mqtt 协议中的 QoS等级介绍

硅谷探秘者 Md mqtt协议 4033 0 0

一、QoS等级

  MQTT设计了一套保证消息稳定传输的机制,包括消息应答、存储和重传。在这套机制下,提供了三种不同层次QoS(Quality of Service):

  • QoS0,At most once,至多一次;
  • QoS1,At least once,至少一次;
  • QoS2,Exactly once,确保只有一次;

  QoS 是消息的发送方(Sender)和接受方(Receiver)之间达成的一个协议:

  • QoS0 代表,Sender 发送的一条消息,Receiver 最多能收到一次,也就是说 Sender 尽力向 Receiver 发送消息,如果发送失败,也就算了;
  • QoS1 代表,Sender 发送的一条消息,Receiver 至少能收到一次,也就是说 Sender 向 Receiver 发送消息,如果发送失败,会继续重试,直到 Receiver 收到消息为止,但是因为重传的原因,Receiver 有可能会收到重复的消息;
  • QoS2 代表,Sender 发送的一条消息,Receiver 确保能收到而且只收到一次,也就是说 Sender 尽力向 Receiver 发送消息,如果发送失败,会继续重试,直到 Receiver 收到消息为止,同时保证 Receiver 不会因为消息重传而收到重复的消息。

注意:
QoS是Sender和Receiver之间的协议,而不是Publisher和Subscriber之间的协议。换句话说,Publisher发布了一条QoS1的消息,只能保证Broker能至少收到一次这个消息;而对于Subscriber能否至少收到一次这个消息,还要取决于Subscriber在Subscibe的时候和Broker协商的QoS等级。

二、QoS0

  QoS0等级下,Sender和Receiver之间一次消息的传递流程如下:

  Sender向Receiver发送一个包含消息数据的PUBLISH包,然后不管结果如何,丢掉已发送的PUBLISH包,一条消息的发送完成。

三、QoS1

  QoS1要保证消息至少到达一次,所以有一个应答的机制。Sender和Receiver的一次消息的传递流程如下:

  • Sender向Receiver发送一个带有数据的PUBLISH包,并在本地保存这个PUBLISH包;
  • Receiver收到PUBLISH包以后,向Sender发送一个PUBACK数据包,PUBACK数据包没有消息体(Payload),在可变头中有一个包标识(Packet Identifier),和它收到的PUBLISH包中的Packet Identifier一致。
  • Sender收到PUBACK之后,根据PUBACK包中的Packet Identifier找到本地保存的PUBLISH包,然后丢弃掉,一次消息的发送完成。

但是消息传递流程中可能会出现问题:

  • 如果Sender在一段时间内没有收到PUBLISH包对应的PUBACK,它将该PUBLISH包的DUP标识设为1(代表是重新发送的PUBLISH包),然后重新发送该PUBLISH包。
  • Receiver可能会重复收到消息,需自行去重。

四、QoS2

  相比QoS0和QoS1,QoS2不仅要确保Receiver能收到Sender发送的消息,还需要确保消息不重复。它的重传和应答机制就要复杂一些,同时开销也是最大的。QoS2下,一次消息的传递流程如下所示:

  • Sender发送QoS为2的PUBLISH数据包,数据包 Packet Identifier 为 P,并在本地保存该PUBLISH包;
  • Receiver收到PUBLISH数据包后,在本地保存PUBLISH包的Packet Identifier P,并回复Sender一个PUBREC数据包,PUBREC数据包可变头中的Packet Identifier为P,没有消息体(Payload);
  • 当Sender收到PUBREC,它就可以安全的丢弃掉初始Packet Identifier为P的PUBLISH数据包。同时保存该PUBREC数据包,并回复Receiver一个PUBREL数据包,PUBREL数据包可变头中的Packet Identifier为P,没有消息体;
  • 当Receiver收到PUBREL数据包,它可以丢掉保存的PUBLISH包的Packet Identifier P,并回复Sender一个可变头中 Packet Identifier 为 P,没有消息体(Payload)的PUBCOMP数据包;
  • 当Sender收到PUBCOMP包,那么认为传输已完成,则丢掉对应的PUBREC数据包;

上面是一次完整无误的传输过程,然而传输过程中可能会出现以下情况:

  • 情况1:Sender发送PUBLISH数据包给Receiver的时候,发送失败;
  • 情况2:Sender已经成功发送PUBLISH数据包给Receiver了,但是Receiver发送PUBREC数据包失败;
  • 情况3:Sender已经成功收到了PUBREC数据包,但是PUBREL数据包发送失败;
  • 情况4:Receiver已经收到了PUBREL数据包,但是发送PUBCOMP数据包时发送失败

针对上述的问题,较为详细的处理方法如下:

  • 不管是情况1还是情况2,因为Sender在一定时间内没有收到PUBREC,那么它会把PUBLISH包的DUP标识设为1,重新发送该PUBLISH数据包;
  • 不管是情况3还是情况4,因为Sender在一定时间内没有收到PUBCOMP包,那么它会重新发送PUBREL数据包;
  • 针对情况2,Receiver可能会收到多个重复的PUBLISH包,更加完善的处理如下:
    Receiver在收到PUBLISH数据包之后,马上回复一个PUBREC数据包。并会在本地保存PUBLISH包的Packet Identifier P,不管之后因为重传多少次这个Packet Identifier 为P的数据包,Receiver都认为是重复的,丢弃。同时Receiver接收到QoS为2的PUBLISH数据包后,并不马上投递给上层,而是在本地做持久化,将消息保存起来(这里需要是持久化而不是保存在内存)。
  • 针对情况4,更加完善的处理如下:
    Receiver收到PUBREL数据包后,正式将消息递交给上层应用层,投递之后销毁Packet Identifier P,并发送PUBCOMP数据包,销毁之前的持久化消息。之后不管接收到多少个PUBREL数据包,因为没有Packet Identifier P,直接回复PUBCOMP数据包即可。

评论区
请写下您的评论...
暂无评论...
猜你喜欢
mqtt协议 1469 /订阅(publish/subscribe)模式”轻量”通讯,该构建于TCP/IP上,由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于,可以以极少代码和有限带宽,为连接远程设备提供实
mqtt协议 1800 名称长度,即’MQTT’为4字节长度。byte7表示别,此处固定为0x04。(表示v3.1.1)byte8表示连接标志,用1、0表示是否开启。第0位为保留位,固定为0.第1位为会话清理标志,1
official 989 什么是网络?网络就是为计算机网络进行数据交换而建立规则、标准或约定集合。有了网络才能实现不同设备、不同操作系统、不同软件之间数据交换。我们常说tcp和udp其实是操作系
mqtt协议 1441 mqtt报文解析,参考:http://www.jiajiajia.club/blog/artical/kdv1qvpfgbh4/514  根据mqtt定义,剩余长度字段是可变,最少用一个
official 656 《计算机网络第七版谢希仁》 [TOC]  在通信线路质量较差年代,在数据链路层使用可靠传输曾经是一种好办法。因此,能实现可靠传输数据链路控制HDLC(High
weblog 1068 1.修改配置文件修改activemq安装目录下./bin目录下配置文件activemq.xml在transportConnectors标签添加nio
official 1005 Websocket和http关系websocket是基于TCP一个应用,与HTTP关联之处在于websocket握手数据被HTTP服务器当作HTTP包来处理,主要通过
official 1108 《计算机网络第七版谢希仁》 [TOC]  OSI七层体系结构(图1-18(a))概念清楚,理论也较完整,但它既复杂又不实用。TCP/IP体系结构则不同,但它现在却得到了非常广泛应用。TCP
归档
2018-11  12 2018-12  33 2019-01  28 2019-02  28 2019-03  32 2019-04  27 2019-05  33 2019-06  6 2019-07  12 2019-08  12 2019-09  21 2019-10  8 2019-11  15 2019-12  25 2020-01  9 2020-02  5 2020-03  16 2020-04  4 2020-06  1 2020-07  7 2020-08  13 2020-09  9 2020-10  5 2020-12  3 2021-01  1 2021-02  5 2021-03  7 2021-04  4 2021-05  4 2021-06  1 2021-07  7 2021-08  2 2021-09  8 2021-10  9 2021-11  16 2021-12  14 2022-01  7 2022-05  1 2022-08  3 2022-09  2 2022-10  2 2022-12  5 2023-01  3 2023-02  1 2023-03  4 2023-04  2 2023-06  3 2023-07  4 2023-08  1 2023-10  1 2024-02  1 2024-03  1 2024-04  1
标签
算法基础 linux 前端 c++ 数据结构 框架 数据库 计算机基础 储备知识 java基础 ASM 其他 深入理解java虚拟机 nginx git 消息中间件 搜索 maven redis docker dubbo vue 导入导出 软件使用 idea插件 协议 无聊的知识 jenkins springboot mqtt协议 keepalived minio mysql ensp 网络基础 xxl-job rabbitmq haproxy srs 音视频 webrtc javascript
目录
没有一个冬天不可逾越,没有一个春天不会来临。最慢的步伐不是跬步,而是徘徊,最快的脚步不是冲刺,而是坚持。