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自1999年由IBM的Andy Stanford-Clark與Arlen Nipper（當時為Arcom成員，后歸入Cirrus Link）共同發布以來，MQTT這一輕量級消息傳輸協議，憑借其簡潔與高效的特點，贏得了業界的廣泛關注與認可。MQTT的設計初衷在于解決低帶寬與不穩定網絡環境下物聯網應用的通信難題，采用發布/訂閱模式，能以極少的代碼量為聯網設備提供實時可靠的消息服務。

MQTT的起源

全稱“MQ Telemetry Transport”與Arlen Nipper的背景緊密相關。九十年代初期，Nipper在參與Conoco Phillips公司的原油管道數據采集監控系統（pipeline SCADA system）項目時，為實現傳感器與IBM MQ Integrator之間的實時數據傳輸，開發了該協議。鑒于當時帶寬資源有限且成本高昂，MQTT的設計特別注重輕量化和帶寬節約，這也是其“輕量級”稱號的由來。

MQTT協議的優勢

首先，MQTT協議實現簡單，便于部署與維護。其次，它支持三種消息服務質量等級（QoS），能夠根據網絡環境的不同需求，提供不同級別的消息傳遞可靠性保障。此外，MQTT協議輕量且節省帶寬，消息頭部最小僅需2個字節，非常適合在帶寬受限的網絡環境中運行。同時，MQTT協議與數據格式無關，這為其在多種應用場景下的靈活性提供了可能。最后，MQTT協議具備持續的會話感知能力，能夠實時感知設備的在線狀態，確保消息的有效傳遞。

與其他通信協議的對比

HTTP協議

MQTT報文體積更小，網絡開銷更低；同時，MQTT基于發布/訂閱模型，支持雙工通信，能夠實時推送消息，而HTTP則需通過輪詢獲取數據更新。此外，MQTT是有狀態的協議，能夠從連接異常中斷中恢復，而HTTP則無此功能。與XMPP協議相比，MQTT設計更為簡單輕量，路由靈活，報文體積小且編解碼簡便，更適合在移動互聯網和物聯網消息領域應用。

MQTT為什么是物聯網的首選協議

據IoT Analytics發布的《2022年春季物聯網狀況》研究報告顯示，物聯網市場預計到2022年將增長18%，達到144億活躍連接。面對如此龐大的物聯網設備接入和管理需求，MQTT協議憑借其輕量高效、可靠的消息傳遞、海量連接支持以及安全的雙向通信等優勢，成為物聯網行業的優選。

輕量高效

MQTT協議將協議本身的額外消耗降至最低，能夠在帶寬受限的網絡環境中穩定運行。同時，MQTT客戶端所需硬件資源極少，能夠運行于各種資源受限的邊緣端設備上。在可靠的消息傳遞方面，MQTT協議提供了三種QoS等級，確保消息在不同網絡環境下的可靠傳遞。此外，MQTT協議還支持清除會話機制，對于希望在重新連接后接收離線期間遺漏消息的客戶端，可在連接時設置關閉清除會話，服務端將為客戶端存儲訂閱關系及離線消息，并在客戶端再次上線后發送。

海量連接支持

MQTT協議自誕生之初便考慮了日益增長的物聯網設備數量。得益于其卓越的設計，基于MQTT的物聯網應用及服務能夠輕松實現高并發、高吞吐、高可擴展性。目前，支持并發連接數最多的MQTT服務器是EMQX。最近發布的EMQX 5.0通過23節點的集群實現了1億MQTT連接及每秒100萬消息吞吐，成為全球最具擴展性的MQTT服務器。

安全的雙向通信

MQTT協議依賴于發布/訂閱模式，允許網關設備與云之間進行雙向消息通信。同時，MQTT協議支持通過TLS/SSL實現安全的雙向通信，并提供客戶端ID、用戶名和密碼等應用層的身份驗證與授權機制。此外，MQTT協議還具備心跳保活機制和遺愿消息功能，以應對網絡不穩定和客戶端異常下線的情況。

注意：MQTT協議在不斷發展中持續升級。MQTT 5.0在3.1.1版本的基礎上增加了會話/消息延時、原因碼、主題別名、用戶屬性、共享訂閱等特性，更符合現代物聯網應用需求，提高了大型系統的性能、穩定性與可擴展性。因此，對于初次接觸MQTT的開發者，建議使用MQTT 5.0版本。

MQTT協議的應用

MQTT服務器和客戶端的選擇同樣重要。一個成熟的MQTT服務器能夠支持海量客戶端連接及百萬級消息吞吐，幫助物聯網業務提供商專注于業務功能，并快速構建可靠的MQTT應用。而MQTT客戶端庫的選擇則取決于開發者的編程語言和業務需求，目前幾乎所有編程語言都有成熟的開源MQTT客戶端庫可供選擇。此外，一款易用且功能強大的MQTT測試工具也是MQTT應用開發的關鍵。MQTT X作為一款開源的跨平臺桌面客戶端，提供了全面的MQTT 5.0功能測試，并支持多種操作系統和場景下的MQTT測試需求。