MQTT 协议学习：总结与各种定义的速查表

背景

经过几天的学习与实操，对于MQTT（主要针对 v3.1.1版本）的学习告一段落，为了方便日后的查阅

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章节整理

MQTT 协议学习：000-有关概念入门：学习新东西最重要的步骤，我觉得就是明确有关的概念。

MQTT 协议学习：001-搭建MQTT通信环境，并抓包测试：明确概念以后，实操一遍，对于学习可以有一个初步的了解。

MQTT 协议学习：002- 通信报文的构成：从本章开始，开始慢慢引入构成通信协议的有关组成。

MQTT 协议学习：003-MQTT通信流程介绍：在图表中，介绍了通信的流程。

MQTT 协议学习：004-MQTT建立通信与 CONNECT 、CONNACK 报文：通信流程中的第一个流程便是建立连接，在连接有关的报文中，拥有对应的设置。

MQTT 协议学习： QoS等级与会话：QoS 等级是通信中流程一个比较重要的设置，这个设置决定了通信的一些流程。

MQTT 协议学习：Retained（保留消息）与 LWT（最后遗嘱）：保留消息与遗嘱在应用中比较常一起使用。

MQTT 协议学习：005-发布消息与对应报文 (PUBLISH、PUBACK、PUBREC、PUBREL)：介绍了如何发布消息，与其对应的就是订阅主题以接收消息。

MQTT 协议学习：006-订阅主题与对应报文(SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK)：介绍了如何订阅一个主题。

MQTT 协议学习：007-Keep Alive 连接保活与对应报文(PINGREQ、PINGRESP) ：保活机制是如何实现的。

MQTT 协议学习：008-在STM32上移植MQTT ： STM32 移植 MQTT 的难点在于对于通信接口的初始化等处理，由于有关的开发板还没到手，本人放弃了纸上谈兵。

arm linux 移植 MQTT (paho、mosquitto) ： arm linux移植的文章在本人的博客中经常出现，讲述了如何在 Linux 平台下搭建 MQTT 通信。

MQTT v5 (MQTT 5.0) 新特性介绍：作为新版本的有关介绍，此后暂无有关的报文介绍

速查表

这里整理了一些速查表，可以翻阅以快速定位在开发中出现的有关问题。

固定头部

协议类型

Byte1的 Bit[7-4]： MQTT Control Packet type，协议类型。总共可以表示16种协议类型，其中0000和1111是保留字段。

报文类型	Bit[7-4]值	数据方向	描述
保留	0000	禁用	保留
CONNECT	0001	Client ---> Server	客户端连接到服务器
CONNACK	0010	Server ---> Client	连接确认
PUBLISH	0011	Client <--> Server	发布消息
PUBACK	0100	Client <--> Server	发不确认
PUBREC	0101	Client <--> Server	消息已接收(QoS2第一阶段)
PUBREL	0110	Client <--> Server	消息释放(QoS2第二阶段)
PUBCOMP	0111	Client <--> Server	发布结束(QoS2第三阶段)
SUBSCRIBE	1000	Client ---> Server	客户端订阅请求
SUBACK	1001	Server ---> Client	服务端订阅确认
UNSUBACRIBE	1010	Client ---> Server	客户端取消订阅
UNSUBACK	1011	Server ---> Client	服务端取消订阅确认
PINGREQ	1100	Client ---> Server	客户端发送心跳
PINGRESP	1101	Server ---> Client	服务端回复心跳
DISCONNECT	1110	Client ---> Server	客户端断开连接请求
保留	1111	禁用	保留

报文类型标志位

Byte1的 Bit[3-0]： Flags specific to each MQTT Control Packet type，字节位用作某些报文类型的标志位。
实际上只有少数报文类型有控制位，如下表。

报文类型	固定头标记	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
CONNECT	保留	0	0	0	0
CONNACK	保留	0	0	0	0
PUBLISH	Used in MQTT 3.1.1	DUP	QoS	QoS	RETAIN
PUBACK	保留	0	0	0	0
PUBREC	保留	0	0	0	0
PUBREL	保留	0	0	1	0
PUBCOMP	保留	0	0	0	0
SUBSCRIBE	保留	0	0	1	0
SUBACK	保留	0	0	0	0
UNSUBACRIBE	保留	0	0	1	0
UNSUBACK	保留	0	0	0	0
PINGREQ	保留	0	0	0	0
PINGRESP	保留	0	0	0	0
DISCONNECT	保留	0	0	0	0

可变头

需要报文标识符的控制报文在下表 - 包含报文标识符的控制报文 Control Packets that contain a Packet Identifier 中列出。

需要报文标识符的控制报文在下表 - 包含报文标识符的控制报文 Control Packets that contain a Packet Identifier`中列出。

控制报文	报文标识符字段
PUBLISH	YES(QoS > 0)
PUBACK	YES
PUBREC	YES
PUBREL	YES
PUBCOMP	YES
SUBSCRIBE	YES
SUBACK	YES
UNSUBSCRIBE	YES
UNSUBACK	YES

Payload消息体

下表 - 包含有效载荷的控制报文 Control Packets that contain a Payload列出了需要有效载荷的控制报文。

并非所有的报文类型需要包含Payload。

控制报文	是否包含Payload
CONNECT	需要
CONNACK	不需要
PUBLISH	可选
PUBACK	不需要
PUBREC	不需要
PUBREL	不需要
PUBCOMP	不需要
SUBSCRIBE	需要
SUBACK	需要
UNSUBSCRIBE	需要
UNSUBACK	不需要
PINGREQ	不需要
PINGRESP	不需要
DISCONNECT	不需要

CONNACK 连接返回码的值

值	返回码响应	描述
0	0x00连接已接受	连接已被服务端接受
1	0x01连接已拒绝，不支持的协议版本	服务端不支持客户端请求的MQTT协议级别
2	0x02连接已拒绝，不合格的客户端标识符	Client ID 编码无误，但服务端拒绝（有可能Client ID零长且清理会话标志为0）
3	0x03连接已拒绝，服务端不可用	网络连接已建立，但MQTT服务不可用
4	0x04连接已拒绝，无效的用户名或密码	用户名或密码的数据格式无效
5	0x05连接已拒绝，未授权	客户端未被授权连接到此服务器
6-255		保留