其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。

MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分。

Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅（Subscribe）后，就会收到该主题的消息内容（payload）

payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。

4.1.1 MQTT客户端

一个使用MQTT协议的应用程序或者是设备，它总是会建立到服务器的网络连接。MQTT服务器被以称之为“消息代理”（Broker），某个的应用程序或某一台设备都可能是。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：接受来自客户的网络连接；接受客户发布的应用信息；处理来自客户端的订阅和退订请求；向订阅的客户转发应用程序消息。

4.1.2 MQTT协议的订阅会话与主题名

订阅（Subscription）: 主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅与会话相关联。 一个会话中可以来包含多个订阅。 每个会话中的每个订阅都会有不同的主题过滤器。

会话（Session）：每个客户端在与服务器建立连接后都是会话。客户端、服务器之间会存在一种状态来交互。会话可能会只存在于一个网络之间，也可能跨越客户端和服务器之间的多个连续的网络连接。

主题名（Topic Name）：连接到匹配服务器订阅的应用程序消息的标记。 服务器把消息发送到订阅的匹配标签中的每一个客户端。

4.2 MQTT协议方法

MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作）， 来于表示对确定资源所进行操作。 这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。

Connect，等待与服务器建立连接

Disconnect，等待MQTT客户端完成所做的工作，并与服务器断开TCP/IP会话

Subscribe，等待完成订阅

UnSubscribe，等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅

Publish，MQTT客户端发送消息请求，发送完成后返回应用程序线程

4.3 MQTT数据包结构

在研究MQTT时必不可免的需要用到MQTT的数据格式。

数据包结构包括：固定头、可变头和消息体。

固定头（Fixed header），存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识

可变头（Variable header），存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容

消息体（Payload），存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容

4.3.1  MQTT固定头

固定头存在于MQTT所有的数据包中，其结构如下：

表4.2.2 MQTT固定头结构

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

byte 1 MQTT数据包类型 不同类型MQTT数据包的具体标识

byte 2… 剩余长度

剩余长度字段 表示可变报头的长度。对PUBREC报文它的值等于2。

4.3.2 MQTT数据包类型

位置：byte 1, bits 7-4。

相于一个4位的无符号值，类型如下

名称 值 流方向 描述

Reserved 0 不可用 保留位

CONNECT 1 客户端到服务器 客户端请求连接到服务器

CONNACK 2 服务器到客户端 连接确认

PUBLISH 3 双向 发布消息

PUBACK 4 双向 发布确认

PUBREC 5 双向 发布收到（保证第1部分到达）

PUBREL 6 双赂 发布释放（保证第2部分到达）

PUBCOMP 7 双向 发布完成（保证第3部分到达）

SUBSCRIBE 8 客户端到服务器 客户端请求订阅

SUBACK 9 服务器到客户端 订阅确认

UNSUBSCRIBE 10 客户端到服务器 请求取消订阅

UNSUBACK 11 服务器到客户端 取消订阅确认

PINGREQ 12 客户端到服务器 PING请求

名称 值 流方向 描述