mqtt数据包举例

MQTT 数据包由 固定报头（Fixed Header）、可变报头（Variable Header） 和 有效载荷（Payload） 组成，以下通过常见的 PUBLISH（发布）报文和 CONNECT（连接）报文举例说明：

1. PUBLISH 报文（发布消息）

假设场景：向主题 test/topic 发送 QoS 1 的消息 hello。

• 固定报头：
  • 第 1 字节：0x31（二进制 0011 0001）
    • 高 4 位 0011：表示 PUBLISH 类型（编码值 3）。
    • 低 4 位 0001：表示 QoS 等级 1（第 3-4 位 01），无保留标志。
  • 第 2 字节：0x0D（剩余长度 13，计算：主题长度 2 + 主题名 6 + 报文标识符 2 + 载荷 5 = 15？哦不，重新算：主题长度 2（0x0006） + 主题名 test/topic 6 字节 + 报文标识符 2（0x0001） + 载荷 hello 5 字节 → 总计 2+6+2+5=15，但剩余长度编码是 0x0F？等等，前面例子有误，重新计算：
    固定报头 2 字节，可变报头部分：主题长度 2 + 主题 6 + 报文 ID 2 → 10 字节，载荷 5 → 总长度 2+10+5=17。剩余长度 17 用变长编码：17 < 128 → 0x11。所以固定报头第 2 字节是 0x11。
    修正后：
    固定报头：0x31 0x11（第 1 字节 0011 0001，第 2 字节 0x11）。
• 可变报头：
  • 主题长度：0x00 0x06（表示主题名长度为 6 字节）。
  • 主题名：0x74 0x65 0x73 0x74 0x2F 0x74 0x6F 0x70（test/topic 的 ASCII 码）。
  • 报文标识符：0x00 0x01（QoS ≥1 时必须有，用于消息确认）。
• 有效载荷：
  • 消息内容：0x68 0x65 0x6C 0x6C 0x6F（hello 的 ASCII 码）。

完整数据包：
0x31 0x11 0x00 0x06 0x74 0x65 0x73 0x74 0x2F 0x74 0x6F 0x70 0x00 0x01 0x68 0x65 0x6C 0x6C 0x6F。

2. CONNECT 报文（客户端连接）

假设场景：客户端请求连接到 MQTT 服务器，使用清洁会话（Clean Session = 1），心跳时间 60 秒。

• 固定报头：
  • 第 1 字节：0x10（二进制 0001 0000），表示 CONNECT 类型（编码值 1）。
  • 第 2 字节：剩余长度，计算可变报头 + 载荷长度。
    • 协议名 MQTT 长度 4 + 协议版本 1 + 连接标志 1 + 心跳 2 → 总计 8 字节。
    • 剩余长度 8 编码为 0x08，固定报头为 0x10 0x08。
• 可变报头：
  • 协议名：0x00 0x04 0x4D 0x51 0x54 0x54（MQTT 的 ASCII 码，长度 4）。
  • 协议版本：0x04（MQTT 3.1.1 版本）。
  • 连接标志：0x02（二进制 0000 0010，表示清洁会话 1，无遗嘱消息，密码和用户名不使用）。
  • 心跳时间：0x00 0x3C（60 秒）。
• 有效载荷（可选）：
  • 客户端 ID：假设为 0x63 0x6C 0x69 0x65 0x6E 0x74 0x5F 0x31（client_1 的 ASCII 码）。

完整数据包：
0x10 0x08 0x00 0x04 0x4D 0x51 0x54 0x54 0x04 0x02 0x00 0x3C 0x63 0x6C 0x69 0x65 0x6E 0x74 0x5F 0x31。

通过以上示例可以看出，MQTT 数据包通过固定报头标识类型和基本属性，可变报头携带主题、标识符等上下文信息，载荷包含实际传输的数据。实际应用中，数据包结构会根据具体报文类型（如 SUBSCRIBE、PINGREQ 等）灵活调整。