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  • Ubuntu搭建mqtt服务器

    千次阅读 2020-05-29 16:43:12
    通过 MQTT 协议,目前已经扩展出了数十个 MQTT 服务器端程序,可以通过 PHP, JAVA,Python,C,C#等系统语言来向 MQTT 发送相关消息。 MQTT 由于开放源代码,耗电量小等特点。在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的...

    一、MQTT的原理
    MQTT中文消息队列遥测传输 是 ISO 标准下基于发布/订阅范式的消息协议。它工作在 TCP/IP 协议族上,是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布/订阅型消息协议,为此,它需要一个消息中间件 (服务器)。通过 MQTT 协议,目前已经扩展出了数十个 MQTT 服务器端程序,可以通过 PHP, JAVA,Python,C,C#等系统语言来向 MQTT 发送相关消息。
    MQTT 由于开放源代码,耗电量小等特点。在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集,MQTT 都可以作为考虑的方案之一。在未来 MQTT 会进入到我们生活的各各方面。所以,如果物联网设备想要联网,MQTT 是不二选择。
    二、MQTT特点
    MQTT 协议是为大量计算能力有限,且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制
    设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性:
    使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合;
    对负载内容屏蔽的消息传输;
    使用 TCP/IP 提供网络连接;
    有三种消息发布服务质量:
    “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。
    “至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。
    “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。
    小型传输,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量;
    这就是为什么在介绍里说它非常适合物联网领域,要知道嵌入式设备的运算能力和带宽
    都相对薄弱,使用这种协议来传递消息再适合不过了。
    三、 ubuntu 搭建本地服务器
    进入官网 下载 MQTT 服务器压缩包
    MQTT服务器下载地址
    点击进入以后选择对应的ubuntu版本,我的是 18.04
    在这里插入图片描述选择完成以后,点击下载,等待下载完成
    在这里插入图片描述下载完成以后,点击.deb安装包,进入软件中心,点击安装即可完成安装。
    四、 EMQX MQTT服务器的启动方法
    打开ubuntu 的终端 在终端里输入 emqx start 启动服务器。
    EMQ X 提供了 emqx 命令行工具,方便用户对 EMQ X 进行启动、关闭、进入控制台等操作。

    emqx start
    
    后台启动 EMQ X Broker;
    
    emqx stop
    
    关闭 EMQ X Broker;
    
    emqx restart
    
    重启 EMQ X Broker;
    
    emqx console
    
    使用控制台启动 EMQ X Broker;
    
    emqx foreground
    
    使用控制台启动 EMQ X Broker,与 emqx console 不同,emqx foreground 不支持输入 Erlang 命令;
    
    emqx ping
    
    Ping EMQ X Broker。
    

    启动完成后在这里插入图片描述四、通过浏览器进入服务器管理页面
    我们打开浏览器在网址输入栏 输入本地回环的网址 http://127.0.0.1:18083
    在这里插入图片描述进入网址即可看到服务器登录页面
    在这里插入图片描述初始登录用户名为 admin 密码 public 点击登录 即可进入后台管理系统在这里插入图片描述五、通过通信猫软件即可测试服务器的功能
    找一台大家都熟悉的windows 上打开通信猫软件就开始测试吧,在此之前,我们还需要查一下ubuntu服务器的IP地址,打开终端 输入ifconfig命令
    在这里插入图片描述
    知道ip地址,就可以通过通信猫 客户端进行访问啦

    展开全文
  • ubuntu 搭建mqtt服务器

    2020-08-21 14:45:28
    1,安装 mosquitto sudo apt-get install mosquitto sudo apt-get install mosquitto-clients 2,配置/etc/mosquitto/mosquitto.conf # Place your local configuration in /etc/mosquitto/conf.d/ ...

    1,安装 mosquitto

    sudo apt-get install mosquitto

    sudo apt-get install mosquitto-clients

    2,配置/etc/mosquitto/mosquitto.conf

    # Place your local configuration in /etc/mosquitto/conf.d/
    #
    # A full description of the configuration file is at
    # /usr/share/doc/mosquitto/examples/mosquitto.conf.example

    pid_file /var/run/mosquitto.pid

    persistence true
    persistence_location /var/lib/mosquitto/

    log_dest file /var/log/mosquitto/mosquitto.log

    include_dir /etc/mosquitto/conf.d

    allow_anonymous false
    password_file /etc/mosquitto/pwfile
    acl_file /etc/mosquitto/aclfile

     

    3,添加用户名密码

    sudo touch /etc/mosquitto/pwfile

    sudo mosquitto_passwd /etc/mosquitto/pwfile [用户名] 

    2次确认输入密码

    4,添加用户话题权限

    sudo vim /etc/mosquitto/aclfile

    user admin 

    topic write talk/#

    topic read talk/#

    5,启动服务

    mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d

     

     

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  • 因为考虑后使用wireshark抓取MQTT数据包来进行对MQTT协议分析, mqtt客户端使用的是eclipse.paho.ui.app(安装在windows下,后续将介绍如何安装),如果将mqtt服务器安装在windows下,那么wireshark无法捕获localhost...

    一. 为什么选择在ubuntu下安装服务器的原因

         因为考虑后使用wireshark抓取MQTT数据包来进行对MQTT协议分析, mqtt客户端使用的是eclipse.paho.ui.app(安装在windows下,后续将介绍如何安装),如果将mqtt服务器安装在windows下,那么wireshark无法捕获localhost数据包(可能有其他办法搞定,总之没必要麻烦,而且将服务器安装在ubuntu一方面也可以模拟实际mqtt服务器在遥远的主机上的现实情况, 何乐而不为呢)。

     

    二. ubuntu安装MQTT服务器

          这里选择的是mosquitto

         1.引入mosquitto仓库并更新

           sudo apt-add-repository ppa:mosquitto-dev/mosquitto-ppa

          2. 更新依赖

          sudo apt-get update  (注意这里我使用root模式,避免后续权限麻烦)

        3. 安装mosquitto

      sudo apt-get install mosquitto

          4. 查看mosquitto服务是否开启

           sudo service mosquitto status

           如果active显示running,至此说明mqtt服务器已成功开启 , 可以使用以下命令

          开启/停止 mosquitto服务:

           sudo service mosquitto start

           sudo service mosquitto stop

        *特别说明: 实验中的ubuntu(16.04)系统是安装VM虚拟机中,这里网络设置是选择桥接模式(后续wireshark抓包亲测可用,如读者使用NAT模式,如后续wireshark无法抓取包,可考虑该设置导致)

    三. Windows下安装MQTT客户端

         1. 安装Eclipse Paho MQTT工具, 下载地址: https://repo.eclipse.org/content/repositories/paho-releases/org/eclipse/paho/org.eclipse.paho.ui.app/1.0.2/

        2. 解压缩后, 双击paho.exe,打开后界面如下, 点击"+" 创建一个连接(名字可自定义编辑)

     至此MQTT客户端已安装成功

    四. 连接ubuntu中MQTT服务器

         1. 先查看ubuntu的ip地址, 使用ifconfig命令查看:

            这里ubuntu的ip地址为: 192.168.1.107

         2. 设置mqtt客户端连接参数

            3. 点击"连接",如出现如下图,则表示连接成功

         至此MQTT环境搭建成功,后续大家根据自己的需求尝试不同的配置,进行测试,相信大家能对MQTT通讯协议有深入的了解!

    展开全文
  • 一、MQTT介绍 1.1 简介 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议,该协议...MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/

    一、MQTT介绍

    1.1 简介

    MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议,该协议构建于TCP/IP协议上,由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于,可以以极少的代码和有限的带宽,为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

    MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M2M)通信和物联网(IoT)。其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

    二、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:

    (1)精简,不添加可有可无的功能;
    (2)发布/订阅(Pub/Sub)模式,方便消息在传感器之间传递;
    (3)允许用户动态创建主题,零运维成本;
    (4)把传输量降到最低以提高传输效率;
    (5)把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内;
    (6)支持连续的会话控制;
    (7)理解客户端计算能力可能很低;
    (8)提供服务质量管理;
    (9)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、主要特性

    MQTT协议工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性:

    1. 使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合。

      这一点很类似于XMPP,但是MQTT的信息冗余远小于XMPP,,因为XMPP使用XML格式文本来传递数据。

    2. 对负载内容屏蔽的消息传输。

    3. 使用TCP/IP提供网络连接。
      主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的,但是同样有基于UDP的版本,叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式,优缺点自然也就各有不同了。

    4. 有三种消息发布服务质量:
      (1) “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。这一种方式主要普通APP的推送,倘若你的智能设备在消息推送时未联网,推送过去没收到,再次联网也就收不到了。

      (2)“至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。

      (3)“只有一次”,确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中,可以使用此级别。在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送,确保用户收到且只会收到一次。

    5. 小型传输,开销很小(固定长度的头部是2字节),协议交换最小化,以降低网络流量。

      这就是为什么在介绍里说它非常适合"在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集",要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱,使用这种协议来传递消息再适合不过了。

    四、MQTT协议原理

    4.1 MQTT协议实现方式

    实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成,在通讯过程中,MQTT协议中有三种身份:发布者(Publish)、代理(Broker)(服务器)、订阅者(Subscribe)。其中,消息的发布者和订阅者都是客户端,消息代理是服务器,消息发布者可以同时是订阅者。

    MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(payload)两部分:

    1. Topic,可以理解为消息的类型,订阅者订阅(Subscribe)后,就会收到该主题的消息内容(payload);
    2. payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。

    4.2 网络传输与应用消息

    MQTT会构建底层网络传输:它将建立客户端到服务器的连接,提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。

    当应用数据通过MQTT网络发送时,MQTT会把与之相关的服务质量(QoS)和主题名(Topic)相关连。

    4.3 MQTT客户端

    一个使用MQTT协议的应用程序或者设备,它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以:

    1. 发布其他客户端可能会订阅的信息;
    2. 订阅其它客户端发布的消息;
    3. 退订或删除应用程序的消息;
    4. 断开与服务器连接。

    4.4 MQTT服务器

    MQTT服务器以称为"消息代理"(Broker),可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间,它可以:

    1. 接受来自客户的网络连接;
    2. 接受客户发布的应用信息;
    3. 处理来自客户端的订阅和退订请求;
    4. 向订阅的客户转发应用程序消息。

    4.5 MQTT协议中的订阅、主题、会话

    1. 订阅(Subscription)

      订阅包含主题筛选器(Topic Filter)和最大服务质量(QoS)。订阅会与一个会话(Session)关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

    2. 会话(Session)

      每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话,客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间,也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

    3. 主题名(Topic Name)

      连接到一个应用程序消息的标签,该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

    4. 主题筛选器(Topic Filter)

      一个对主题名通配符筛选器,在订阅表达式中使用,表示订阅所匹配到的多个主题。

    5. 负载(Payload)

      消息订阅者所具体接收的内容。

    4.6 MQTT协议中的方法

    MQTT协议中定义了一些方法(也被称为动作),来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据,这取决于服务器的实现。通常来说,资源指服务器上的文件或输出。主要方法有:

    1. Connect。等待与服务器建立连接。
    2. Disconnect。等待MQTT客户端完成所做的工作,并与服务器断开TCP/IP会话。
    3. Subscribe。等待完成订阅。
    4. UnSubscribe。等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅。
    5. Publish。MQTT客户端发送消息请求,发送完成后返回应用程序线程。

    五、MQTT协议数据包结构

    在MQTT协议中,一个MQTT数据包由:固定头(Fixed header)、可变头(Variable header)、消息体(payload)三部分构成。MQTT数据包结构如下:

    1. 固定头(Fixed header)。存在于所有MQTT数据包中,表示数据包类型及数据包的分组类标识。
    2. 可变头(Variable header)。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。
    3. 消息体(Payload)。存在于部分MQTT数据包中,表示客户端收到的具体内容。

    5.1 MQTT固定头

    固定头存在于所有MQTT数据包中,其结构如下:

    5.1.1 MQTT数据包类型

    位置:Byte 1中bits 7-4。

    相于一个4位的无符号值,类型、取值及描述如下:

    5.1.2 标识位

    位置:Byte 1中bits 3-0。

    在不使用标识位的消息类型中,标识位被作为保留位。如果收到无效的标志时,接收端必须关闭网络连接:

    1. 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MessageId,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。

    2. QoS:发布消息的服务质量,即:保证消息传递的次数

      Ø00:最多一次,即:<=1

      Ø01:至少一次,即:>=1

      Ø10:一次,即:=1

      Ø11:预留

    3. 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。 5.1.3 剩余长度(Remaining Length)

      地址:Byte 2。

      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

    5.2 MQTT可变头

    MQTT数据包中包含一个可变头,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,较常的应用是作为包的标识:

    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:

    1. PUBLISH (QoS > 0)
    2. PUBACK
    3. PUBREC
    4. PUBREL
    5. PUBCOMP
    6. SUBSCRIBE
    7. SUBACK
    8. UNSUBSCRIBE
    9. UNSUBACK

    5.3 Payload消息体

    Payload消息体位MQTT数据包的第三部分,包含CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息:

    1. 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。
    2. SUBSCRIBE,消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS。
    3. 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。
    4. UNSUBSCRIBE,消息体内容是要订阅的主题。

    六、mqtt本地服务器搭建(ubuntu)

    6.1 压缩包下载

    [MQTT服务器下载地址] :https://www.emqx.io/cn/downloads#broker

    1. 安装包有两种下载方式:

      (1)可以在windows中下载完成拖拽到ubuntu中
      在这里插入图片描述
      (2) 直接在ubuntu终端中下载,直接输入以下指令进行下载
      wget https://www.emqx.io/cn/downloads/broker/v4.2.5/emqx-ubuntu16.04-4.2.5-x86_64.deb

    6.2 服务器安装

    1. 安装包下载完成后,在ubuntu中进行安装:
      sudo dpkg -i emqx-ubuntu16.04-4.2.5-x86_64.deb

    2. 安装完毕后,启动服务器
      sudo emqx start
      其实emqx已经后台启动过了,安装成功后,会自动后天启动,开机后也会自动启动。
      在这里插入图片描述
      EMQ X 提供了 emqx 命令行工具,方便用户对 EMQ X 进行启动、关闭、进入控制台等操作。

    emqx start
    
    后台启动 EMQ X Broker;
    
    emqx stop
    
    关闭 EMQ X Broker;
    
    emqx restart
    
    重启 EMQ X Broker;
    
    emqx console
    
    使用控制台启动 EMQ X Broker;
    
    emqx foreground
    
    使用控制台启动 EMQ X Broker,与 emqx console 不同,emqx foreground 不支持输入 Erlang 命令;
    
    emqx ping
    
    Ping EMQ X Broker。
    
    

    通过浏览器进入服务器管理页面

    1. 打开浏览器在网址输入栏 输入本地回环的网址 http://127.0.0.1:18083
      在这里插入图片描述
    2. 进入网址即可看到服务器登录页面
      在这里插入图片描述
      初始登录用户名为 admin 密码 public 点击登录 即可进入后台管理系统
      在这里插入图片描述

    通过通信猫软件即可测试服务器的功能

    找一台大家都熟悉的windows 上打开通信猫软件就开始测试吧,在此之前,我们还需要查一下ubuntu服务器的IP地址,打开终端 输入ifconfig命令
    在这里插入图片描述
    知道ip地址,就可以通过通信猫 客户端进行访问啦

    mqtt客户端

    1. 打开两个客户端窗口
    2. 服务器ip填写ifconfig中获取的192.168.78.130,端口号默认填写1883,点击启用
    3. client1的订阅主题填写client2的发布主题,client2的订阅主题填写client1的发布主题,点击订阅主题。
    4. client1发送hello xxx2,client2就可以接收到。
      客户端之间的通信都是通过本地mqtt服务器的代理实现的。
      在这里插入图片描述
    展开全文
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    千次阅读 2020-06-02 15:49:44
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    千次阅读 2020-04-21 16:01:58
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ubuntu搭建mqtt服务器