MQTT协议

TCP/IP

1、 模型

TCP/IP是个协议组，可分为四个层次：应用层、传输层、网络层和链路层。

在应用层有: TCP包括FTP、HTTP、TELNET、SMTP等协议

UDP包括DNS、TFTP等协议

在传输层中有TCP协议与UDP协议。

在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。

2、连接

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”

长连接/短连接

短连接

连接->传输数据->关闭连接

HTTP是无状态的，浏览器和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。

也可以这样说：短连接是指SOCKET连接后发送后接收完数据后马上断开连接。

长连接

连接->传输数据->保持连接 -> 传输数据-> 。。。 ->关闭连接。

长连接指建立SOCKET连接后不管是否使用都保持连接，但安全性较差。

TCP保活功能

双方建立交互的连接，但是并不是一直存在数据交互，有些连接会在数据交互完毕后，主动释放连接，而有些不会，那么在长时间无数据交互的时间段内，交互双方都有可能出现掉电、死机、异常重启等各种意外，当这些意外发生之后，这些TCP连接并未来得及正常释放，那么，连接的另一方并不知道对端的情况，它会一直维护这个连接，长时间的积累会导致非常多的半打开连接，造成端系统资源的消耗和浪费，为了解决这个问题，在传输层可以利用TCP的保活报文来实现

. TCP保活的必要性

1) 很多防火墙等对于空闲socket自动关闭

2) 对于非正常断开（断电，宕机）, 服务器并不能检测到. 为了回收资源, 必须提供一种检测机制.

保活的两种方式:

1) 应用层面的心跳机制

自定义心跳消息头. 一般客户端主动发送, 服务器接收后进行回应(也可以不回应)

2) TCP协议自带的保活功能

打开keep-alive功能即可.

TCP/IP、Http的区别

TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

发布/订阅消息模式

什么是mqtt协议

定义

Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器（比如通过Twitter让房屋联网）的通信协议。

性 质– 即时通讯协议

MQTT特点

MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，它具有以下主要的几项特性：

1、使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合；

2、对负载内容屏蔽的消息传输；

3、使用 TCP/IP 提供网络连接；

4、有三种消息发布服务质量：

“至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。

“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。

“只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。

5、小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量；

6、使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

手机推送原理

手机推送服务的原理很简单，就是通过建立一条手机与服务器的连接链路，当有消息需要发送到手机时，通过此链路发送即可。 推送服务的使用流程虽然略有差别但是大致都和IOS的APNS相似

1、首先是应用程序注册消息推送。

2、 IOS跟APNS Server要deviceToken。应用程序接受deviceToken。

3、应用程序将deviceToken发送给PUSH服务端程序。

4、 服务端程序向APNS服务发送消息。

5、APNS服务将消息发送给iPhone应用程序