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关于
MQTT 协议和 mosquitto
2015-08-11 Network 12792

1. MQTT 介绍
2. Mosquitto
3. 安全性
   3.1. SSL/TLS
   3.2. WebSockets with SSL/TLS
4. libmosquitto 库
   4.1. 获取库版本
   4.2. 初始化和清除
   4.3. 构建和释放客户端
   4.4. 验证和编码
   4.5. 发布
   4.6. 订阅
   4.7. 遗嘱
   4.8. 连接和断开
   4.9. 网络循环
   4.10. 回调函数
   确认连接回调函数
   断开连接回调函数
   消息回调函数
   订阅回调函数
   取消订阅回调函数
   日志回调函数
5. 后记
6. 参考
7. MQTT 介绍
   http://mqtt.org/

MQTT 是一个轻型协议，使用基于 TCP/IP 协议的发布/订阅消息转发模式，专门用于机器对机器 (M2M) 通信。 MQTT 协议的中心是 MQTT 服务器或代理 (broker) ，支持发布程序和订阅程序进行访问，如下图所示：

用户可以使用 MQTT 构建一个传感器网络，其中各种传感器都能够以其传感器独有的消息形式发布传感器值。 订阅程序能够订阅不同的消息，以据此采取措施。 MQTT 代理将处理从发布程序到订阅程序的转发消息。
如果已经有了一个 broker ，可以直接用 MQTT 客户端软件测试。这里有一个跨平台的 MQTT 客户端 MQTT.fx 。
2. Mosquitto
mosquitto 是一个开源的 MQTT broker ，目前支持 v3.1 和 v3.1.1 协议 ，同时提供了一个 C 语言动态链接库 libmosquitto ，用于实现 mqtt 客户端：
http://mosquitto.org/documentation/

下载 mosquitto-1.4.2.tar.gz 后，解压，然后执行 make ，make install 。即可得到几个二进制可执行文件：
mosquitto : mqtt broker
mosquitto_passwd : 管理 mosquitto 密码文件的命令行工具
mosquitto_sub : mqtt 订阅者程序
mosquitto_pub ： mqtt 发布者程序
相关的配置文件安装在 /etc/mosquitto/ 目录下。在 Ubuntu 下可以直接安装 sudo apt-get install mosquitto 。
现在测试一下客户端和服务端程序。为了测试方便，将客户端和服务端程序都在本机，使用 localhost 连接。执行 mosquitto -v 启动 broker ，-v 参数表示打印出运行信息，可以看到默认使用的端口是1883 :

如果你的系统出现如下问题，就需要添加一个 mosquitto 用户：

可以使用 systemd 让 mosquitto 自动启动，添加如下配置文件：
ubuntu@VM-231-137-ubuntu:/etc/systemd/system$ cat mosquitto.service
[Unit]
Description=Mosquitto MQTT Broker
ConditionPathExists=/etc/mosquitto/mosquitto.conf
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/sbin/mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
User=mosquitto
Restart=on-failure
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target
然后在第二个终端启动订阅者程序: mosquitto_sub -h localhost -t test -v，用 -h 参数指定服务器 IP ，用 -t 参数指定订阅的话题。
在第三个终端启动发布者程序: mosquitto_pub -h localhost -t test -m “Hello world”，用 -m 参数指定要发布的信息内容，然后在订阅者的终端就可以看到由 broker 推送的信息：

在 broker 的终端也可以看到处理信息的过程：

mosquitto 语法是
mosquitto [-c config file] [ -d | --daemon ] [-p port number] [-v]
-c 是指定配置文件的路径，默认不需要配置文件。
-d 表示作为守护进程运行在后台。
-p 用来指定监听的端口，默认是 1883 ，使用 TCP 连接，如果要使用 UDP 连接，需要设为 1884。
-v 表示生成详细的运行日志，等价于配置文件中将 log_type 设为 all 。
mosquitto 默认是不需要配置文件的，它会对所有的选项采用默认值，比如用户名和密码。默认不需要用户名和密码，如果需要，可以用 mosquitto_passwd 新建用户和密码，并管理，语法是：
mosquitto_passwd [ -c | -D ] passwordfile username
mosquitto_passwd -b passwordfile username password
mosquitto_passwd -U passwordfile
-c 表示新建一个密码文件，如果文件已经存在，会被覆盖，用户名中不能包含冒号，因为密码文件中用户名和密码是用冒号隔开的。执行之后会要求设置密码，输入内容不可见，密码以加密 hash 值的方式存储在密码文件中。
-D 表示删除用户名。
-b 表示在命令行中，以明文方式设置密码。
-U 用来将密码文件中的明文密码改成加密格式。如果文件中的密码已经是 hash 值，千万不要用这个选项，否则它会对 hash 值再做一次运算，然后修改密码文件。
设好密码后，在配置文件中设置 allow_anonymous false 再用 password_file 指定密码文件的路径就可以使用了。配置文件可以放在任何位置，只要 mosquitt 能找到它。配置文件中，每一行设置一个选项，选项名称和值用空格隔开，用井号可以注释。安装好的 mosquitto 在 /etc/mosquitto/ 目录下有配置文件和密码文件的例子，复制一份皆可