在物聯網應用中,為何選擇MQTT而不是HTTP?
當我們深入探討物聯網(IoT)的應用時,會發現通信協議的選擇至關重要。其中,MQTT和HTTP這兩種協議常被提及。那么,為何在物聯網應用中更傾向于使用MQTT而不是HTTP呢?愛陸通幫助您從MQTT的架構和特點入手,一探究竟。
MQTT架構
MQTT架構有兩種角色:MQTT Broker(MQTT服務器)和MQTT Clients(發布者和訂閱者)。MQTT Clients之間通過話題進行通信。MQTT Clients發布消息時,只能向指定話題發布消息,這時候它扮演發布者的角色。要接收消息,MQTT Clients必須先訂閱相關話題,才能接收到該話題的發布消息(帖子)。話題的發布和訂閱關系由MQTT服務器管理,根據消息的話題和訂閱關系將消息轉發給訂閱者,實現通信。MQTT服務器的IP地址是固定的,可以認為發布者不知道誰會收聽它的消息,發布者和訂閱者彼此不知道對方的存在,他們不直接建立通信鏈路。因此,所有消息都是通過服務器基于話題進行轉發。這種網絡結構非常便捷,MQTT Clients隨時隨地都可以加入,只需知道服務器的IP地址。由于傳感器通常是用于采集和傳輸數據,并偶爾接收命令和配置等操作。
更簡單解釋一下為什么物聯網廣泛使用MQTT協議而不是HTTP協議
首先,MQTT協議的報文非常簡短,比HTTP協議的報文要短得多。除去傳輸數據本身的負載部分,MQTT協議的報文只有幾個字節。你可能會問,報文占用字節少有什么實際好處呢?如果你的系統只連接了幾個傳感器(比如溫度和濕度傳感器),那么使用任何協議都差別不大。但是假設你的設備數量是成千上萬臺呢?每臺設備每秒傳輸一次數據,那么累積節省的字節數就會非常可觀。你還可能問,節省的字節數會帶來什么好處呢?每次數據傳輸都需要占用網絡帶寬,所以節省下來的字節可以直接降低你的帶寬使用量。如果你的系統部署在阿里云等按流量計費的云服務器上,這就相當于直接節省了你的費用。此外,簡短的報文在資源受限的嵌入式設備上能夠降低資源的占用,協議解析過程中不需要消耗太多的CPU和內存資源。雖然現在的設備都有過剩的資源,但我們仍然應該追求極致的性能。
其次,MQTT協議采用了發布-訂閱模型。簡單來說,發布-訂閱模型允許多個接收端接收一條信息。想象一下以下場景:在家里有一個燈泡、一個紅外傳感器和一臺普通攝像頭,讓你實現以下應用。
當紅外傳感器檢測到有人闖入時,我們需要同時觸發攝像頭抓拍畫面并打開燈。如果使用HTTP協議,我們需要啟動一個HTTP服務器并將相關的代碼邏輯(開燈和攝像頭抓拍)寫入相應的API中。實現邏輯可能會變得有些復雜。假設需求變化,不僅需要攝像頭抓拍和開燈,還需要觸發家里的蜂鳴器發出聲音警報。這又需要修改一番代碼…然而,如果我們基于MQTT發布訂閱模型,燈泡、攝像頭、蜂鳴器等設備只需要訂閱相應的主題,它們會在第一時間同時接收到信息并執行對應的操作。即使在以后增加功能的情況下,擴展也會變得非常容易。
總結:MQTT的亮點在于數據報文簡短且發布訂閱模型的使用。