物联网（IoT）设备需要连接到互联网，有多种方式可以实现联网，同时也存在多种传输协议可供选择。那么为什么MQTT是物联网的首选传输协议呢？

本文将重点介绍MQTT传输协议。

一、关于MQTT

MQTT：消息队列遥测传输（Message Queuing Telemetry Transport）。

互联网的基础网络协议是TCP/IP，MQTT是基于TCP/IP协议栈构建的。

MQTT最初由IBM于1999年发布，它是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的轻量级通讯协议。在2014年末，MQTT正式成为了OASIS开放标准，并且得到了一些流行编程语言的支持（通过多种开源实现）。

前面文章《http和tcp/ip的关系和区别》提及了OSI（开放式系统互联），这里MQTT同HTTP属于第七层（应用层）。

参考网址：

http://mqtt.org

http://mqtt.p2hp.com

https://www.ibm.com/developerworks/cn/iot/

https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html

二、MQTT特点

MQTT特点：

• 开放消息协议，简单易实现
• 发布订阅模式，一对多消息发布
• 消息QoS支持，可靠传输保证
• 基于TCP/IP网络连接,提供有序，无损，双向连接。
• 1字节固定报头，2字节心跳报文，最小化传输开销和协议交换，有效减少网络流量。

设计规范：

由于物联网的环境是非常特别的，所以MQTT遵循以下设计原则：

• 精简，不添加可有可无的功能；
• 允许用户动态创建主题，零运维成本；
• 把传输量降到最低以提高传输效率；
• 把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内；
• 支持连续的会话控制；
• 理解客户端计算能力可能很低；
• 提供服务质量管理；
• 发布/订阅（Pub/Sub）模式，方便消息在传感器之间传递；
• 假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性。

三、物联网为何首选MQTT

1.为何选择 MQTT

MQTT 是一种轻量级的、灵活的网络协议，致力于为 IoT 开发人员实现适当的平衡：

• 这个轻量级协议可在严重受限的设备硬件和高延迟/带宽有限的网络上实现。
• 它的灵活性使得为 IoT 设备和服务的多样化应用场景提供支持成为可能。

为了了解为什么 MQTT 如此适合 IoT 开发人员，我们首先来分析一下为什么其他流行网络协议未在 IoT 中得到成功应用。

2.为什么不选择其他众多网络协议

大多数开发人员已经熟悉 HTTP Web 服务。那么为什么不让 IoT 设备连接到 Web 服务？设备可采用 HTTP 请求的形式发送其数据，并采用 HTTP 响应的形式从系统接收更新。这种请求和响应模式存在一些严重的局限性：

**A.**HTTP 是一种同步协议。客户端需要等待服务器响应。Web 浏览器具有这样的要求，但它的代价是牺牲了可伸缩性。在 IoT 领域，大量设备以及很可能不可靠或高延迟的网络使得同步通信成为问题。异步消息协议更适合 IoT 应用程序。传感器发送读数，让网络确定将其传送到目标设备和服务的最佳路线和时间。

**B.**HTTP 是单向的。客户端必须发起连接。在 IoT 应用程序中，设备或传感器通常是客户端，这意味着它们无法被动地接收来自网络的命令。

HTTP 是一种 1-1 协议。客户端发出请求，服务器进行响应。将消息传送到网络上的所有设备上，不但很困难，而且成本很高，而这是 IoT 应用程序中的一种常见使用情况。

**C.**HTTP 是一种有许多标头和规则的重量级协议。它不适合受限的网络。

出于上述原因，大部分高性能、可扩展的系统都使用异步消息总线来进行内部数据交换，而不使用 Web 服务。事实上，企业中间件系统中使用的最流行的消息协议被称为 AMQP（高级消息排队协议）。但是，在高性能环境中，计算能力和网络延迟通常不是问题。AMQP 致力于在企业应用程序中实现可靠性和互操作性。它拥有庞大的特性集，但不适合资源受限的 IoT 应用程序。

除了 AMQP 之外，还有其他流行的消息协议。例如，XMPP（Extensible Messaging and Presence Protocol，可扩展消息和状态协议）是一种对等即时消息 (IM) 协议。它高度依赖于支持 IM 用例的特性，比如存在状态和介质连接。与 MQTT 相比，它在设备和网络上需要的资源都要多得多。

那么，MQTT 为什么如此轻量且灵活？因为MQTT 协议的一个关键特性是发布和订阅模型。与所有消息协议一样，它将数据的发布者与使用者分离。

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