MQTT是统治一切的物联网协议吗？

什么是MQTT协议？

消息队列遥测传输(MQTT)是一种轻量级消息传递协议，专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计。MQTT提供了一种简单高效的远程控制和监控方法，适用于各种物联网(IoT)应用。

MQTT协议通过TCP/IP运行，并使用发布/订阅模型。在此模型中，客户端设备将其数据发送到代理。其他客户端设备根据其订阅的主题从代理接收数据。因此，MQTT允许以去中心化、解耦的方式在多个设备之间共享数据，从而促进物联网网络中的高效通信。

MQTT的关键方面之一是其简单性。该协议只有少量命令，并使用简单的二进制格式进行数据传输。这种简单性使得MQTT能够在从强大的服务器，到微型传感器的各种设备上快速高效地实施。

MQTT协议的历史和演变

MQTT协议最初由IBM和Arcom（现为Eurotech）于1999年设计，用于通过高延迟和低带宽的卫星链路连接石油管道传感器。主要目标是创建一个简单、轻量级的协议，以便通过这些具有挑战性的网络有效传输遥测数据。

多年来，MQTT不断得到改进和调整，以满足物联网应用不断变化的需求。该协议因其简单性、高效性和可扩展性而获得了广泛的接受。2013年，MQTT被结构化信息标准促进组织（OASIS）采纳为开放标准，此后，MQTT被广泛应用于汽车、能源、医疗保健和家庭自动化等各个行业。

如今，MQTT被认为是物联网的关键支持技术之一。MQTT能够处理来自数百万台设备的海量数据，且资源需求低，使其成为许多物联网应用的理想选择。

MQTT在物联网用例中的优势

低带宽要求

在物联网世界中，设备通常通过受限网络进行通信，因此以最小带宽传输数据的能力至关重要。MQTT因其紧凑的二进制消息格式和高效的发布/订阅模型，而在这一领域表现出色。通过使用MQTT，物联网设备可以紧凑、高效地传输数据，从而最大限度地减少带宽使用并降低通信成本。

电池供电设备的高效用电

物联网的主要挑战之一是电源效率，特别是对于电池供电的设备。MQTT通过有效利用网络资源来解决这一挑战。通过使用持久的TCP连接和保持活动机制，MQTT最大限度地减少了网络流量并降低了功耗。此功能使MQTT成为电池供电的物联网设备的合适选择，因为它可以帮助延长电池寿命。

易于实施和可扩展性

MQTT以其简单性和易于实施而闻名。该协议只有几个命令，其二进制消息格式易于解析。这种简单性使得MQTT可以轻松地在各种设备上实施，从强大的服务器到微型物联网传感器。

此外，MQTT具有高度可扩展性。其发布/订阅模型允许在大量设备之间高效地分发数据。此外，MQTT代理可以集群化来处理海量数据和数百万客户端，使MQTT成为大规模物联网应用的理想选择。

适合各种物联网场景的服务质量水平

MQTT提供三个服务质量(QoS)级别，为消息传递提供不同的保证。此功能使MQTT适用于各种物联网场景，从低优先级数据监控到关键控制应用。通过选择适当的QoS级别，开发人员可以确保其物联网应用满足他们特定的可靠性和性能要求。

MQTT在物联网中的局限性

尽管有其优点，MQTT也有其局限性：

需要持续可用的网络连接

MQTT的主要限制之一是它依赖于持续可用的网络连接。由于MQTT使用持久TCP连接进行通信，因此需要客户端设备和代理之间有持续的网络链接。在一些网络连接断断续续或不可靠的物联网场景中，这一要求可能具有挑战性。

安全问题和额外安全措施的必要性

虽然MQTT包含一些基本的安全功能，例如用户名/密码身份验证和SSL/TLS加密，但它没有提供全面的安全措施。例如，MQTT不支持基于角色的访问控制或消息完整性检查。因此，可能需要额外的安全措施，例如防火墙、入侵检测系统和安全编码实践，以确保基于MQTT的物联网系统的安全。

对非文本数据类型的有限支持

MQTT的另一个限制是其对非文本数据类型的支持有限。MQTT消息是二进制的，并且该协议不包含任何用于编码或解码非文本数据类型的内置机制。因此，开发人员必须实现自己的数据序列化和反序列化方法，这会增加基于MQTT的物联网应用的复杂性。

替代物联网协议

CoAP

CoAP是一种计算机协议，应用于物联网，设计用于受限环境，例如低功耗和有损网络。它构建在用户数据报协议(UDP)，而不是传输控制协议（TCP）之上，这使得它比MQTT更轻量级。

然而，作为基于UDP的协议，CoAP不能保证消息的可靠传递。虽然它确实具有用于确认消息接收的内置机制，但是它没有MQTT的服务质量级别那么高的可靠性。此外，作为请求响应协议，CoAP不支持发布-订阅模型，与MQTT相比，这可能会限制其可扩展性。

AMQP

高级消息队列协议(AMQP)是一种功能强大的消息传递协议，它提供了一系列功能，例如消息定向、队列、路由、可靠性和安全性。与MQTT和CoAP不同，AMQP并不是专门为物联网用例设计的，但可以用于此类目的。

虽然AMQP比MQTT提供更多功能，但它也更复杂、更笨重，这对于资源有限的物联网设备来说可能是一个缺点。然而，它对发布订阅模型的支持及其强大的可靠性和安全功能，使其成为某些物联网用例的合适选择。

WebSockets

WebSockets是一种通过单个长期连接在客户端和服务器之间，提供全双工通信的协议。这使其成为实时通信用例的理想选择。WebSockets并不是专门为物联网设计的，但它可以与其他协议，例如MQTT结合使用，以实现物联网设备的实时通信。

WebSockets的主要优点是它能够提供实时通信。然而，它比MQTT和CoAP更重，并且不具有与MQTT相同水平的可靠性。

XMPP

可扩展消息传递和状态协议(XMPP)是主要用于即时消息传递和状态信息的协议。它是一种灵活的协议，可以扩展以支持包括物联网在内的广泛应用。

虽然XMPP不如MQTT或CoAP轻量级，但它具有高度可扩展性，这使其成为不同物联网用例的通用选择。然而，与WebSocket一样，XMPP不具有与MQTT相同级别的可靠性，并且实现起来可能更复杂。

MQTT是统治一切的物联网协议吗？

正如TCP/IP成为现代互联网的基础一样，MQTT有潜力成为物联网的标准协议。尽管存在一些限制，但MQTT的优势简单、轻量级和高效，使其特别适合物联网应用的要求。

以下是MQTT能够成为物联网事实上标准的原因：

从头开始专为物联网设计：MQTT在设计时考虑了物联网的限制和要求，例如最小的带宽使用、高效的电源使用，以及即使在资源受限的设备上也能轻松实现。与适合物联网使用但最初并非为其设计的协议相比，MQTT具有固有的优势。

经过验证的可扩展性：MQTT已证明其可扩展，以满足大型物联网系统需求的能力。凭借其高效的发布/订阅模型和集群代理的能力，MQTT可以有效管理数百万台设备之间的通信，随着连接的物联网设备数量不断增长，这是一个至关重要的要求。

服务质量级别：MQTT的服务质量(QoS)级别为消息传递保证提供了灵活的选项。从可以容忍偶尔丢失消息的遥测数据，到必须可靠传递的关键控制消息，MQTT的QoS级别可以满足各种应用需求。

广泛采用和社区支持：MQTT已在物联网行业得到广泛采用，并拥有强大的社区支持。这种采用和支持使MQTT成为可靠的选择，因为开发人员可以依靠持续的协议开发、广泛的库和工具以及提供建议和解决问题的活跃社区。

与其他协议集成：虽然MQTT在物联网设备通信中大出风头，但它也可以与其他协议有效集成。例如，它可以通过WebSockets用于实时的基于浏览器的应用，从而提供了额外的灵活性。

当然，MQTT并不完美。它需要持久的网络连接，其内置的安全功能是基本的，并且它本身并不支持非文本数据类型。然而，这些限制是可以减轻的。通过仔细的系统设计和现代网络协议的使用，可以提高网络的弹性。额外的安全措施可以保护MQTT通信，序列化/反序列化方法可以处理非文本数据。

总之，MQTT尽管有其局限性，但具有显著的优势和优势，使其非常适合物联网行业。它的设计、可扩展性、灵活性以及广泛的采用和支持，使其成为统治一切的物联网协议的有力竞争者，就像TCP/IP对互联网的影响一样。

然而，物联网应用的多样性意味着其他协议将继续发挥重要作用。未来可能不属于单一协议，而是属于以MQTT为核心的协同工作的协议生态系统。

生成海报

免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。