MQTT控制---connect

链接服务端

　　客户端到服务端的第一个报文必须是CONNECT，且只能发送一次，发送的第二个connect报文看成违规处理并断开链接。

　　有效载荷包含一个或者多个编码的字段。包括客户端的惟一标识符，Will主题，Will消息，用户名和密码。

　　除了标识外，其余字段都是可选的，基于标志位决定可变报头中是否须要包含这些字段。

固定报头

　　报头长度：2 Bytes

　　一、报文类型：1  CONNECT

　　二、标志位  0 0 0 0：

　

　　三、剩余长度

　　　　等于可变报头的长度（10）加上有效载荷的长度。

 

可变报头

　　在固定CONNECT报文可变报头包含四个字段，协议名、协议级别、链接标志、保持链接：

　　一、协议名 （Protocol Name）。

　　若是协议名不正确，server端能够断开链接。

　　二、协议级别（Protocol Level）。

　　使用第7个字节：

　　

　　客户端用8位的无符号值表示协议的版本。对于3.1.1，协议级别值是4（04）。

　　若是发现不支持的协议级别，server必须发送一个0x01的ACK报文响应CONNECT报文，而后断开链接。

　　三、链接标志（Connect Flags）。

　　bit 0  ： server必须验证CONNECT的保留标志位（第0位）是否为0，若是不为0必须断开链接。

　　bit 1：指定了会话状态的处理方式。用于控制会话状态的生存时间。

　　　　= 0 ：server必须基于当前会话的状态恢复与client的通讯。若是没有与这个client标识符关联的会话，server必须建立一个新会话。

　　　　　　在链接断开后，client和server必须保存会话信息。server必须将以后的QoS 1和QoS2级别的消息保存为会话状态的一部分，

　　　　　　若是这些消息匹配断开链接时client的任何订阅。server也能够保存知足相同条件的QoS 0级别的消息。

　　　　= 1：server和client必须丢弃以前的任何会话，并开始一个新的会话。

　　　　　　会话仅持续和网络链接一样长的时间。与这个会话关联的状态数据不能被任何以后的会话重用。

　　　　　　client的会话状态包括：

• • • • 已经发送给server，可是尚未完成确认的QoS 1 和QoS 2 级别的消息
      • 已从server接收，可是尚未完成确认的QoS 2 级别的消息

　　　　　　server会话状态包括：

• • • • 会话是否存在，即便会话状态的其余部分都是空。
      • client的订阅信息
      • 已经发送给client，可是尚未完成确认的QoS 1  和 QoS 2 级别的消息。
      • 即将传输给client的QoS 1和QoS 2级别的消息
      • 已从client接收，可是尚未完成确认的QoS 2级别的消息
      • 可选，准备发送给client的QoS 0 级别的消息

　　bit 2：遗嘱标志 （Will Flag）

　　　　=1：若是链接请求被接受了，遗嘱消息必须被保存在server端而且与这个网络链接关联。以后网络链接关闭时，server必须发布这个遗嘱消息。

　　　　　　除非server收到DISCONNECT报文时删除了这个遗嘱消息。

　　　　　　遗嘱消息发布的条件：

• • • • server检测到了一个I/O错误或者网络故障
      • client在保持链接的时间内未能通信
      • client没有先发送DISCONNECT直接关闭了网络链接
      • 因为协议错误server关闭了网络链接

　　　　　　以后的链接标志Will QoS 和Will Retain字段会被server用到，同是，有效载荷中必须包含Will Topic 和Will Message字段

　　　　　　一旦被发布或者server收到了client发送的DISCONNECT，遗嘱消息就必须从存储的会话状态中移除。

　　　　=0：以后的链接标志Will QoS 和Will Retain字段必须为0，而且有效载荷中不能包含Will Topic 和Will Message字段。

　　　　　　网络链接断开时，不能发送遗嘱消息。

　　　　　　server端应该迅速发布遗嘱消息。在关机或者故障的状况下，server能够推迟遗嘱消息的发布直到以后的重启。

　　　　　　若是发生了这种状况，在server故障和遗嘱消息被发布之间可能会有一个延迟。

　　bit 3-4：遗嘱QoS  Will QoS

　　　　这两位用于指定发布遗嘱消息时使用的服务质量等级。

　　　　值由遗嘱标志位决定：

　　　　Will Flag = 0：它的值必须设置为0。

　　　　Will Flag = 1：它的值能够等于0,1,2。

　　bit 5：遗嘱保留 Will Retain

　　　　若是遗嘱消息被发布时须要保留，须要指定这一位的值。

　　　　若是Will Flag = 0：  它的值为 0 ，server必须将遗嘱消息看成非保留信息发布。

　　　　若是 Will Flag = 1： 它的值为 1 ，server必须将遗嘱消息看成保留信息发布。

　　bit 6：密码标志  Password Flag　

　　　　=0：有效载荷中不能包含密码字段

　　　　=1：有效载荷中必须包含密码字段

　　　　若是用户名标志为0，它也必须为0

　　bit 7：用户名标志 User Name Flag

　　　　=0：有效载荷中不能包含用户名字段

　　　　=1：有效载荷中必须包含用户名字段

　　四、保持链接（Keep Alive）。

　　使用第九、10字节。

　　它是一个以秒为单位的时间间隔，表示为一个16位的字，它是指在client传输完一个控制报文的时刻到发送下一个报文的时刻。

　　client负责保证报文发送的时间间隔不超过保持链接的值。若是没有任何其余的报文发送，就必须发送一个PINGREQ报文。

　　无论保持链接的值是多少，client任什么时候候均可以发送PINGREQ报文，而且使用PINGRESP判断网络和server的活动状态。

　　= ！0 ：若是server在1.5倍的时间内没有收到client的报文，它必须断开链接。

　　　　client在发送了PINGREQ后，若是在合理的时间内没有收到PINGRESP，也应该关闭链接。

　　= 0 ：表示关闭链接保持的功能。意味着，server不须要由于client不活跃而关闭链接。

　　　　无论保持值为多少，任什么时候候，只要server认为client是不活跃或无响应的，能够断开client链接。

　　可变报头示例：

有效载荷

　　CONNECT报文的有效载荷包含一个或多个以长度为前缀的字段，可变报头中的标志决定是否包含这些字段。

　　若是包含的话，必须按照这个顺序出现：client标识符，遗嘱主题，遗嘱消息，用户名，密码。

　　一、client标识符

　　server使用client标识符识别client。

　　链接到server的每一个client都有惟一的clientID。

　　client和server都必须使用clientID识别二者之间的MQTT会话相关的状态。

　　clientID必须存在，必须是CONNECT报文有效载荷的第一个字段。

　　clientID必须是UTF-8编码字符串。

　　server必须容许1到23个字节长的UTF-8编码的clientID，clientID只能包含这些字符：

　　　　　　“0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ”

　　server能够容许编码后超过23个字节的clientID，也能够容许包含不是上面列表字符的clientID。

　　若是server拒绝了这个clientID，它必须发送返回码0x02（表示ID不合格）的CONNACK。

　　于PUBLISH来讲就是消息内容了。

　　须要有效载荷的控制报文：CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE。 PUBLISH是可选。

　　二、遗嘱主题 

　　若是遗嘱标志为1，有效载荷的下一个字段是遗嘱主题，它必须是UTF-8编码字符串。

　　三、遗嘱消息

　　若是遗嘱标志为1，有效载荷的下一个字段是遗嘱消息。遗嘱消息定义了将被发布到遗嘱主题的应用消息。

　　这个字段由一个两字节长度+有效载荷组成。长度给出了跟在后面的数据的字节数，不包含长度字段自己的两个字节。

　　遗嘱消息被发布到遗嘱主题时，它的有效载荷只包含这个字段的数据部分，不包含开头的两个长度字节。

　　四、用户名

　　若是用户名标志为1：有效载荷的下一个字段就是它，server用于身份验证和受权。

　　五、密码

　　密码字段包含一个两字节的长度字段，长度表示二进制数据的字节数(不包含长度字段自己占用的两个字节)，后面跟着0-65535字节的二进制数据。

　　密码字节：

响应

　　server检查CONNECT报文的内容是否是知足任何进一步的限制，能够执行身份验证和受权检查。　　　　　

　　若是验证成功，执行下列步骤：

1. 1. 若是ClientID代表client已经链接到这个server，server必须断开原来的client链接
   2. server按照执行清理会话过程
   3. server发送返回码为0的CONNACK报文做为CONNECT报文的确认响应
   4. 开始消息分发和保持链接状态监视

　　容许client在发送CONNECT报文后当即发送其它的控制报文；client不须要等待server的CONNACK报文。

　　若是server拒绝了CONNECT，它不能继续处理在CONNECT报文以后发送的任何数据。

 

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CONNACK-确认链接请求

　　server发送给client的第一个报文必须是CONNACK。

　　若是client在合理的时间内没有收到CONNACK，client应该关闭链接。（合理的时间取决于应用的类型和通讯基础设施）

　　固定报头

　　报头格式描述以下：

　　剩余长度字段表示可变报头的长度。对于CONNACK，这个值是2.

　　可变报头

　　可变报头描述以下：

　　byte 1 ：链接确认标志，1-7位是保留，且必须设置为0。第0位是当前会话标志。使server和client在是否有已保存的会话状态上保持一致。

　　　　若是server收到清理会话标志为1的链接，除了将CONNACK报文中的返回码设置为0以外，还必须设置当前会话标志设为0。

　　　　若是server收到清理会话标志为0的链接，它的值取决于server是否保存了clientID对应client的会话状态。若是保存则为1，不然为0。

　　　　若是server发送了一个包含非零返回码的CONNACK报文，它必须将当前会话标志设置为0。

　　byte 2 ：链接返回码，使用一个字节的无符号值。

　　　　若是server收到一个合法的CONNECT报文，可是出于某些缘由没法处理它，server应该尝试发送一个包含非零返回码，再关闭链接。

　　链接返回码：

　　若是认为上表中的全部链接返回码都不太适合，那么server必须关闭链接，不须要发送CONNACK报文。

　　有效载荷

　　　　CONNACK没有载荷