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建设一个 MQTT 连贯是应用 MQTT 协定进行通信的第一步。为了保障高可扩展性，在建设连贯时 MQTT 协定提供了丰盛的连贯参数，以不便开发者能创立满足不同业务需要的物联网利用。本文将具体解说 MQTT 中各个连贯参数的作用，帮忙开发者迈出应用 MQTT 的第一步。
MQTT 连贯的基本概念
MQTT 连贯由客户端向服务器端发动。任何运行了 MQTT 客户端库的程序或设施都是一个 MQTT 客户端，而 MQTT 服务器则负责接管客户端发动的连贯，并将客户端发送的音讯转发到另外一些符合条件的客户端。
客户端与服务器建设网络连接后，须要先发送一个 CONNECT 数据包给服务器。服务器收到 CONNECT 包后会回复一个 CONNACK 给客户端，客户端收到 CONNACK 包后示意 MQTT 连贯建设胜利。如果客户端在超时工夫内未收到服务器的 CONNACK 数据包，就会被动敞开连贯。
大多数场景下，MQTT 通过 TCP/IP 协定进行网络传输，然而 MQTT 同时也反对通过 WebSocket 或者 UDP 进行网络传输。
MQTT over TCP
TCP/IP 利用宽泛，是一种面向连贯的、牢靠的、基于字节流的传输层通信协议。它通过 ACK 确认和重传机制，可能保障发送的所有字节在接管时是齐全一样的，并且字节程序也是正确的。
MQTT 通常基于 TCP 进行网络通信，它继承了 TCP 的很多长处，能稳固运行在低带宽、高延时、及资源受限的环境下。
MQTT over WebSocket
近年来随着 Web 前端的疾速倒退，浏览器新个性层出不穷，越来越多的利用能够在浏览器端通过浏览器渲染引擎实现，Web 利用的即时通信形式 WebSocket 也因而失去了宽泛的利用。
很多物联网利用须要以 Web 的形式被应用，比方很多设施监控零碎须要应用浏览器实时显示设施数据。然而浏览器是基于 HTTP 协定传输数据的，也就无奈应用 MQTT over TCP。
MQTT 协定在创立之初便思考到了 Web 利用的重要性，它反对通过 MQTT over WebSocket 的形式进行 MQTT 通信。对于如何应用 MQTT over WebSocket，读者可查看博客应用 WebSocket 连贯 MQTT 服务器。
MQTT 连贯参数的应用
连贯地址
MQTT 的连贯地址通常蕴含：服务器 IP 或者域名、服务器端口、连贯协定。
基于 TCP 的 MQTT 连贯
mqtt 是一般的 TCP 连贯，端口个别为 1883。
mqtts 是基于 TLS/SSL 的平安连贯，端口个别为 8883。
比方 mqtt://broker.emqx.io:1883 是一个基于一般 TCP 的 MQTT 连贯地址。
基于 WebSocket 的连贯
ws 是一般的 WebSocket 连贯，端口个别为 8083。
wss 是基于 WebSocket 的平安连贯，端口个别为 8084。
当应用 WebSocket 连贯时，连贯地址还须要蕴含 Path，EMQX 默认配置的 Path 是 /mqtt。比方 ws://broker.emqx.io:8083/mqtt 是一个基于 WebSocket 的 MQTT 连贯地址。
客户端 ID（Client ID）
MQTT 服务器应用 Client ID 辨认客户端，连贯到服务器的每个客户端都必须要有惟一的 Client ID。Client ID 的长度通常为 1 至 23 个字节的 UTF-8 字符串。
如果客户端应用一个反复的 Client ID 连贯至服务器，将会把已应用该 Client ID 连贯胜利的客户端踢下线。
用户名与明码（Username & Password）
MQTT 协定能够通过用户名和明码来进行相干的认证和受权，然而如果此信息未加密，则用户名和明码将以明文形式传输。如果设置了用户名与明码认证，那么最好要应用 mqtts 或 wss 协定。
大多数 MQTT 服务器默认为匿名认证，匿名认证时用户名与明码设置为空字符串即可。
连贯超时（Connect Timeout）
连贯超时时长，收到服务器连贯确认前的等待时间，等待时间内未收到连贯确认则为连贯失败。
保活周期（Keep Alive）
保活周期，是一个以秒为单位的工夫距离。客户端在无报文发送时，将按 Keep Alive 设定的值定时向服务端发送心跳报文，确保连贯不被服务端断开。
在连贯建设胜利后，如果服务器没有在 Keep Alive 的 1.5 倍工夫内收到来自客户端的任何包，则会认为和客户端之间的连贯呈现了问题，此时服务器便会断开和客户端的连贯。
更多细节可查看博客：MQTT 协定中的 Keep Alive 机制。
革除会话（Clean Session）
为 false 时示意创立一个长久会话，在客户端断开连接时，会话依然放弃并保留离线音讯，直到会话超时登记。为 true 时示意创立一个新的长期会话，在客户端断开时，会话主动销毁。
长久会话防止了客户端掉线重连后音讯的失落，并且免去了客户端连贯后反复的订阅开销。这一性能在带宽小，网络不稳固的物联网场景中十分实用。
服务器为长久会话保留的音讯数量取决于服务器的配置，比方 EMQ 提供的收费的公共 MQTT 服务器设置的离线音讯保留工夫为 5 分钟，最大音讯数为 1000 条，且不保留 QoS 0 音讯。
留神： 长久会话复原的前提是客户端应用固定的 Client ID 再次连贯，如果 Client ID 是动静的，那么连贯胜利后将会创立一个新的长久会话。
遗嘱音讯（Last Will）
遗嘱音讯是 MQTT 为那些可能呈现 意外断线 的设施提供的将 遗嘱 优雅地发送给其余客户端的能力。设置了遗嘱音讯音讯的 MQTT 客户端异样下线时，MQTT 服务器会公布该客户端设置的遗嘱音讯。
意外断线包含：因网络故障，连贯被服务端敞开；设施意外掉电；设施尝试进行不被容许的操作而被服务端敞开连贯等。
遗嘱音讯能够看作是一个简化版的 MQTT 音讯，它也蕴含 Topic、Payload、QoS、Retain 等信息。
- 当设施意外断线时，遗嘱音讯将被发送至遗嘱 Topic；
- 遗嘱 Payload 是待发送的音讯内容；
- 遗嘱 QoS 与一般 MQTT 音讯的 QoS 统一；
- 遗嘱 Retain 为
true时表明遗嘱音讯是保留音讯。MQTT 服务器会为每个主题存储最新一条保留音讯，以不便音讯公布后才上线的客户端在订阅主题时仍能够接管到该音讯。
更多对于遗嘱音讯的介绍可查看博客：MQTT 遗嘱音讯（Will Message）的应用。
协定版本
应用较多的 MQTT 协定版本有 MQTT v3.1、MQTT v3.1.1 及 MQTT v5.0。目前，MQTT 5.0 已成为绝大多数物联网企业的首选协定，咱们倡议首次接触 MQTT 的开发者间接应用该版本。
感兴趣的读者可查看 EMQ 提供的 MQTT 5.0 系列文章，理解 MQTT 5.0 相干个性的应用。
MQTT 5.0 新增连贯参数
Clean Start & Session Expiry Interval
MQTT 5.0 中将 Clean Session 拆分成了 Clean Start 与 Session Expiry Interval。
Clean Start 用于指定连贯时是创立一个全新的会话还是尝试复用一个已存在的会话。为 true 时示意必须抛弃任何已存在的会话，并创立一个全新的会话；为 false 时示意必须应用与 Client ID 关联的会话来复原与客户端的通信（除非会话不存在）。
Session Expiry Interval 用于指定网络连接断开后会话的过期工夫。设置为 0 或未设置，示意断开连接时会话即到期；设置为大于 0 的数值，则示意会话在网络连接敞开后会放弃多少秒；设置为 0xFFFFFFFF 示意会话永远不会过期。
更多细节可查看博客：Clean Start 与 Session Expiry Interval。
连贯属性（Connect Properties）
MQTT 5.0 还新引入了连贯属性的概念，进一步加强了协定的可扩展性。更多细节可查看博客：MQTT 5.0 连贯属性。
如何建设一个平安的 MQTT 连贯？
尽管 MQTT 协定提供了用户名、明码、Client ID 等认证机制，然而这对于物联网平安来说还远远不够。基于传统的 TCP 通信应用明文传输，信息的安全性很难失去保障，数据也会存在被 窃听 、 篡改 、 伪造 、 假冒 的危险。
SSL/TLS 的呈现很好的解决了通信中的危险问题，其以非对称加密技术为主干，混合了不同模式的加密形式，既保证了通信中音讯都以密文传输，防止了被窃听的危险，同时也通过签名避免了音讯被篡改。
不同 MQTT 服务器启用 SSL/TLS 的步骤都各有不同，EMQX 内置了对 TLS/SSL 的反对，包含反对单 / 双向认证、X.509 证书、负载平衡 SSL 等多种平安认证。
单向认证是一种仅通过验证服务器证书来建设平安通信的形式，它能保障通信是加密的，然而不能验证客户端的真伪，通常须要与用户名、明码、Client ID 等认证机制联合。读者可参考博客 EMQX MQTT 服务器启用 SSL/TLS 平安连贯来建设一个平安的单向认证 MQTT 连贯。
双向认证是指在进行通信认证时要求服务端和客户端都提供证书，单方都须要进行身份认证，以确保通信中波及的单方都是受信赖的。单方彼此共享其公共证书，而后基于该证书执行验证、确认。一些对安全性要求较高的利用场景，就须要开启双向 SSL/TLS 认证。读者查看博客 EMQX 启用双向 SSL/TLS 平安连贯理解如何建设一个平安的双向认证 MQTT 连贯。
留神： 如果在浏览器端应用 MQTT over WebSocket 进行平安连贯的话，目前还暂不反对双向认证通信。
结语
至此，置信读者已对 MQTT 连贯的建设及各个连贯参数的作用有了粗浅的了解。接下来，可拜访 EMQ 提供的 MQTT 入门与进阶系列文章学习 MQTT 主题及通配符、保留音讯、遗嘱音讯等相干概念，摸索 MQTT 的更多高级利用，开启 MQTT 利用及服务开发。
版权申明：本文为 EMQ 原创，转载请注明出处。
原文链接：https://www.emqx.com/zh/blog/how-to-set-parameters-when-establishing-an-mqtt-connection
