MQTT，物聯網圈的 HTTP，萬物互聯第一步

阿新 • • 發佈：2018-11-24

作者：付強

物聯網曾被認為是繼計算機、網際網路之後，資訊科技行業的第三次浪潮。隨著基礎通訊設施的不斷完善，尤其是 5G 的出現，進一步降低了萬物互聯的門檻和成本。物聯網本身也是 AI 和區塊鏈應用很好的落地場景之一，各大雲服務商也在紛紛上架物聯網平臺和服務。在 AI 和區塊鏈的熱潮過去之後，物聯網很有可能成為下一個風口，在風口到來之前，提前進行一些知識儲備，是很有必要的。

縱觀人工智慧的發展路線我們可以看到，人工智慧近年來之所以能夠突飛猛進，第一個原因是硬體的發展，使得深度學習神經網路的學習時間迅速縮短；第二就是資料，在我們這個大資料的時代，獲取大量資料的成本已經很低了。

再來說物聯網，像感測器、智慧家電、可穿戴裝置等，每天也都在產生著巨量的資料，這也是反饋給深度學習良好的訓練資料。同時，學習的結果又可以再應用到物聯網的終端，形成一個良性的迴圈。舉個例子：

從交通探頭我們可以採集到大量的交通實時圖片，經過處理之後，餵給神經網路，比如 SSD。SSD 學會在圖片中標註出人和汽車的位置，然後再把模型部署到探頭端，探頭就可以利用深度學習的介面，來實時地分析人流和車流情況了。

所以我認為物聯網是 AI 落地的一個非常好的應用場景，隨著 AI 的迅速發展，物聯網這個同樣在很多年前就提出的理論和技術，也會迎來新的春天。

如果想入門物聯網，學習和了解 MQTT 協議是非常必要的，它解決了物聯網中的一個最基礎的問題，裝置和裝置之間，裝置和雲端服務之間，是怎麼通訊的。MQTT 之於物聯網，就好像 HTTP 之於 Web 那麼重要。目前基本所有開放雲平臺比如阿里雲、騰訊雲、青雲等都支援 MQTT 的接入。

MQTT 是什麼

MQTT，全稱為 Message Queue Telemetry Transport。在 1999 年，由 IBM 的 Andy Stanford-Clark 和 Arcom 的 Arlen Nipper 為了一個通過衛星網路連線輸油管道的專案開發的。

之後 IBM 一直將 MQTT 作為一個內部協議在其產品中使用，直到 2010 年，IBM 公開發布了 MQTT 3.1 版本。在 2014 年，MQTT 協議正式成為了 OASIS（結構化資訊標準促進組織）的標準協議。隨著多年的發展，MQTT 協議的重點也不再只是嵌入式系統，而是更廣泛的物聯網（Internet of Things）世界了。

MQTT 的優點

為了滿足低電量消耗和低網路頻寬的需求，MQTT 協議在設計之初就包含了以下一些特點：

實現簡單
提供資料傳輸的 QoS
輕量、佔用頻寬低
可傳輸任意型別的資料
可保持的會話（session）

MQTT 協議可以為大量的低功率、工作網路環境不可靠的物聯網裝置提供通訊保障。而它的應用範圍也不僅如此，在移動網際網路領域也大有作為：很多 Android App 的推送功能，都是基於 MQTT 實現的，也有一些 IM 的實現，是基於 MQTT 的。

MQTT 為什麼如此輕量且靈活？

MQTT 釋出和訂閱模型

簡單來說是因為 MQTT 協議有以下特性：

基於 TCP 協議的應用層協議；
採用 C/S 架構；
使用訂閱/釋出模式，將訊息的傳送方和接受方解耦；
提供 3 種訊息的 QoS（Quality of Service）: 至多一次，最少一次，只有一次；
收發訊息都是非同步的，傳送方不需要等待接收方應答。

雖然 MQTT 協議名稱有 Message Queue 兩個詞，但是它並不是一個像 RabbitMQ 那樣的一個訊息佇列，這是初學者最容易搞混的一個問題。MQTT 跟傳統的訊息佇列相比，有以下一些區別：

在傳統訊息佇列中，在傳送訊息之前，必須先建立相應的佇列；在 MQTT 中，不需要預先建立要釋出的主題（可訂閱的 Topic）；
在傳統訊息佇列中，未被消費的訊息總是會被儲存在某個佇列中，直到有一個消費者將其消費；在 MQTT 中，如果釋出一個沒有被任何客戶端訂閱的訊息，這個訊息將被直接扔掉；
在傳統訊息佇列中，一個訊息只能被一個客戶端獲取，在 MQTT 中，一個訊息可以被多個訂閱者獲取，MQTT 協議也不支援指定訊息被單一的客戶端獲取。

一個物聯網老兵的經驗之談

我從 2015 年開始帶領團隊在物聯網領域創業，從物聯網軟硬體平臺的架構到實現，從上線運營到盈利，中間走過一些彎路，也踩過一些坑。同時，我在社群、論壇、QQ 群裡面也經常看見一些剛剛接觸 MQTT 的同學在問各種問題。我曾經在網路上面也搜尋過 MQTT 相關的內容，發現系統介紹 MQTT 協議的內容很少，要麼是翻譯協議的 Specification，要麼是單獨實現某一個功能的教程。只教其然，未教其所以然。

所以我總結了自己的實踐經驗，以及我看到的大家常遇到的問題，寫了這一門課程，系統地介紹 MQTT 協議，希望對學習 MQTT 的同學有所幫助。

課程大綱

本課程共有三部分內容，總計 14 課：
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第一部分：講解 MQTT 協議以及其特性，並輔以程式碼。
第二部分：講解一個 AI+IoT 實戰專案。
第三部分：講解如何搭建 MQTT Broker 和安全實踐，同時也會介紹 MQTT 5.0 版本的新特性。

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