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本篇内容介绍了“如何使用WebSocket连接MQTT服务器”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
近年来随着 Web 前端的快速发展,浏览器新特性层出不穷,越来越多的应用可以在浏览器端通过浏览器渲染引擎实现,Web 应用的即时通信方式 WebSocket 也因此得到了广泛的应用。
WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。WebSocket 通信协议于2011年被 IETF 定为标准 RFC 6455,并由 RFC 7936 补充规范。WebSocket API 也被 W3C 定为标准。
WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单,允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就直接可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输。
Paho 是 Eclipse 的一个 MQTT 客户端项目,Paho JavaScript Client 是其中一个基于浏览器的库,它使用 WebSockets 连接到 MQTT 服务器。相较于另一个 JavaScript 连接库来说,其功能较少,不推荐使用。
MQTT.js 是一个完全开源的 MQTT 协议的客户端库,使用 JavaScript 编写,可用于 Node.js 和浏览器。在 Node.js 端可以通过全局安装使用命令行连接,同时支持 MQTT/TCP、MQTT/TLS、MQTT/WebSocket 连接;值得一提的是 MQTT.js 还对微信小程序有较好的支持。
本文将使用 MQTT.js 库进行 WebSocket 的连接讲解。
如果读者机器上装有 Node.js 运行环境,可直接使用 npm 命令安装 MQTT.js。
npm install mqtt --save
或免安装直接使用 CDN 地址
<script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"></script> <script> // 将在全局初始化一个 mqtt 变量 console.log(mqtt) </script>
本文将使用 EMQ X 提供的 免费公共 MQTT 服务器,该服务基于 EMQ X 的 MQTT 物联网云平台 创建。服务器接入信息如下:
Broker: broker.emqx.io
TCP Port: 1883
Websocket Port: 8083
EMQ X 使用 8083 端口用于普通连接,8084 用于 SSL 上的 WebSocket 连接。
为了简单起见,让我们将订阅者和发布者放在同一个文件中:
const clientId = 'mqttjs_' + Math.random().toString(16).substr(2, 8) const host = 'ws://broker.emqx.io:8083/mqtt' const options = { keepalive: 60, clientId: clientId, protocolId: 'MQTT', protocolVersion: 4, clean: true, reconnectPeriod: 1000, connectTimeout: 30 * 1000, will: { topic: 'WillMsg', payload: 'Connection Closed abnormally..!', qos: 0, retain: false }, } console.log('Connecting mqtt client') const client = mqtt.connect(host, options) client.on('error', (err) => { console.log('Connection error: ', err) client.end() }) client.on('reconnect', () => { console.log('Reconnecting...') })
上文示范的连接地址可以拆分为: ws:
// broker
. emqx.io
: 8083
/mqtt
即 协议
// 主机名
. 域名
: 端口
/ 路径
初学者容易出现以下几个错误:
连接地址没有指明协议:WebSocket 作为一种通信协议,其使用 ws
(非加密)、wss
(SSL 加密) 作为协议标识。MQTT.js 客户端支持多种协议,连接地址需指明协议类型;
连接地址没有指明端口:MQTT 并未对 WebSocket 接入端口做出规定,EMQ X 上默认使用 8083
8084
分别作为非加密连接、加密连接端口。而 WebSocket 协议默认端口同 HTTP 保持一致 (80/443),不填写端口则表明使用 WebSocket 的默认端口连接;而使用标准 MQTT 连接时则无需指定端口,如 MQTT.js 在 Node.js 端可以使用 mqtt://localhost
连接至标准 MQTT 1883 端口,当连接地址是 mqtts://localhost
则连接到 8884 端口;
连接地址无路径:MQTT-WebSoket 统一使用 /path
作为连接路径,连接时需指明,在 EMQ X 上使用的路径为 /mqtt
;
协议与端口不符:使用了 wss
连接却连接到 8083
端口;
在 HTTPS 下使用非加密的 WebSocket 连接: Google 等机构在推进 HTTPS 的同时也通过浏览器约束进行了安全限定,即 HTTPS 连接下浏览器会自动禁止使用非加密的 ws
协议发起连接请求;
证书与连接地址不符: 篇幅较长,详见下文 EMQ 启用 SSL/TLS 加密连接。
上面代码中, options
是客户端连接选项,以下是主要参数说明,其余参数详见https://www.npmjs.com/package/mqtt#connect。
keepalive:心跳时间,默认 60秒,设置 0 为禁用;
clientId: 客户端 ID ,默认通过 'mqttjs_' + Math.random().toString(16).substr(2, 8)
随机生成;
username:连接用户名(可选);
password:连接密码(可选);
clean:true,设置为 false 以在离线时接收 QoS 1 和 2 消息;
reconnectPeriod:默认 1000 毫秒,两次重新连接之间的间隔,客户端 ID 重复、认证失败等客户端会重新连接;
connectTimeout:默认 30 * 1000毫秒,收到 CONNACK 之前等待的时间,即连接超时时间;
will:遗嘱消息,当客户端严重断开连接时,Broker 将自动发送的消息。 一般格式为:
topic:要发布的主题
payload:要发布的消息
qos:QoS
retain:保留标志
连接成功之后才能订阅,且订阅的主题必须符合 MQTT 订阅主题规则;
注意 JavaScript 的异步非阻塞特性,只有在 connect 事件后才能确保客户端已成功连接,或通过 client.connected
判断是否连接成功:
client.on('connect', () => { console.log('Client connected:' + clientId) // Subscribe client.subscribe('testtopic', { qos: 0 }) })
// Unsubscribe client.unubscribe('testtopic', () => { console.log('Unsubscribed') })
发布消息到某主题,发布的主题必须符合 MQTT 发布主题规则,否则将断开连接。发布之前无需订阅该主题,但要确保客户端已成功连接:
// Publish client.publish('testtopic', 'ws connection demo...!', { qos: 0, retain: false })
// Received client.on('message', (topic, message, packet) => { console.log('Received Message: ' + message.toString() + '\nOn topic: ' + topic) })
MQTT.js 库对微信小程序特殊处理,使用 wxs
协议标识符。注意小程序开发规范中要求必须使用加密连接,连接地址应类似为 wxs://broker.emqx.io:8084/mqtt
。
EMQ 内置自签名证书,默认已经启动了加密的 WebSocket 连接,但大部分浏览器会报证书无效错误如 net::ERR_CERT_COMMON_NAME_INVALID
(Chrome、360 等 webkit 内核浏览器在开发者模式下, Console 选项卡 可以查看大部分连接错误)。导致该错误的原因是浏览器无法验证自签名证书的有效性,读者需从证书颁发机构购买可信任证书,并参考该篇文章中的相应部分进行配置操作:EMQ X MQTT 服务器启用 SSL/TLS 安全连接。
这里就总结启用 SSL/TLS 证书需要具备的条件是:
将域名绑定到 MQTT 服务器公网地址:CA 机构签发的证书签名是针对域名的;
申请证书:向 CA 机构申请所用域名的证书,注意选择一个可靠的 CA 机构且证书要区分泛域名与主机名;
使用加密连接的时候选择 wss
协议,并 使用域名连接 :绑定域名-证书之后,必须使用域名而非 IP 地址进行连接,这样浏览器才会根据域名去校验证书以在通过校验后建立连接。
打开 etc/emqx.conf
配置文件,修改以下配置:
# wss 监听地址 listener.wss.external = 8084 # 修改密钥文件地址 listener.wss.external.keyfile = etc/certs/cert.key # 修改证书文件地址 listener.wss.external.certfile = etc/certs/cert.pem
完成后重启 EMQ X 即可。
可以使用你的证书与密钥文件直接替换到 etc/certs/ 下。
使用 Nginx 来反向代理并加密 WebSocket 可以减轻 EMQ X 服务器计算压力,同时实现域名复用,同时通过 Nginx 的负载均衡可以分配多个后端服务实体。
# 建议 WebSocket 也绑定到 443 端口 listen 443, 8084; server_name example.com; ssl on; ssl_certificate /etc/cert.crt; # 证书路径 ssl_certificate_key /etc/cert.key; # 密钥路径 # upstream 服务器列表 upstream emq_server { server 10.10.1.1:8883 weight=1; server 10.10.1.2:8883 weight=1; server 10.10.1.3:8883 weight=1; } # 普通网站应用 location / { root www; index index.html; } # 反向代理到 EMQ X 非加密 WebSocket location / { proxy_redirect off; # upstream proxy_pass http://emq_server; proxy_set_header Host $host; # 反向代理保留客户端地址 proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr:$remote_port; # WebSocket 额外请求头 proxy_http_version 1.1; proxy_set_header Upgrade $http_upgrade; proxy_set_header Connection “upgrade”; }
“如何使用WebSocket连接MQTT服务器”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!
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