個基本特性。

客戶端平臺差異
HTTP 和 MQTT 客戶端都已在大量平臺上實(shí)現(xiàn)。MQTT 的簡單性有助于以極少的精力在額外的客戶端上實(shí)現(xiàn) MQTT。

防火墻容錯
一些企業(yè)防火墻將出站連接限制到一些已定義的端口。這些端口通常被限制為 HTTP（80 端口）、HTTPS（443 端口）等。HTTP 顯然可以在這些情況下運(yùn)行。MQTT 可 封裝在一個 WebSockets 連接中，顯示為一個 HTTP 升級請求，從而允許在這些情況下運(yùn)行。MQ 不允許采用這種模式。

事實(shí)上，MQTT的應(yīng)用非常之廣泛，幾乎現(xiàn)在隨便找一家大型的硬件、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，都可以找到MQTT的身影，例如Facebook、BP、alibaba、baidu等等

MQTT 協(xié)議的缺陷以及MQTT+概念的提出

由于MQTT本身的各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢，越來越多的企業(yè)傾向于選用MQTT作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通訊的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也因此，工程師們漸漸發(fā)現(xiàn)MQTT協(xié)議要想大規(guī)模商用，也有一些有待完善的功能。比如：

——沒有齊備的SDK，不同的異構(gòu)終端，需要有對應(yīng)的與MQTT服務(wù)器通信的軟件SDK包，比如MCU、Linux、Android、IOS、WEB等之間要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通必然需要不同的SDK包

——不支持File和AV，有些應(yīng)用場景，需要傳輸?shù)男畔⒖赡懿粌H僅限于指令，比如聲音信號和視頻信號，這些需要通過File和AV來實(shí)現(xiàn)通信。
——不支持與第三方HTTP的集成，雖然MQTT協(xié)議優(yōu)于普通的HTTP協(xié)議，但是基于傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議的WEB服務(wù)器仍然占主流市場，那么這些服務(wù)器要實(shí)現(xiàn)與MQTT協(xié)議的互聯(lián)互通，以降低升級成本也尤為關(guān)鍵。
——不支持負(fù)載均衡，為防止高并發(fā)和惡意攻擊，負(fù)載均衡服務(wù)器也必不可少。
——不支持用戶管理接口，用戶在進(jìn)行設(shè)備的行為數(shù)據(jù)分析的時候，顯得尤為重要，這又是工業(yè)4.0、大數(shù)據(jù)時代的必然需求。
——不支持離線消息，彌補(bǔ)設(shè)備離線以后，MQTT服務(wù)器對設(shè)備的控制信息丟失的問題。
——不支持點(diǎn)對點(diǎn)通信，采用標(biāo)準(zhǔn)的MQTT協(xié)議，理論上可以通過相互訂閱的方式實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信，但是邏輯相對復(fù)雜，并且對設(shè)備的安全性方面存在擔(dān)憂。當(dāng)設(shè)備B和設(shè)備C在同一主題的情況下，設(shè)備A無法知道是設(shè)備B還是設(shè)備C發(fā)送的消息，也有可能消息被設(shè)備D竊聽。

——不支持群通信和群管理，實(shí)現(xiàn)了對群組成員的管理，群組成員之間能互通消息，這在一個設(shè)備被多人控制，或者多個設(shè)備被一人控制的這種場景下，尤為有用。

這些問題阻礙了MQTT技術(shù)在國內(nèi)市場的進(jìn)一步發(fā)展，畢竟對于單個的公司或者工程師而言，想要解決它們需要耗費(fèi)大量的資源和時間，并且穩(wěn)定性的驗(yàn)證也需要一個較長的時間周期。但近期，國內(nèi)的一支物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年艱苦的研發(fā)和商業(yè)化驗(yàn)證，在MQTT協(xié)議的基礎(chǔ)上，正式提出了一套新的解決方案，稱之為ET-iLink MQTT+物聯(lián)網(wǎng)解決方案，團(tuán)隊(duì)同步公布了其中的一些細(xì)節(jié)和技術(shù)指標(biāo)，引起了業(yè)界的關(guān)注。

MQTT+ 連接云是什么？

ET-iLink MQTT+物聯(lián)網(wǎng)解決方案是一套綜合性的方案，下圖是使用MQTT+作為設(shè)備接入?yún)f(xié)議的整體解決方案框圖。

設(shè)備使用MQTT+客戶端可以在特定的主題上發(fā)布消息，也可以通過訂閱特定的主題以接收其他設(shè)備或者用戶發(fā)布的消息，從而實(shí)現(xiàn)M2M，M2P，P2M的通信。

云網(wǎng)關(guān)LB Sever負(fù)責(zé)設(shè)備的接入，協(xié)議適配，消息轉(zhuǎn)發(fā)等功能，如果要支持海量設(shè)備的接入，LB Sever集群是必須的。

設(shè)備管理負(fù)責(zé)設(shè)備接入認(rèn)證，設(shè)備與用戶綁定，操作授權(quán)等相關(guān)的功能。

賬號管理負(fù)責(zé)用戶賬號安全認(rèn)證，授權(quán)認(rèn)證等相關(guān)的功能，同時也支持第三方賬號安全認(rèn)證。

云服務(wù)負(fù)責(zé)設(shè)備業(yè)務(wù)邏輯。不同的設(shè)備廠商都有一套自己的業(yè)務(wù)邏輯和服務(wù)，這種服務(wù)可以和容易的運(yùn)行在云端提供的容器中，使用基于容器的微服務(wù)使得應(yīng)用程序能夠更快地進(jìn)行創(chuàng)建，并且更易于維護(hù)，同時又能夠得到更高的質(zhì)量。而數(shù)據(jù)的存儲和分析使用云平臺提供的通用的存儲服務(wù)和大數(shù)據(jù)分析引擎。

用戶只要注冊賬號，綁定設(shè)備，就可以通過 手機(jī)APP，微信或者web等終端輕松查看設(shè)備信息，與設(shè)備進(jìn)行交互操作。

此解決方案具有的優(yōu)勢有：

·移動設(shè)備

能在 8bit 位處理器上很好的運(yùn)行 C /JavaScript/Java 的 client 庫分別只有 30/75/100KB

在移動設(shè)備上耗電率低，大約只需要 HTTP 的一半

·很好的適應(yīng)各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，特別是受限網(wǎng)絡(luò)

預(yù)期并適應(yīng)頻繁的網(wǎng)絡(luò)中斷，能應(yīng)對低速、低質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)

壓縮優(yōu)化過后的協(xié)議，可以有效降低網(wǎng)絡(luò)流量，從而節(jié)約網(wǎng)絡(luò)成本

完成同樣的數(shù)據(jù)通信，MQTT只需要 HTTP 約 1/4 得數(shù)據(jù)流量

·發(fā)布 - 訂閱的消息通信協(xié)議，允許一條消息只發(fā)布一次，便可被多個消費(fèi)端（應(yīng)用程序 / 設(shè)備）所接收

·能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的點(diǎn)對點(diǎn)的雙向通信。

·對HTTP接口的兼容，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間松耦合，簡化開發(fā)，方便擴(kuò)展，整合。

·提供靈活便捷的系統(tǒng)整合能力

使用微服務(wù)+docker的方式，快速部署高效運(yùn)行云端服務(wù)

提供可靠的設(shè)備管理和賬號管理體系，您只需要關(guān)注核心業(yè)務(wù)

提供通用的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析服務(wù)

提供與第三方云平臺的對接功能

提供協(xié)議適配功能，客戶端可以使用多種通信協(xié)議與設(shè)備進(jìn)行通信。

·提供豐富的安全性

使用 SSL 提供的認(rèn)證和加密來保證傳輸安全性

采用賬號安全認(rèn)證+設(shè)備安全認(rèn)證結(jié)合的方式保證內(nèi)容安全

·強(qiáng)大的性能提高系統(tǒng)的高可靠性

高連接數(shù)下系統(tǒng)低計(jì)算資源使用

高連接數(shù)下系統(tǒng)高信息處理速度

·提供多種消息服務(wù)質(zhì)量，滿足不同場景需求

0 ：消息最多被傳遞一次，比如一般類廣告，通知

1 ：消息會被傳遞但可能會重復(fù)傳遞，比如賬戶余額通知

2 ：消息保證傳遞且僅有一次傳遞，比如交易支付批復(fù)通知

硬件+軟件+私有云平臺開發(fā)套件/免費(fèi)的公有云平臺支持

小e MQTT系列全功能 開發(fā)板是為了幫助工程師們快速實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的開發(fā)而提供一款配套開發(fā)板。考慮到實(shí)際的項(xiàng)目應(yīng)用環(huán)境，它有兩個不同的版本：

小e1Wi-Fi全功能開發(fā)板采用ESP8266 WiFi SOC 芯片，采用Free RTOS實(shí)時操作系統(tǒng)，主頻可達(dá)160MHZ。支持標(biāo)準(zhǔn)的 IEEE802.11 b/g/n 協(xié)議，完整的 TCP/IP 協(xié)議棧，具有豐富的硬件接口，并配備OLED屏，溫濕度傳感器，大氣壓傳感器，RGB，IR等，利用微信進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與語音互動，代碼開源。

小e2 2G透明串口開發(fā)板，是利用SIM卡和運(yùn)營商的GPRS網(wǎng)絡(luò)提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能的開發(fā)板，通過此開發(fā)板的2G模塊，可以提供各種設(shè)備（PC、手機(jī)、服務(wù)器）到模塊間的透明的數(shù)據(jù)交互

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IoT -- (八)MQTT优缺点的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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