mqtt协议数据结构实例

MQTT是互联网上一种轻量级的物联网通信协议，其数据结构较为简单。MQTT消息分为固定头、可变头和消息体三部分。

固定头包含了消息类型（1字节）、标志位（1字节）和剩余长度（1-4字节），其长度不变。

可变头包含了各种不同类型的数据，其具体内容根据消息类型的不同而异。例如，连接消息的可变头包含了协议版本号、客户端标识符、遗嘱消息等信息。

消息体包含了各种不同类型的数据，其具体内容根据消息类型的不同而异。例如，发布消息的消息体包含了主题、负载等信息。

以下是一个发布消息的MQTT数据包实例：

固定头：

1.消息类型（1字节）：0x30（十进制为48），表示发布消息。

2.标志位（1字节）：0x06，表示消息的QoS等级为1，并且保留位为0。

3.剩余长度（1-4字节）：0x0C，表示消息正文的长度为12个字节。

可变头：

1.主题（长度为4字节）：0x00 0x04 't' 'e' 's' 't'，表示主题为“test”。

2.报文标识符（2字节）：0x00 0x01，表示消息的标识符为1。

消息体：

“Hello, world！”（长度为12个字节）：0x48 0x65 0x6C 0x6C 0x6F 0x2C 0x20 0x77 0x6F 0x72 0x6C 0x64，表示消息负载为“Hello, world！”。

相关问题

mqtt协议的数据结构

MQTT协议的数据结构主要有以下几个部分：

1. Fixed Header：固定头部，包含了消息类型和标志位等信息，长度为1字节或2字节。

2. 可变头部：根据不同的消息类型而定，长度可变。

3. 消息体：消息体是可变长度的，包含了消息的具体内容。

4. 剩余长度：剩余长度是一个可变长度字段，用于表示整个MQTT消息的长度。

总体结构如下：

+-----------------------------------------------+
| Fixed Header                                  |
+-----------------------------------------------+
| Variable Header (optional)                    |
+-----------------------------------------------+
| Payload (optional)                            |
+-----------------------------------------------+
| Remaining Length                              |
+-----------------------------------------------+

其中，Fixed Header和Remaining Length是必须包含的部分，Variable Header和Payload是根据消息类型和标志位来决定是否包含的。Fixed Header和Remaining Length的详细解释如下：

1. Fixed Header：

- MQTT控制报文类型（4 bits）：用于标识消息类型，包括CONNECT、CONNACK、PUBLISH、PUBACK、PUBREC、PUBREL、PUBCOMP、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK、PINGREQ、PINGRESP、DISCONNECT等消息类型。

- 标志位（4 bits）：用于标识消息类型的具体属性，包括QoS级别、是否重发、是否保留等。

2. Remaining Length：

- 可变长度字段，用于表示整个MQTT消息的长度，采用可变长度编码方式，长度为1～4字节不等。

以上就是MQTT协议的数据结构。

c语言实现mqtt协议 代码实例

MQTT是一种轻量级的消息传输协议，通常被用于物联网设备之间的通信。下面是一个简单的C语言实现MQTT协议的代码示例，仅供参考：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MAX_BUFFER_SIZE 1024

// MQTT消息类型
typedef enum mqtt_msg_type {
    CONNECT = 1,
    CONNACK,
    PUBLISH,
    PUBACK,
    PUBREC,
    PUBREL,
    PUBCOMP,
    SUBSCRIBE,
    SUBACK,
    UNSUBSCRIBE,
    UNSUBACK,
    PINGREQ,
    PINGRESP,
    DISCONNECT
} mqtt_msg_type_t;

// MQTT连接标志
typedef struct mqtt_connect_flags {
    unsigned int username_flag : 1;
    unsigned int password_flag : 1;
    unsigned int will_retain : 1;
    unsigned int will_qos : 2;
    unsigned int will_flag : 1;
    unsigned int clean_session : 1;
    unsigned int reserved : 1;
} mqtt_connect_flags_t;

// MQTT连接负载
typedef struct mqtt_connect_payload {
    char *protocol_name;
    unsigned char protocol_version;
    mqtt_connect_flags_t flags;
    unsigned short keep_alive;
    char *client_id;
    char *will_topic;
    char *will_payload;
    char *username;
    char *password;
} mqtt_connect_payload_t;

// MQTT消息头
typedef struct mqtt_header {
    unsigned int message_type : 4;
    unsigned int dup_flag : 1;
    unsigned int qos_level : 2;
    unsigned int retain_flag : 1;
    unsigned int remaining_length : 7;
} mqtt_header_t;

// MQTT消息
typedef struct mqtt_message {
    mqtt_header_t header;
    unsigned char *payload;
} mqtt_message_t;

// MQTT连接函数
void mqtt_connect(int sockfd, mqtt_connect_payload_t *payload) {
    mqtt_message_t msg = {0};
    msg.header.message_type = CONNECT;
    msg.header.remaining_length = 10 + strlen(payload->protocol_name) + 2 + 1 + 1 + strlen(payload->client_id) + 2;
    if (payload->will_flag) {
        msg.header.remaining_length += strlen(payload->will_topic) + 2 + strlen(payload->will_payload) + 2;
    }
    if (payload->username_flag) {
        msg.header.remaining_length += strlen(payload->username) + 2;
    }
    if (payload->password_flag) {
        msg.header.remaining_length += strlen(payload->password) + 2;
    }
    msg.payload = (unsigned char *)malloc(msg.header.remaining_length);
    unsigned char *p = msg.payload;
    p[0] = 0x00;
    p[1] = strlen(payload->protocol_name);
    memcpy(p+2, payload->protocol_name, strlen(payload->protocol_name));
    p += strlen(payload->protocol_name) + 2;
    p[0] = payload->protocol_version;
    p += 1;
    p[0] = payload->flags.username_flag << 7 |
            payload->flags.password_flag << 6 |
            payload->flags.will_retain << 5 |
            payload->flags.will_qos << 3 |
            payload->flags.will_flag << 2 |
            payload->flags.clean_session << 1;
    p += 1;
    p[0] = payload->keep_alive >> 8;
    p[1] = payload->keep_alive & 0xFF;
    p += 2;
    p[0] = strlen(payload->client_id) >> 8;
    p[1] = strlen(payload->client_id) & 0xFF;
    memcpy(p+2, payload->client_id, strlen(payload->client_id));
    p += strlen(payload->client_id) + 2;
    if (payload->will_flag) {
        p[0] = strlen(payload->will_topic) >> 8;
        p[1] = strlen(payload->will_topic) & 0xFF;
        memcpy(p+2, payload->will_topic, strlen(payload->will_topic));
        p += strlen(payload->will_topic) + 2;
        p[0] = strlen(payload->will_payload) >> 8;
        p[1] = strlen(payload->will_payload) & 0xFF;
        memcpy(p+2, payload->will_payload, strlen(payload->will_payload));
        p += strlen(payload->will_payload) + 2;
    }
    if (payload->username_flag) {
        p[0] = strlen(payload->username) >> 8;
        p[1] = strlen(payload->username) & 0xFF;
        memcpy(p+2, payload->username, strlen(payload->username));
        p += strlen(payload->username) + 2;
    }
    if (payload->password_flag) {
        p[0] = strlen(payload->password) >> 8;
        p[1] = strlen(payload->password) & 0xFF;
        memcpy(p+2, payload->password, strlen(payload->password));
        p += strlen(payload->password) + 2;
    }
    write(sockfd, &msg.header, sizeof(mqtt_header_t) + msg.header.remaining_length);
    free(msg.payload);
}

// MQTT订阅函数
void mqtt_subscribe(int sockfd, char *topic, unsigned short packet_id) {
    mqtt_message_t msg = {0};
    msg.header.message_type = SUBSCRIBE;
    msg.header.qos_level = 1;
    msg.header.remaining_length = 2 + strlen(topic) + 1;
    msg.payload = (unsigned char *)malloc(msg.header.remaining_length);
    unsigned char *p = msg.payload;
    p[0] = packet_id >> 8;
    p[1] = packet_id & 0xFF;
    memcpy(p+2, topic, strlen(topic));
    p += strlen(topic);
    p[0] = 0x01;
    write(sockfd, &msg.header, sizeof(mqtt_header_t) + msg.header.remaining_length);
    free(msg.payload);
}

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in server_addr;
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    server_addr.sin_port = htons(1883);
    connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

    mqtt_connect_payload_t connect_payload = {0};
    connect_payload.protocol_name = "MQTT";
    connect_payload.protocol_version = 4;
    connect_payload.flags.clean_session = 1;
    connect_payload.keep_alive = 60;
    connect_payload.client_id = "test";
    mqtt_connect(sockfd, &connect_payload);

    mqtt_subscribe(sockfd, "test/topic", 1);

    char buffer[MAX_BUFFER_SIZE];
    while (1) {
        int len = read(sockfd, buffer, MAX_BUFFER_SIZE);
        if (len <= 0) {
            break;
        }
        printf("Received message: %s\n", buffer);
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

需要注意的是，这只是一个示例代码，实际应用中还需要进行更多的处理和错误处理。