對(duì)于MQTT的介紹，官方文檔是直接進(jìn)入主題，討論其架構(gòu)模型，對(duì)于未曾接觸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電子工程師來(lái)說(shuō)，這第一章都已經(jīng)是略微難懂的章節(jié)，更別提繼續(xù)往下看了。因此，此文是站在電子工程師的角度介紹MQTT協(xié)議，為方便理解和描述，肯定沒(méi)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面專業(yè)術(shù)語(yǔ)那么準(zhǔn)確。
作為一名電子工程師，去理解網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程這些范疇的技術(shù)，有時(shí)候時(shí)非常困難的，尤其是做硬件，很多東西感覺(jué)很抽象，又很空洞。
日常工作中，電子工程師面對(duì)更多的是UART、SPI、IIC、USB，對(duì)于觸手可及的這些外設(shè)接口協(xié)議，我們一般更多關(guān)注的是他們的信號(hào)時(shí)序、電氣特性、傳輸速率等參數(shù)。并且在開(kāi)發(fā)時(shí)，這些外設(shè)接口能夠看得見(jiàn)摸得著，知道是哪兩個(gè)或者哪幾個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行連接。
MQTT基于TCP連接進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通信。
都說(shuō)“基于TCP連接”的通信，那到底啥是“TCP連接”呢？這個(gè)需要了解到TCP／IP參考模型中的4層的定義：
TCP／IP參考模型圖
MQTT是在TCP連接后的基礎(chǔ)上進(jìn)行通信的，那么在此可以簡(jiǎn)單認(rèn)為，TCP就是個(gè)“外設(shè)接口”，就像UART、SPI這樣，作為傳輸層，就負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)收發(fā)。
而在實(shí)際在使用過(guò)程中，MQTT數(shù)據(jù)是帶了各種“格式”的條條框框進(jìn)行封裝，這些條條框框的封裝就是在應(yīng)用層定義和實(shí)現(xiàn)的。
應(yīng)用層的協(xié)議利用TCP這種“接口”進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，為了區(qū)別于不同應(yīng)用程序，而定義了應(yīng)用協(xié)議，類似于MQTT、HTTP、FTP等。
利用工具模擬和對(duì)比，串口連接后收發(fā)和TCP連接后收發(fā)的情況。
這里使用的是單片機(jī)開(kāi)發(fā)的時(shí)候最常用到的一個(gè)串口助手SSCOM V5．10a，帶有TCP連接功能。首先看看電子工程師非常熟悉的串口通信界面：
串口通信時(shí)的數(shù)據(jù)交互截圖
同樣的，切換到TCP連接的方式，根據(jù)如下截圖配置TCP服務(wù)器和TCP客戶端：
TCP連接后通信時(shí)的數(shù)據(jù)交互截圖
可見(jiàn)TCP和串口類似，在連接后就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸了。并且和串口一樣，在傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是被完全透?jìng)鞒鋈サ?，而沒(méi)有被封裝成任何格式（只看TCP層），可見(jiàn)平時(shí)在底層開(kāi)發(fā)時(shí)使用串口通信都沒(méi)有上升到應(yīng)用層協(xié)議，基本都是裸數(shù)據(jù)傳輸?shù)模词拐f(shuō)有協(xié)議那基本都是私有協(xié)議，且是自定義的。
可是怎樣能夠?qū)崿F(xiàn)連接？
MQTT協(xié)議是基于TCP連接進(jìn)行通信的，TCP可謂是比嵌入式外設(shè)要復(fù)雜些，不是簡(jiǎn)單一個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)就可以了的。
串口連接，最少需要的3根數(shù)據(jù)線（TxD，RxD，GND），然后設(shè)置兩端設(shè)備的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位，即可完成連接。
而TCP連接，需要往下的多個(gè)層協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后就是配置IP地址、端口。實(shí)現(xiàn)方式有很多，有線方式可以用集成了網(wǎng)卡芯片的單片機(jī)或者以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口、SPI模塊等，無(wú)線的方式可以用集成了wifi的單片機(jī)或者wifi轉(zhuǎn)串口、SPI模塊等。
TCP連接實(shí)現(xiàn)方式很簡(jiǎn)單，就是芯片搭模塊，而實(shí)現(xiàn)過(guò)程卻是很復(fù)雜，對(duì)于應(yīng)用開(kāi)發(fā)的電子工程師，需要做的是能夠利用低價(jià)格高效益的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)MQTT協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。