MQTT 5协议中的基础更改(二)
上期文章中给大家介绍了MQTT规范版本5中基础更改的信息和CONNACK返回码,本篇文章我们继续介绍MQTT5协议中的基础更改中其他新功能的细节描述。
虹 科 干 货
01
干净启动
MQTT 3.1.1的其中一个主流功能是MQTT客户端使用清除会话(cleanSession),即这些客户端可以通过临时连接的方式订阅消息或根本不订阅消息。当连接到MQTT代理时,客户端必须选择发送一个标注启用或禁用清除会话的CONNECT数据包。
在MQTT客户端使用清除会话后,一旦出现底层TCP连接断开、或客户端决定断开与代理的连接的情况,代理将会丢弃MQTT客户端的所有数据。此外,如果在代理上存在与客户端标识符关联的先前会话,清除会话CONNECT数据包将强制MQTT代理删除历史数据。
在MQTT v5中,客户端可以选择使用干净启动(Clean Start)(由 CONNECT 消息中的“干净启动”标志指示)。使用这个标志时,代理会丢弃任何以前的会话数据,客户端则会开启新的会话。关闭客户端和服务器之间的 TCP 连接后,会话不会被自动清理。要在客户端断开连接后触发会话删除,必须将“会话到期间隔”的新头字段设置为值 0。
新的Clean Start功能简化了 MQTT 的会话处理,因为它提供了更大的灵活性,并且比 cleanSession/持久会话概念更易于实现。使用 MQTT 5,除非“会话到期间隔”为 0,否则所有会话都是持久的。在超时后或客户端使用干净启动重新连接时,将删除会话。
额外的MQTT数据包
02
MQTT 5引入了一个新的MQTT数据包:AUTH数据包。这个新的数据包对于实现非简单的认证机制非常有用。
AUTH数据包可以在建立连接后由MQTT代理和客户端发送,以使用复杂的质询/响应认证方法(如SASL框架中定义的SCRAM或Kerberos)。也可以用于物联网的最先进的认证方法,如OAuth。这个数据包还允许在不关闭连接的情况下对MQTT客户端进行重新认证。
03
新的数据类型: UTF-8字符串对
自定义报头的出现也需要引入一种新的数据类型:UTF-8字符串对。这种字符串对本质上是一个键-值结构,键和值都是字符串数据类型,这种数据类型目前只用于自定义报头。
有了这种新的数据类型,MQTT在网络上共有7种不同的数据类型可以使用:
Bit
Two Byte Integer
Four Byte Integer
UTF-8 Encoded String
Variable Byte Integer
Binary Data
UTF-8 String Pair
大多数用户通常在其 MQTT 库的 API 中使用二进制数据和 UTF-8 编码字符串。在 MQTT 5 中,UTF-8 字符串对也经常被使用。所有其他数据类型对用户是隐藏的,但会被MQTT客户端和代理制作成网络上有效的MQTT数据包。
双向的DISCONNECT数据包
04
在MQTT 3.1.1中,客户端可以通过在关闭底层TCP连接之前,发送一个DISCONNECT数据包来表明它想断开连接。MQTT代理没有办法通知MQTT客户端发生了什么,并且代理将关闭TCP连接。
这一点在新的MQTT5中有所改变,现在允许代理在关闭套接字之前发送一个“MQTT DISCONNECT”包。客户端现在能够解释它被断开连接的原因并采取相应的行动,代理不需要指出确切的原因(例如出于安全原因)。但至少对于开发中的应用来说,这有助于找出代理关闭连接的原因。
当然,DISCONNECT数据包可以携带Reason Codes,所以很容易指出断开连接的原因(例如在无效权限的情况下)。
05
对QoS 1和2的消息不进行重试
MQTT客户端使用常设的TCP(或具有相同保证的类似协议)连接作为基础传输。TCP连接正常时提供双向连接,并且能保证消息符合恰好一次和按顺序传输,因此所有客户端或代理发送的MQTT数据包都会到达另一端。如果TCP连接中断,而消息正在进行时,QoS 1和2会通过多个TCP 连接提供消息传递保证。
MQTT 3.1.1允许在TCP连接正常时重新交付MQTT消息。实际上,这可能会导致过载的MQTT客户端得到更多的过载。试想一下,一个MQTT客户端从MQTT代理处收到一个消息,需要11秒来处理这个消息(并且在处理后会确认数据包)。现在假设,代理会在10秒的超时后重新发送消息。这种方法没有任何优势,它只是占用了带宽,并加重了MQTT客户端的负荷。
使用没有用户名的密码
06
MQTT 3.1.1要求MQTT客户端在CONNECT数据包中使用密码时要发送一个用户名。对于某些用例来说,如果没有用户名是非常不方便的。使用 OAuth就是一个很好的例子,它使用 JSON Web 令牌作为唯一的身份验证和授权信息。在 MQTT 3.1.1 中使用此类令牌时,经常使用静态用户名,因为唯一的相关信息在密码字段中。
虽然MQTT 5 中有更简便的方式来携带令牌(例如通过 AUTH 数据包),但仍然可以使用 CONNECT 数据包的密码字段。现在,用户只需使用密码字段,不再需要填写用户名。
07
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