4 操作行为

4.1 存储状态

Session 代表客户端和服务端的消息是否需要保留，但是 “保留消息”(功能)并不受到Session的影响

如果服务端和客户端的通信保存着Session，那么客户端离线，服务端会保留他需要接受的消息。在客户端下次

上线的时候，将消息发送给客户端。

4.2 网络连接

底层只要提供有序可靠的连接就行，不局限TCP/IP（只不过MQTT3.1使用）。TLS [RFC5246]、WebSocket [RFC6455]

4.3 消息质量

客户端发送订阅消息需要规定消息质量QoS：

1.QoS 0: 最多分发一次（过程如下）

1.客户端发送消息到服务端。（不管服务端有没有收到）

发送者 方向 接收者
PUBLISH报文 Qos=0 DUP=0 —————————-> 分发应用消息给适当的后续接收者

2.QoS 1:最少一次到达（过程如下）

  • 客户端发送消息到服务端
  • 服务端接受到消息，并发送给订阅者，同时回复客户端
  • 客户端收到服务端的回复，停止发送。否则客户端再次发送消息（过程1）。
发送者 方向 接收者
PUBLISH报文 QoS=1, DUP=0 报文标识符 —————————-> 分发消息
丢弃消息,结束通讯 <—————————- PUBACK报文，带报文标识符

3.QoS 2 只有一次到达（过程如下）

  • 客户端发送消息（messageID）到服务端
  • 服务端接受到消息，保存消息，同时回复客户端接收到消息（messageID)
  • 客户端接收到服务端的确认消息，客户端再次发送消息到服务端（messageID)，否则（执行过程1）
  • 服务端接收到消息之后，下发消息，并将消息删除，同时回复客户端
  • 客户端接收到回复标识消息传输完成。否则客户端继续发送消息给服务端（过程3）
发送者 方向 接收者
1 发送PUBLISH报文，带报文标识符 —————————-> 存储消息
2 存储PUBREC中的报文标识符 <—————————- 发送PUBREC报文，带报文标识符
3 发送PUBREL报文，带报文标识符 —————————-> 分发消息并丢弃
4 丢弃已保存的报文标识符，结束通讯 <—————————- 发送PUBCOMP报文，带报文标识符

：假如过程2客户端没有接收到服务端的确认消息，客户端会重新执行过程1，直到客户端接收到服务端的确认消息，会导致服务端存储着客户端多次发生的数据。但是当客户端接收到消息执行过程3时，会通过messageId通知服务端发送固定的消息。

：假如过程4客户端没有接收到服务端的消息发送通知，会重新执行过程3，由于服务端第一次接受的时候，已将消息分发，并且丢弃，不会多次分发。

4.4 消息传输

重传

客户端掉线之后的重连，不会重发之前没有发送完的消息。不论”Session”是否被清空。

接收

客户端只要接收到了来自服务端的消息，都需要按照服务质量”QoS”的规则来进行回复。

发送

客户端发送消息的顺序需要按照接收到的消息顺序。必须默认把每个话题都当作”有序话题”。

4.5 主题格式

客户端与服务端通讯需要订阅相应的主题。而主题的格式与正则表达式一样有相应的规则：

层级划分 ‘/‘

主题之间通过 ‘/‘来代表层级。例:sport/tennis，父级sport，子级tennis。

通配符 ‘/#’

订阅 匹配
sport/tennis/player1/# sport/tennis/player1
sport/tennis/player1/test1
sport/tennis/player1/test1/test2

单层级通配符 ‘/+’

订阅 匹配
sport/tennis/player1/+ sport/tennis/player1/
sport/tennis/player1/test1

系统主题’$’

以’$’开头的主题，不受以上规则的约束。类似服务端自定义主题，用户可以自定义以’$’开头的主题，来完成相应 的功能，来供客户端使用。 例：$SYS/ 地被用作包含服务端特别信息的主题前缀。

主题格式

  • 长度：主题最大65535个字节
  • 编码：UTF-8
  • 区分大小写，可包含空格

5 安全认证

MQTT是传输协议，传输的数据为明文，安全性低。而安全特性是实现者的责任。

5.1 MQTT的传输层主要问题：

  • 客户端和服务端的静态数据容易被访问到
  • 通信可能被拦截，篡改，重定向，泄漏

1 传输的数据被其他人获取（解决方法如下）

  1. - <font style="color:#50596C;">客户端传输的数据可以自行加密</font>
  2. - <font style="color:#50596C;">可以在服务端添加CA证书认证</font>

2 客户端泄漏，其他人模拟数据发送（解决方法如下）

  1. - 判断数据传输的ip与真正的客户ip是否相同

5.2 检测反常行为

我们可以通过一些检查，来判断当前客户端是否有异常

  • 重复连接 、认证 、订阅
  • 试图发送或订阅太多话题
  • 发送无法投递的消息，没有人订阅这个话题