Экзамен вопросы и ответы / 2_41

Формат сообщений протокола MQTT

На рис. 2 представлен общий формат сообщений прокола MQTT. Сообщение состоит из двух заголовков:

●заголовок фиксированной длины;

●заголовок переменной длины (в зависимости от типа сообщения);

●поля полезной нагрузки переменной длины.

В данной статье приведено подробное описание заголовка фиксированной длины, так как ключевые особенности протокола MQTT реализуются именно с

помощью полей этого заголовка. Первый байт заголовка включает четыре поля, три из которых являются специальными флагами (DUP, QoS Level, RETAIN),

четвертое указывает тип сообщения. Второй байт служит для указания оставшейся длины сообщения, которая складывается из размера заголовка переменной длины (если он есть) и размера полезной нагрузки.

Тип сообщения. Значение этого поля определяет тип сообщения. В табл. 1 приведены типы сообщений, их числовые значения, направления передачи и краткое описание.

Специальный флаг DUP. DUPlicate – дублирование сообщения. Этот флаг

указывает получателю, что полученное им сообщение передается повторно и, возможно, уже было получено им ранее. Этот флаг играет важную роль при передаче информации по ненадежным каналам, где возможна потеря сигнала.

Специальный флаг QoS. Как отмечалось выше, основной отличительной чертой протокола MQTT является возможность использования различных

уровней обслуживания, которые задаются значением данного флага. Это делает протокол MQTT более гибким, в отличие от протокола CoAP

(Constrained Application Protocol), сообщения которого могут подтверждаться или обрабатываться без подтверждения.

QoS 0: At most once – не более одного. Издатель публикует сообщение (PUBLISH) на брокере, а брокер публикует его для подписчика. Однако издатель не требует, чтобы это сообщение было гарантированно передано подписчику. Иными словами, подписчик может и не получить это сообщение, но это не отслеживается издателем. Описанный сценарий (см. рис. 3) используется для тех случаев, когда потери данных не критичны. Например, при постоянном мониторинге температуры, когда потеря единичного измерения не играет существенной роли в общей картине.

QoS 1: At least once – хотя бы один. Издатель публикует сообщение на брокере (PUBLISH). Брокер сохраняет это сообщение и публикует его для подписчика. Только после того, как сообщение будет опубликовано для подписчика, брокер отсылает подтверждение публикации издателю (PUBACK). Сценарий такого

взаимодействия приведен на рис. 4. То есть до тех пор, пока издатель не получит подтверждение публикации подписчику, данная публикация будет

посылаться брокеру и далее подписчику. Таким образом, подписчик должен получить данное сообщение как минимум один раз.

QoS 2: Exactly one – гарантированно один. Уровень QoS обеспечивает высшую

гарантию доставки сообщений за счет использования дополнительных процедур подтверждения и завершения публикации (PUBREC, PUBREL, PUBCOMP). Сценарий представлен на рис. 5 и применим для ситуаций, когда

нужно исключить любые потери и дублирование данных от датчиков. Например, когда от полученного сообщения срабатывает сигнализация, вызов

экстренных служб.