一个MQTT协议数据包由固定头(Fixed header),可变头(Variable Header),消息体(Payload)三部分组成。
一、固定头
固定头存在于所有的MQTT数据包中,表示数据包类型及数据包的分组类标识。其结构如下:
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Byte1 | MQTT 数据包类型 |
不同类型MQTT 数据包的具体标识 |
||||||
Byte2-5 | 剩余长度 |
mqtt数据包类型:位于Byte1的第7~4位
名称 | 值 | 流方向 | 描述 |
Reserved | 0 | 不可用 | 保留位 |
CONNECT | 1 | 客户端到服务器 | 客户端请求连接到服务器 |
CONNACK | 2 | 服务器到客户端 | 连接确认 |
PUBLISH | 3 | 双向 | 发布消息 |
PUBACK | 4 | 双向 | 发布确认 |
PUBREC | 5 | 双向 | 发布收到(保证第1部分到达) |
PUBREL | 6 | 双向 | 发布释放(保证第2部分到达) |
PUBCOMP | 7 | 双向 | 发布完成(保证第3部分到达) |
SUBSCRIBE | 8 | 客户端到服务器 | 客户端请求订阅 |
SUBACK | 9 | 服务器到客户端 | 订阅确认 |
UNSUBSCRIBE | 10 | 客户端到服务器 | 请求取消订阅 |
UNSUBACK | 11 | 服务器到客户端 | 取消订阅确认 |
PINGREQ | 12 | 客户端到服务器 | PING请求 |
PINGRESP | 13 | 服务器到客户端 | PING应答 |
DISCONNECT | 14 | 客户端到服务器 | 中断连接 |
Reserved | 15 | 不可用 | 保留位 |
标识位:位于Byte1的第3~0位,在不使用标识位的消息类型中,标识位被做为保留位。如果收到无效的标志时,接收端必须关闭网络连接。
数据包 | 标识位 | Bit3 | Bit2 | Bit1 | Bit0 |
CONNECT | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
CONNACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUBLISH | MQTT 3.1.1使用 | DUP | QoS | QoS | RETAIN |
PUBACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUBREC | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUBREL | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUBCOMP | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
SUBSCRIBE | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
SUBACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
UNSUBSCRIBE | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
UNSUBACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PINGREQ | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PINGRESP | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
DISCONNECT | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
DUP:
发布消息的副本。用来在保证消息的可靠传输,如果设置为1,则在下面的变长中增加Messageld,并且需要回复确认,以保证消息传输完成,但不能用于检测消息重复发送。
QoS:
发布消息的服务质量,即:保证消息传递的次数。(1)00:“至多一次”,消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次读记录无所谓,因为不久后还会有第二次发送。01:“至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。10:“只有一次”,确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况,在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。11:预留。
RETAIN
:
发布保留标识,表示服务器要保留这次推送的信息,如果有新的订阅者出现,就把这消息推送给它,如果设有那么推送至当前订阅者后释放。
剩余长度(Remaining Length)
固定头的第二字节用来保存变长头部和消息体的总大小的,但不是直接保存的。这一字节是可以扩展,其保存机制,前7位用于保存长度,后一部用做标识。当最后一位为 1时,表示长度不足,需要使用二个字节继续保存。 例如:计算出后面的大小为0
二、可变头
可变头存在于部分MQTT数据包中,数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。它驻位于固定的头和负载之间。可变头的内容因数据包类型而不同,较常的应用是做为包的标识:
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Byte1 | 包标签符(MSB) | |||||||
Byte2-5 | 包标签符(LSB) |
很多类型数据包中都包括一个2字节的数据包标识字段,这些类型的包有:PUBLISH (QoS > 0)、PUBACK、PUBREC、PUBREL、PUBCOMP、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK
三、消息体
消息体存在于部分的MQTT数据包中,表示客户端收到的具体内容。
Payload
消息体位MQTT
数据包的第三部分,CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息 有消息体:
CONNECT
,消息体内容主要是:客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码。
SUBSCRIBE
,消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS
。
SUBACK
,消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE
所申请的主题及QoS
进行确认和回复。
UNSUBSCRIBE
,消息体内容是要订阅的主题。