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MQTT CONNECT报文与CONNACK响应详解

MQTT协议中，CONNECT报文用于客户端向服务端建立网络连接，CONNACK报文则是服务端的连接响应。本文将详细介绍这两种报文的格式、功能及其应用场景。

CONNECT报文

1. CONNECT报文帧格式

CONNECT报文的帧格式由固定报头和可变报头组成。固定报头包含协议类型和保留位，剩余长度字段用于指示可变报头的长度。可变报头包括协议名、协议级别、连接标志、保持连接时间等字段。

• 固定报头：

  • 协议类型+保留位：1字节，值为0x10，表示CONNECT报文类型。
  • 剩余长度：1~4字节，取决于可变报头和有效载荷的长度。

• 可变报头：

  • 协议名：6字节，固定为MQTT，表示协议名称。
  • 协议级别：1字节，用于指定协议的修订版本。MQTT 3.1.1协议的值为0x04。
  • 连接标志：1字节，控制用户名、密码、遗嘱保留、遗嘱QoS、遗嘱标志等字段的存在。
  • 保持连接时间：2字节，以秒为单位表示网络连接的最大空闲时间。

2. CONNECT固定报头

• 协议类型：0x10，表示CONNECT报文类型。
• 保留位：0x00。
• 剩余长度：0x04，表示可变报头长度为4字节。

3. CONNECT可变报头

• 用户名标志位：0，表示用户名字段不存在。
• 密码标志位：0，表示密码字段不存在。
• 遗嘱保留标志位：0，表示遗嘱消息不需要保留。
• 遗嘱QoS：0x00，表示遗嘱消息的QoS等级为0。
• 遗嘱标志位：0，表示不需要发布遗嘱消息。

CONNACK报文

1. CONNACK报文帧格式

CONNACK报文由固定报头和可变报头组成，包含连接确认标志、连接返回码等字段。

• 固定报头：

  • 协议类型+保留位：1字节，值为0x02，表示CONNACK报文类型。
  • 剩余长度：1字节，值为0x02，表示可变报头长度为2字节。

• 可变报头：

  • 连接确认标志：1字节，0x00表示连接已确认。
  • 连接返回码：1字节，表示服务端对CONNECT报文的响应状态码。

2. CONNACK固定报头

• 协议类型：0x02，表示CONNACK报文类型。
• 保留位：0x00。
• 剩余长度：0x02，表示可变报头长度为2字节。

3. CONNACK可变报头

• 当前会话标志位：0，表示当前会话已存在。
• 连接返回码：0x00，表示连接已成功建立。

连接过程

实际案例

• 用户名密码验证：服务端验证客户端的用户名和密码，若验证失败返回返回码0x04。
• 协议版本不支持：若服务端不支持客户端指定的协议版本，返回返回码0x01。

注意事项

• 连接标志位：常见组合为0xC2，表示用户名标志位和密码标志位均为0。
• 保持连接时间：实际值由应用程序设定，最大值为18小时12分15秒。

通过以上详细说明，可以全面理解MQTT协议中CONNECT报文和CONNACK报文的工作原理及其应用场景。

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