MQTT協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析

　　物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展和擴(kuò)展。用戶(hù)終端從傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)擴(kuò)展到任何設(shè)備，其中該設(shè)備先通過(guò)各種傳感器收集信息，然后再通過(guò)計(jì)算設(shè)備收集信息、交換和交流網(wǎng)絡(luò)信息。之所以出現(xiàn)MQTT協(xié)議，是因?yàn)橐苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)目前尚處于起步階段，無(wú)法提供可靠的網(wǎng)絡(luò)保證。

　　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(hù)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(guò)各種傳感器進(jìn)行信息采集，然后通過(guò)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正處于起步階段，很多時(shí)候無(wú)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(wèn)題。

　　一、MQTT具有許多優(yōu)點(diǎn)

　　1.MQTT的獨(dú)特功能是每個(gè)消息頭都可以縮短為2個(gè)字節(jié)。對(duì)于HTTP，為每個(gè)新請(qǐng)求消息重新建立HTTP連接會(huì)產(chǎn)生可觀的開(kāi)銷(xiāo)。 MQ和MQTT使用的持久連接可以大大減少這種開(kāi)銷(xiāo)。

　　2.包容不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，MQTT和MQ可以從諸如斷開(kāi)連接之類(lèi)的故障中恢復(fù)，無(wú)需進(jìn)一步的代碼要求。但是，HTTP本身無(wú)法實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，并且客戶(hù)端必須重試編碼，這會(huì)增加身份問(wèn)題。

　　3.低功耗MQTT專(zhuān)為低功耗目標(biāo)而設(shè)計(jì)。 HTTP設(shè)計(jì)未考慮此因素，這會(huì)增加功耗。

　　4.在連接數(shù)百萬(wàn)個(gè)客戶(hù)端的情況下，在HTTP堆棧中維護(hù)數(shù)百萬(wàn)個(gè)并發(fā)連接需要大量工作才能提供支持。盡管這種支持是可行的，但大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)優(yōu)化以處理此訂單上的持久連接。 IBM提供了IBM MessageSight，這是一種單機(jī)架安裝服務(wù)器，已經(jīng)過(guò)測(cè)試，可以通過(guò)MQTT處理多達(dá)一百萬(wàn)個(gè)并發(fā)設(shè)備。相反，MQ不是為許多同時(shí)進(jìn)行的客戶(hù)設(shè)計(jì)的。

　　5.推送通知。您需要能夠及時(shí)向客戶(hù)發(fā)送通知。為此，您應(yīng)該使用常規(guī)的輪詢(xún)或推送方法。就電池，系統(tǒng)負(fù)載和帶寬而言，推送是最佳解決方案。

　　6.客戶(hù)端平臺(tái)的差異。 HTTP和MQTT客戶(hù)端都在許多平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 MQTT的簡(jiǎn)單性可幫助您以最少的努力在其他客戶(hù)端上實(shí)施MQTT。

　　7.防火墻容錯(cuò)能力。某些公司防火墻將出站連接限制到某些預(yù)定義的端口，這些端口通常僅限于HTTP(端口80)，HTTPS(端口443)等，HTTP在這種情況下顯然可以工作。 MQTT封裝在WebSockets連接中，并顯示為HTTP升級(jí)請(qǐng)求，因此可以在這種情況下運(yùn)行。

　　二、MQTT的缺點(diǎn)

　　實(shí)際上，MQTT被廣泛使用，可以在幾乎任何大型硬件和互聯(lián)網(wǎng)公司中找到，例如Facebook，BP，阿里巴巴，百度。

　　由于MQTT本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的公司選擇MQTT作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通信的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。結(jié)果，工程師逐漸意識(shí)到MQTT協(xié)議的功能需要大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)行改進(jìn)。例如：

　　1.如果沒(méi)有完整的SDK，則需要用于不同異構(gòu)設(shè)備的軟件SDK軟件包才能與MQTT服務(wù)器(例如MCU，Linux，Android，IOS，WEB)進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)互連和互操作性。

　　2.不支持文件和AV。在某些應(yīng)用場(chǎng)景中，需要傳輸?shù)男畔⒖赡懿幌抻谛枰ㄟ^(guò)AV與文件通信的指令，例如語(yǔ)音和視頻信號(hào)。

　　3.不支持與第三方HTTP集成。 MQTT協(xié)議優(yōu)于常規(guī)HTTP協(xié)議，但是基于傳統(tǒng)HTTP協(xié)議的WEB服務(wù)器仍在主流市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。這些服務(wù)器應(yīng)與MQTT協(xié)議互連，以降低升級(jí)成本。

　　4.不支持負(fù)載分配。負(fù)載分配服務(wù)器對(duì)于高并發(fā)性和防止惡意攻擊也是必不可少的。那些高負(fù)載的應(yīng)用程序得不到所需的資源，而低負(fù)載的應(yīng)用則會(huì)使資源閑置，從而導(dǎo)致資源的使用不均衡。

　　5.不支持用戶(hù)管理界面。當(dāng)用戶(hù)分析設(shè)備行為數(shù)據(jù)時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。在工業(yè)4.0和大數(shù)據(jù)時(shí)代，這是不可避免的需求。

　　6.設(shè)備脫機(jī)后，不支持脫機(jī)消息來(lái)補(bǔ)償從MQTT服務(wù)器到設(shè)備的控制信息丟失。

　　7.不支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，并且使用標(biāo)準(zhǔn)的MQTT協(xié)議。從理論上講，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信可以通過(guò)相互訂閱來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是邏輯相對(duì)復(fù)雜并且涉及設(shè)備安全性。當(dāng)設(shè)備B和設(shè)備C相同時(shí)-在主題的情況下，設(shè)備A無(wú)法知道消息是來(lái)自設(shè)備B還是來(lái)自設(shè)備C，并且消息很可能是被設(shè)備D竊聽(tīng)的。

　　8.不支持群組通信或群組管理，而是實(shí)現(xiàn)群組成員的管理。小組成員可以交換消息，如果一個(gè)設(shè)備由多個(gè)人控制或多個(gè)設(shè)備由一個(gè)人控制，則此功能特別有用。

　　三、MQTT的應(yīng)用

　　MQTT協(xié)議依賴(lài)于類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，包括服務(wù)器，一個(gè)或多個(gè)客戶(hù)端和代理。代理是MQTT服務(wù)器，連接的設(shè)備是客戶(hù)端。發(fā)布者和客戶(hù)端都不會(huì)處理這些工作。相反，處理能力和通信主要由代理處理。

　　因此，MQTT允許開(kāi)發(fā)人員建立通信通道層次結(jié)構(gòu)。從視覺(jué)上看，這就像一個(gè)樹(shù)枝。發(fā)布者或服務(wù)器首先向代理發(fā)送新數(shù)據(jù)，以及傳遞控制說(shuō)明。

　　然后，代理會(huì)促進(jìn)另一端的客戶(hù)之間的信息交換。高級(jí)客戶(hù)端可以從發(fā)布服務(wù)器接收每一條消息或更新，而低級(jí)客戶(hù)端只接收與其基本級(jí)別相關(guān)的消息。

　　所有發(fā)布并發(fā)送給代理的數(shù)據(jù)(以及接收到的數(shù)據(jù))均采用二進(jìn)制協(xié)議進(jìn)行編碼。 因此，必須先解釋該消息，然后才能使用數(shù)據(jù)內(nèi)容。

　　盡管如此，MQTT僅通過(guò)純文本分發(fā)安全性憑證，因此它并不完全安全，并且不能為大多數(shù)應(yīng)用程序提供足夠的身份驗(yàn)證或安全性。開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)SSL框架解決此問(wèn)題，該框架通過(guò)加密保護(hù)任何傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。同時(shí)，隨著新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以方便地將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并保持原有技術(shù)的兼容性。