`MQTT`，`EMQX`认识，安装部署

一，认识

EMQX ，大规模分布式物联网 MQTT 消息服务器，高效可靠连接海量物联网设备，实时处理分发消息与事件流数据，助力构建关键业务的物联网平台与应用。是一款大规模可弹性伸缩的云原生分布式物联网 MQTT 消息服务器。MQTT 协议，是基于发布/订阅模式的物联网通信协议，凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山

EMQ ：面向海量的 移动/物联网/车载 等终端接入，并实现在海量物理网设备间快速低延时的消息路由:

稳定承载大规模的 MQTT 客户端连接，单服务器节点支持百万连接。
分布式节点集群，快速低延时的消息路由，单集群支持千万规模的路由。
消息服务器内扩展，支持定制多种认证方式、高效存储消息到后端数据库。
完整物联网协议支持，MQTT、MQTT-SN、CoAP、LwM2M、私有 TCP/UDP 协议支持。

MQTT 是基于 发布(Publish)/订阅(Subscribe) 模式来进行通信及数据交换的，与 HTTP 的 请求(Request)/应答(Response) 的模式有本质的不同。

订阅者(Subscriber) 会向 消息服务器(Broker) 订阅一个 主题(Topic) 。成功订阅后，消息服务器会将该主题下的消息转发给所有的订阅者。

主题(Topic)以 ‘/’ 为分隔符区分不同的层级。包含通配符 ‘+’ 或 ‘#’ 的主题又称为 主题过滤器(Topic Filters) ; 不含通配符的称为 主题名(Topic Names) 例如:

sensor/1/temperature

chat/room/subject

presence/user/feng

sensor/1/#

sensor/+/temperature

uber/drivers/joe/inbox

看下图我们认识一下mqtt 的通信过程

在这里插入图片描述

连接

设备与服务端建立长链接后，会派生出一个connect进程来维护设备与服务端的通信，客户端收到连接协议包，校验完权限后会建立session，session进程建立成功后会与连接进程建立双向绑定，之后连接进程给设备返回connack协议包；

订阅，取消订阅

conn进程收到SUBSCRIBE协议包后，校验权限后，调用主题，session进程投递消息，session进程处理完订阅逻辑后，给conn进程发送suback消息

断开连接

设备端发送DISCONNECT， conn进程执行正常stop，session进程监听到EXIT消息后自动退出。

心跳

心跳逻辑仅用的了conn进程，即conn收到PINGREQ立刻返回PINGRESP。

发布

协议控制包类型，详情见:http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html#_Toc398718019

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消息重传 (Message Retransmission)

官网地址:(http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html#_Toc398718019)

消息重传，是属于 MQTT 协议标准规范的一部分。协议中规定了作为通信的双方 服务端 和 客户端 对于自己发送到对端的 PUBLISH 消息都应满足其 服务质量 (Quality of Service levels) 的要求。如：

QoS 0：表示最多一次交付；消息是根据底层网络的能力传递的。接收方不发送响应，发送方不执行重试。消息到达接收者一次或根本不到达。
QoS 1：表示 消息至少送达一次 (At least once delivery)；即发送端会一直重发该消息，除非收到了对端对该消息的确认。意思是在 MQTT 协议的上层（即业务的应用层）相同的 QoS 1 消息可能会收到多次。

               PUBLISH
#1 Sender  --------------->  Receiver       (*)
               PUBACK
#2 Sender  <---------------  Receiver

涉及到 2 个报文；共 2 次发送动作，发送端和接收端各 1 次；这 2 个报文都持有相同的 PacketId。
行尾标记为 * 号的，表示发送方在等待确认报文超时后，可能会主动发起重传。

QoS 2：表示 消息只送达一次 (Exactly once delivery)；即该消息在上层仅会接收到一次。

虽然，QoS 1 和 QoS 2 的 PUBLISH 报文在 MQTT 协议栈这一层都会发生重传，但请你谨记的是：

QoS 1 消息发生重传后，在 MQTT 协议栈上层，也会收到这些重发的 PUBLISH 消息。
QoS 2 消息无论如何重传，最终在 MQTT 协议栈上层，都只会收到一条 PUBLISH 消息

               PUBLISH
#1 Sender  --------------->  Receiver       (*)
               PUBREC
#2 Sender  <---------------  Receiver
               PUBREL
#3 Sender  --------------->  Receiver       (*)
               PUBCOM
#4 Sender  <---------------  Receiver

涉及到 4 个报文；共 4 次发送动作，发送端和接收端各 2 次；这 4 个报文都持有相同的 PacketId。
行尾标记为 * 号的，表示发送方在等待确认报文超时后，可能会主动发起重传

消息顺序

当然，以上的概念仅需要了解即可，你最需要关心的是，消息在被重复发送后，消息顺序出现的变化，尤其是 QoS 1 类的消息。例如：

假设，当前飞行窗口设置为 2 时，EMQX 计划向客户端的某主题投递 4 条 QoS 1 的消息。并假设客户端程序、或网络在中间出现过问题，那么整个发送流程会变成：

#1  [4,3,2,1 || ]   ----->   []
#2  [4,3 || 2, 1]   ----->   [1, 2]
#3  [4 || 3, 2]     ----->   [1, 2, 3]
#4  [4 || 3, 2]     ----->   [1, 2, 3, 2, 3]
#5  [ || 4]         ----->   [1, 2, 3, 2, 3, 4]
#6  [ || ]          ----->   [1, 2, 3, 2, 3, 4]

流程共 6 个步骤；左边表示 EMQX 的消息队列和飞行窗口，以 || 分割；右侧表示客户端收到的消息顺序，其中每步表示：

Broker 将 4 条消息放入消息队列中。
Broker 依次发送 1 2，并将其放入 飞行窗口 中；客户端仅应答消息 1；且此时由于客户端发送流出现了问题，无法发送后续应答报文。
Broker 收到消息 1 的应答；从飞行窗口移除消息 1；并将 3 发送出去；继续等待 2 3 的应答；
Broker 等待应答超时，重发了报文 2 3；客户端收到重发的报文 2 3 并正常应答。
Broker 从飞行窗口移除了消息 2 3，并发送报文 4；客户端收到了报文 4 并回复应答。
至此，所有报文处理完成。客户端收到的报文顺序为 [1, 2, 3, 2, 3, 4]，并也依次上报给 MQTT 协议栈的上层。

虽然，存在重复的报文消息。但这是完全符合协议的规范的，每个报文第一次出现的位置都是有序的，并且重复收到的报文 2 3 的报文中，会携带一个标识位，表明其为重发报文。

MQTT 协议和 EMQX 将这个主题认为是 有序的主题 (Ordered Topic) 参见：MQTTv3.1.1 - Message ordering (opens new window)。

它确保 相同的主题和 QoS 下，消息是按顺序投递和应答的。

此外，如果用户期望所有主题下的 QoS 1 与 QoS 2 消息都严格有序，那么需要设置飞行窗口的最大长度为 1，但代价是会降低该客户端的吞吐。

详情请见：http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html#_Toc398718101

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优点：

源码开放。
单节点支持500万 MQTT设备连接，集群可扩展至一亿并发MQTT连接；
单节点支持每秒实时接收、移动、处理与分发数百万条的 MQTT 消息。
基于 OTP 软实时的运行时系统设计，消息分发与投递时延低于 1 毫秒
采用 Masterless 的大规模分布式集群架构，实现系统高可用和水平扩展。

当我们接触当新技术，要养成查看官网，以及相关文档的习惯。这样会极快的帮助我们高效的学习、掌握它。然后再根据搜索引擎进行查漏补缺。以下是EMQX相关连接

官网地址：https://www.emqx.io/zh

在这里插入图片描述

在线文档：https://www.emqx.io/docs/zh/v5.0/#%E4%BA%A7%E5%93%81%E4%BC%98%E5%8A%BF

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下载地址：https://www.emqx.io/zh/downloads

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二，安装

下载地址：https://www.emqx.io/zh/downloads

这里看自己需求，通过什么方式安装。

`docker`，安装

获取docker镜像

docker pull emqx/emqx:5.0.7

启动 Docker 容器

docker run -d --name emqx -p 1883:1883 -p 8083:8083 -p 8084:8084 -p 8883:8883 -p 18083:18083 emqx/emqx:5.0.7

这里需要绑定映射出来配置文件，参考一下目录，这里不在多做解释，不会docker 绑定物理地址，请看我的docker 相关博客，比较简单只需命令 -v；

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`linux`，安装

二进制安装

下载

wget https://www.emqx.com/zh/downloads/broker/5.0.7/emqx-5.0.7-el8-amd64.rpm

安装

sudo yum install emqx-5.0.7-el8-amd64.rpm

启动
```
sudo emqx start
```
相关目录

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zip包安装

下载地址：https://github.com/emqx/emqx/releases/tag/v5.0.7

百度网盘地址：

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为什么是选择下载这个？多看看文档介绍。

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下载

wget https://www.emqx.com/zh/downloads/broker/5.0.7/emqx-5.0.7-el7-amd64.tar.gz

解压
```
tar -zxvf emqx-5.0.7-el7-amd64.tar.gz
```
查看目录

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启动
```
./bin/emqx start
./bin/emqx_ctl status
```
停止 EMQX Broker
```
./bin/emqx stop
```
卸载 EMQX Broker
```
直接删除 EMQX 目录即可
```

Linux环境注意版本，和依赖即可

三，部署

这里以docker 部署为例。

拉取镜像

docker pull emqx/emqx:5.0.7

在这里插入图片描述

启动容器

docker run -d  -p 1883:1883 -p 8083:8083 -p 8883:8883 -p 8084:8084 -p 18083:18083  --restart=always  --name emqx [容器id]

top：对于命令不懂可以查看我之前docker系列博客

访问控制台：ip:18083

默认用户名：admin 密码： public

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首次进来是英文，在 setting 将英文改为简体中文即可

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四，配置

编辑用户名密码配置文件

vim ./etc/emqx/plugins/emqx_auth_username.conf

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关闭匿名登录

vim /etc/emqx/emqx.conf

查找allow_anonymous，修改为false

Top:小技巧 vi 下可以直接输入 /[字符] 回车查找， n 是下一个

五，测试，使用 `mqtt.fx`

界面介绍

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配置服务器名称，IP地址，端口，其他默认即可，如果服务器配置了不允许匿名，这里我们需要 User Credentials 菜单栏，配置账号密码

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连接成功，先订阅主题，然后再发布

主题：这里的主题，我们自定义即可，只要在稍后发布的时候能一致就行，然后点击subscribe订阅即可

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可以看到已经有了一个客户端，而且可以看到有个一个主题了。

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发布消息

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查看消息

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五，总结

大多是官网资料总结，如果在之前有接触过 ActiveMQ 这一类的消息中间件，理解起来相对简单一点