Linux下MQTT环境的简单应用及搭建——之Mosquitto

前言

前文说到最近正在研究mqtt应用的相关方案，接下来可能会陆续出好几篇相关教程。
昨天，我们说完了 Windows环境下【QT编译并部署QtMqtt相关环境+跑测demo】
接下来，我们陆续来讲讲，Linux环境下MQTT的搭建。

今天我们先来讲讲 ubuntu通过消息代理直接搭建mqtt服务器。

一、ubuntu搭建mqtt服务器 | 概要

Mosquitto是一个开源的消息代理，它提供了一个服务器，用于处理发布者和订阅者之间的消息传递。它也提供了一些客户端库，可以在C，Python，Java等语言中使用，实现了MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 协议，以便开发人员可以在他们的应用程序中使用MQTT。

Mosquitto的主要特点有以下几点：
- 轻量级和低带宽使用：MQTT协议非常简洁，头部信息小，非常适合于网络带宽有限或者网络连接不稳定的环境。
- 发布/订阅模型：发布者可以发送消息到一个主题，订阅者可以订阅一个或多个主题来接收消息。发布者和订阅者不需要知道彼此的存在，这提供了很大的灵活性。
- QoS等级：MQTT提供了三个不同的消息传递质量等级，包括最多一次，最少一次和只有一次。
- 持久会话：如果一个客户端断开连接，Mosquitto可以保存它的订阅信息和未传送的消息，等到客户端再次连接时，再传送这些消息。
- TLS/SSL支持：Mosquitto支持TLS/SSL，可以提供安全的网络连接。
- 桥接功能：Mosquitto可以作为桥接，连接到其他MQTT服务器，这提供了很大的灵活性和扩展性。

MQTT是一个基于发布/订阅模型的协议，它需要一个中间的消息代理来接收发布者的消息，并将这些消息路由到合适的订阅者。Mosquitto就是这样一个消息代理，它可以处理这些工作，而用户只需要在应用程序中实现pub和sub。

使用类似于Mosquitto的消息代理是实现MQTT的一个好方法，但并不是唯一的方法。需要根据具体需求和资源来选择最合适的方法。

而此处，我们是针对Linux环境下搭建MQTT的方案，进行的一个分享。考虑到Mosquitto对Linux环境也是十分友好的，所以不失为一个很好的选择。

二、整体架构流程 | 技术实现细节

1、下载源码

进入官网下载源码：https://mosquitto.org/files/source/
然后通过共享文件夹分享到Linux环境下使用。当然，也可以在ubuntu中直接下载。

PS:如果有不知道如何搭建Linux和Win共享文件夹的宝子，可以移步我之前写的这个教程：
【Linux和Win 共享文件夹 搭建使用方法【超简单】+ 共享后无法出现文件夹的解决方式】

2、安装Mosquitto

在终端中执行以下命令（中间安装可能会出现要更新apt-get，根据提示执行命令即可，如出现问题请自行查阅）

# 安装mosquitto
sudo apt-get install mosquitto
# 安装客户端
sudo apt-get install mosquitto-clients
# 安装设备端
sudo apt-get install mosquitto-dev

3、解压并修改配置文件

通过终端跳转到共享文件夹下，将下载好的Mosquitto源码包进行解压。

tar -xzvf mosquitto-2.0.18.tar.gz

4、关于Mosquitto常见的一些操作指令

在 Linux 系统中，可以通过以下几种方式来获取 Mosquitto 服务器的具体信息。
PS: 请注意，一些命令可能需要管理员权限才能运行，你可能需要使用 sudo 命令。

1. 版本信息：你可以通过运行以下命令来查看 Mosquitto 的版本信息：

   mosquitto -v
   

2. 配置信息：你可以查看 Mosquitto 的配置文件来获取其配置信息。默认情况下，Mosquitto 的配置文件通常位于 /etc/mosquitto/mosquitto.conf。你可以使用 cat 或 less 命令来查看它：

   cat /etc/mosquitto/mosquitto.conf
   

   或

   less /etc/mosquitto/mosquitto.conf
   

3. 运行状态：你可以使用 systemctl 命令来查看 Mosquitto 的运行状态：

   systemctl status mosquitto
   

   这会显示 Mosquitto 的运行状态、启动日志等信息。
   可以通过步骤4中提示的指令，查看一下当前mosquitto的状态，如图。
   
   看到当前Mosquitto的运行状态，并且出现一系列的运行相关信息。
   Active: active (running) 表示当前Mosquitto 运行状态正常

4. 日志信息：你可以查看 Mosquitto 的日志文件来获取其运行日志信息。默认情况下，Mosquitto 的日志文件通常位于 /var/log/mosquitto/mosquitto.log。你可以使用 cat 或 less 命令来查看它：

   cat /var/log/mosquitto/mosquitto.log
   

   或

   less /var/log/mosquitto/mosquitto.log
   

   如图，此处查看到MQTT监听端口为1883，以及其他Mosquitto相关的具体日志。

5、启动mosquitto

在终端输入下面的命令，启动mosquitto

mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf

1. 运行报错：
   如果出现以下提示
   
   表示你在尝试启动 Mosquitto 时遇到了一个错误，提示 “Address already in use”。
   这意味着端口 1883 已经被其他进程占用了。你可以使用以下命令来查看哪个进程正在使用这个端口：

   sudo lsof -i :1883
   

   或者

   sudo netstat -tuln | grep :1883
   

   这两个命令都会列出正在监听端口 1883 的进程。你可以根据这些信息决定是否需要停止这个进程，或者更改 Mosquitto 的配置文件使其监听不同的端口。

   • ?运行进程是Mosquitto
     运行内容如下，则表示当前占用1883接口的正是Mosquitto ，则无需操作其他。

   • ?运行进程不是Mosquitto
     如果占用1883接口的是其他进程，且决定停止使用该端口的进程时，可以使用 kill 命令。
     假设上图中的进程PID 是 885，你可以使用以下命令停止它：

     sudo kill -9 885
     

     然后，再次尝试启动 Mosquitto。如果你决定更改 Mosquitto 的配置文件，你需要在 /etc/mosquitto/mosquitto.conf 文件中找到 port 配置项，更改其值，然后重新启动 Mosquitto。

6、测试mosquitto

测试1：Linux多终端交互测试

先打开一个终端作为订阅监听端，然后再开一个终端作为信息发送端。
查看交互信息，测试MQTT是否能成功运行，使用mqttfx进行连接测试

• 订阅监听端：

mosquitto_sub -t "test1"

• 发送端：

mosquitto_pub -t "test1" -m "hello mqttfx"

若交互如图，则表示至此，Linux下的MQTT环境已经通过mosquitto搭建成功，且正常运行。

测试2：Linux与Windows交互测试

通过Linux终端获取Linux的IP信息，如图。

ifconfig

然后，在Win下打开一个支持MQTT检测的程序，此处我使用的是通信猫。
具体设置如图：

设置步骤：
- 点击网络
- 选择MQTT
- 设置服务端IP和访问端口，此处即为Linux端IP和mosquitto端口号
- 点击启用
- 设置订阅主题和发布主题，此处测试用的"test1"
- 输入消息，并点击发布消息

至此，Linux端已经接收到win端发布的消息，表示MQTT环境不同端交互也是正常的。

小编有话说

如果项目的应用场景非常简单，或者想要完全控制消息的路由，也可以自己实现一个简单的MQTT服务器。

不过，实现一个稳定、高效和安全的MQTT服务器可能需要大量的工作，并且需要深入理解MQTT协议。

最近正在研究mqtt应用的相关方案，接下来可能会陆续出好几篇相关教程。Linux环境下的搭建还不仅如此，QT如果在Linux端使用QtMqtt库，正在码文中…

我的相关文章指路：
Windows环境下【QT编译并部署QtMqtt相关环境+跑测demo】

后期更新会把链接放上来。

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