mqtt服务器搭建教程视频

***：此为关于MQTT服务器搭建教程视频的相关内容。视频旨在教授如何搭建MQTT服务器，可能涵盖服务器环境准备，如硬件要求、操作系统选择等；软件安装步骤，包括MQTT服务器软件的获取与安装过程；还有配置环节，像网络端口、用户权限等方面的配置。这一教程视频为想要搭建MQTT服务器的用户提供了直观、详细的操作指南，有助于他们快速上手搭建工作。

本文目录导读：

1. MQTT简介
2. 搭建MQTT服务器的准备工作
3. MQTT服务器的安全设置
4. MQTT服务器的性能优化

《MQTT服务器搭建教程：从入门到精通》

MQTT简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport），即消息队列遥测传输协议，是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的消息传输协议，它在物联网（IoT）领域被广泛应用，因为其具有低带宽占用、低功耗、简单易用等优点。

（一）MQTT协议的特点

1、轻量级

- MQTT的消息头非常简洁，最小的固定头只有2个字节，相比于其他一些消息协议，如HTTP，它在网络传输中产生的开销更小，这使得它特别适合于资源受限的设备，如传感器节点，这些设备可能具有有限的计算能力、存储容量和网络带宽。

- 一个简单的传感器采集温度数据并通过MQTT发送到服务器，由于消息头小，传感器可以更快地将数据发送出去，减少了设备的能量消耗和网络传输时间。

2、发布/订阅模式

- 在发布/订阅模式下，消息的发布者（Publisher）和订阅者（Subscriber）是解耦的，发布者不需要知道哪些设备或应用程序会订阅它发布的消息，而订阅者只需要关注自己感兴趣的主题（Topic）。

- 在一个智能家居系统中，温度传感器作为发布者发布温度数据到“home/temperature”这个主题，多个设备，如智能空调和智能显示屏，可以作为订阅者订阅这个主题，当温度发生变化时，传感器发布新的温度消息，所有订阅该主题的设备都能接收到这个消息，而不需要传感器去单独通知每个设备。

3、可靠传输

- MQTT提供了不同的服务质量（QoS）级别来确保消息的可靠传输。

- QoS 0：最多一次传输，消息可能会丢失，但传输开销最小，适用于对数据丢失不太敏感的场景，如环境监测中的一些非关键数据。

- QoS 1：至少一次传输，消息保证至少被送达一次，如果接收方没有收到消息，发布方会重新发送，直到收到确认，这在一些需要确保数据到达但允许少量重复的场景中很有用，如远程设备的配置更新。

- QoS 2：恰好一次传输，这是最可靠的级别，确保消息只被送达一次，不过传输开销也最大，适用于金融交易等对数据准确性和唯一性要求极高的场景。

（二）MQTT的应用场景

1、物联网（IoT）

- 在物联网中，大量的设备需要进行数据交互，工业物联网中的设备监控，工厂里有大量的机器设备，每个设备都配备有传感器来监测设备的运行状态，如温度、压力、振动等，这些传感器可以通过MQTT将数据发送到服务器，服务器再对数据进行分析处理，以便及时发现设备故障并进行维护。

- 在智能家居领域，各种智能设备，如智能灯、智能门锁、智能摄像头等，都可以使用MQTT协议进行通信，用户可以通过手机应用程序（作为订阅者）接收设备的状态信息（如门锁是否开启、摄像头的监控画面等），同时也可以向设备发送控制命令（如开灯、关灯等）。

2、车联网

- 汽车内部有许多电子控制单元（ECU），它们之间需要进行数据交换，汽车也需要与外部的服务平台进行通信，如远程车辆诊断、交通信息获取等，MQTT可以用于在车内ECU之间以及汽车与外部平台之间传输数据，车辆的传感器可以将车速、油耗、轮胎压力等数据通过MQTT发送到汽车制造商的云平台，汽车制造商可以根据这些数据为车主提供更好的服务，如提醒车主进行保养、优化驾驶习惯等。

搭建MQTT服务器的准备工作

（一）硬件要求

1、服务器设备

- 如果是小型测试或个人使用，可以使用普通的个人电脑作为服务器，对于生产环境，建议使用专用的服务器设备，如企业级服务器，服务器的性能要求取决于预期的连接数、消息流量等因素。

- 对于一个小型的智能家居演示系统，一台配置为Intel i5处理器、8GB内存、500GB硬盘的普通PC就可以满足需求，但如果是一个大型的工业物联网项目，可能需要高性能的服务器，如具有多颗CPU核心、大容量内存（如32GB以上）和高速硬盘（如固态硬盘）的服务器。

2、网络连接

- 稳定的网络连接是必需的，对于本地测试，可以使用家庭或办公室的局域网，在生产环境中，需要有可靠的互联网连接，并且要考虑网络带宽是否能够满足预期的消息流量。

- 如果预计会有大量设备同时连接并发送消息，如一个有数千个传感器的大型物联网项目，可能需要申请较高带宽的网络接入，如100Mbps甚至1Gbps的网络连接。

（二）软件要求

1、操作系统选择

- 常见的操作系统如Linux（如Ubuntu、CentOS等）、Windows都可以用来搭建MQTT服务器，Linux系统在服务器领域应用广泛，具有较好的稳定性和安全性，并且很多MQTT服务器软件在Linux上有更好的性能优化。

- Ubuntu是一个比较流行的Linux发行版，它有丰富的软件包管理系统，方便安装和配置MQTT服务器相关的软件，CentOS则以其稳定性和企业级支持而受到欢迎，对于熟悉Windows环境的用户，也可以在Windows上搭建MQTT服务器，不过可能需要更多的配置步骤来确保稳定性和安全性。

2、MQTT服务器软件选择

Eclipse Mosquitto：这是一个开源的MQTT消息代理，广泛应用于各种规模的项目中，它易于安装和配置，支持多种操作系统，并且具有良好的性能和安全性。

EMQ X：这是一个功能强大的开源MQTT消息服务器，支持大规模的设备连接和高并发消息处理，它提供了丰富的插件和功能，如身份验证、授权、消息持久化等，适合于企业级的物联网应用。

三、使用Eclipse Mosquitto搭建MQTT服务器（以Ubuntu为例）

（一）安装Eclipse Mosquitto

1、更新软件包列表

- 打开终端，输入以下命令：

```

sudo apt - get update

```

- 这个命令会更新Ubuntu系统中的软件包列表，确保我们能够安装到最新版本的Mosquitto。

2、安装Mosquitto

- 执行以下命令进行安装：

```

sudo apt - get install mosquitto

```

- 在安装过程中，系统会自动下载并安装Mosquitto以及它的相关依赖项，安装完成后，Mosquitto服务会自动启动。

（二）配置Eclipse Mosquitto

1、配置文件位置

- Mosquitto的主要配置文件位于/etc/mosquitto/mosquitto.conf，我们可以使用文本编辑器（如nano或vi）来编辑这个文件，使用nano编辑配置文件的命令如下：

```

sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

```

2、基本配置选项

监听端口：默认情况下，Mosquitto监听1883端口用于MQTT协议通信，如果需要修改监听端口，可以在配置文件中找到#port 1883（这里的# 表示注释行），去掉前面的#，并修改端口号，如果要将端口改为1884，可以修改为port 1884。

允许匿名连接：默认情况下，Mosquitto允许匿名连接，如果要禁止匿名连接，需要在配置文件中添加或修改以下行：

```

allow_anonymous false

```

- 我们需要配置用户认证，可以通过创建一个密码文件来实现，创建一个名为mosquitto.passwd 的密码文件：

```

sudo mosquitto_passwd - c /etc/mosquitto/mosquitto.passwd username

```

- 这里的username 是我们要创建的用户名，执行这个命令后，系统会提示输入密码，然后在配置文件中添加以下行：

```

password_file /etc/mosquitto/mosquitto.passwd

```

（三）测试Eclipse Mosquitto服务器

1、安装MQTT客户端工具

- 在Ubuntu系统中，可以安装mosquitto_clients 工具来测试服务器，执行以下命令进行安装：

```

sudo apt - get install mosquitto - clients

```

2、发布和订阅测试

- 打开一个终端，作为订阅者运行以下命令：

```

mosquitto_sub - h localhost - t "test/topic" - v

```

- 这里的-h 表示服务器主机名（localhost表示本地主机），-t 表示主题（这里是 “test/topic”），-v 表示输出详细信息。

- 再打开一个终端，作为发布者运行以下命令：

```

mosquitto_pub - h localhost - t "test/topic" - m "Hello, MQTT!"

```

- 这里的-m 表示要发布的消息内容（“Hello, MQTT!”），如果一切正常，订阅者终端会显示接收到的消息 “test/topic Hello, MQTT!”。

四、使用EMQ X搭建MQTT服务器（以CentOS为例）

（一）安装EMQ X

1、添加EMQ X仓库

- 需要添加EMQ X的仓库，对于CentOS系统，执行以下命令：

```

curl - s https://repos.emqx.io/install_emqx_centos.sh | sudo bash

```

- 这个命令会自动添加EMQ X的仓库到系统中。

2、安装EMQ X

- 执行以下命令进行安装：

```

sudo yum install - y emqx

```

- 安装完成后，EMQ X服务会自动启动。

（二）配置EMQ X

1、配置文件位置

- EMQ X的主要配置文件位于/etc/emqx/emqx.conf，我们可以使用文本编辑器（如vi）来编辑这个文件，使用vi编辑配置文件的命令如下：

```

sudo vi /etc/emqx/emqx.conf

```

2、基本配置选项

监听端口：默认情况下，EMQ X监听1883端口用于MQTT协议通信，如果需要修改监听端口，可以在配置文件中找到listener.tcp.external = 1883，修改端口号即可。

身份验证和授权：EMQ X支持多种身份验证和授权方式，可以配置基于文件的身份验证，创建一个包含用户名和密码的文件，如/etc/emqx/acl.conf，在这个文件中，可以按照以下格式添加用户信息：

```

{username, "user1", password, "pass1"}.

```

- 然后在配置文件中启用基于文件的身份验证，找到auth.anonymous.enable = true，将其修改为auth.anonymous.enable = false，并添加以下行：

```

auth.file.enable = true

auth.file.acl_file = "/etc/emqx/acl.conf"

```

（三）测试EMQ X服务器

1、安装MQTT客户端工具

- 在CentOS系统中，可以使用mosquitto_clients 工具来测试服务器，如果没有安装，可以通过以下命令安装：

```

sudo yum install - y mosquitto - clients

```

2、发布和订阅测试

- 打开一个终端，作为订阅者运行以下命令：

```

mosquitto_sub - h localhost - t "test/topic" - v

```

- 再打开一个终端，作为发布者运行以下命令：

```

mosquitto_pub - h localhost - t "test/topic" - m "Hello, EMQ X!"

```

- 如果配置正确，订阅者终端会接收到发布者发送的消息。

MQTT服务器的安全设置

（一）用户认证

1、基于密码文件的认证（以Mosquitto为例）

- 如前面所述，我们可以创建一个密码文件（如/etc/mosquitto/mosquitto.passwd）来进行用户认证，在实际应用中，要定期更新密码文件，确保密码的安全性，可以使用mosquitto_passwd 工具来添加或修改用户密码，要添加一个新用户 “newuser”：

```

sudo mosquitto_passwd /etc/mosquitto/mosquitto.passwd newuser

```

- 系统会提示输入新用户的密码。

2、基于数据库的认证（以EMQ X为例）

- EMQ X支持基于数据库（如MySQL、PostgreSQL等）的用户认证，需要在数据库中创建相应的用户表和存储过程，以MySQL为例，创建一个名为mqtt_user 的表，包含字段id（自增主键）、username、password、salt（用于密码加密的盐值）等，然后在EMQ X的配置文件中配置数据库连接参数，如：

```

emqx.conf:

auth.mysql.server = 127.0.0.1:3306

auth.mysql.database = mqtt_db

auth.mysql.username = root

auth.mysql.password = your_password

auth.mysql.query_timeout = 5s

auth.mysql.pool_size = 8

auth.mysql.authentication_query = "SELECT password, salt FROM mqtt_user WHERE username = '%u'"

```

（二）加密传输

1、TLS/SSL加密

- 使用TLS/SSL可以对MQTT消息进行加密传输，防止消息在网络传输过程中被窃取或篡改。

- 对于Mosquitto，首先需要创建TLS/SSL证书和私钥，可以使用OpenSSL工具来创建自签名证书。

```

openssl req - new - x509 - days 365 - nodes - out mosquitto.crt - keyout mosquitto.key

```

- 然后在Mosquitto的配置文件中添加以下行来启用TLS/SSL：

```

listener 8883

cafile /etc/mosquitto/mosquitto.crt

keyfile /etc/mosquitto/mosquitto.key

certfile /etc/mosquitto/mosquitto.crt

```

- 对于EMQ X，同样可以配置TLS/SSL，首先将证书和私钥文件放置在合适的位置，然后在EMQ X的配置文件中修改以下行：

```

listener.ssl.external = 8883

listener.ssl.external.keyfile = /etc/emqx/ssl/emqx.key

listener.ssl.external.certfile = /etc/emqx/ssl/emqx.crt

listener.ssl.external.cacertfile = /etc/emqx/ssl/ca.crt

```

MQTT服务器的性能优化

（一）调整系统参数

1、文件描述符限制

- 在Linux系统中，默认的文件描述符数量可能会限制MQTT服务器的并发连接数，可以通过修改系统的文件描述符限制来提高服务器的性能。

- 对于Ubuntu系统，可以编辑/etc/security/limits.conf 文件，添加以下行：

```

* soft nofile 65535

* hard nofile 65535

```

- 这将把每个用户的软限制和硬限制的文件描述符数量提高到65535，对于CentOS系统，可以编辑/etc/security/limits.d/20 - nproc.conf 文件，进行类似的修改。

2、网络参数调整

- 调整网络参数，如TCP缓冲区大小等，可以提高MQTT服务器的网络传输效率，可以通过修改/etc/sysctl.conf 文件来调整网络参数，增加TCP接收缓冲区和发送缓冲区的大小：

```

net.core.rmem_max = 16777216

net.core.wmem_max = 16777216

net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216

net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216

```

- 修改完成后，执行sudo sysctl - p 使设置生效。

（二）优化MQTT服务器软件配置

1、调整消息队列参数（以Mosquitto为例）

- 在Mosquitto的配置文件中，可以调整消息队列的参数，增加消息队列的长度，可以在一定程度上提高服务器对突发消息流量的处理能力，在/etc/mosquitto/mosquitto.conf 文件中添加或修改以下行：

```

max_inflight_messages = 1000

```

- 这里将最大在途消息数量设置为1000。

2、调整连接参数（以EMQ X为例）

- 在EMQ X的配置文件中，可以调整连接相关的参数，调整最大连接数：

```

emqx.conf:

listener.tcp.external.max_connections = 10000

```

- 这里将TCP外部监听器的最大连接数设置为1000