在IoT 物联网开发中，大多数通信模组都支持 TCP、UDP、MQTT、CoAP、HTTP、LwM2M 等网络通信协议，其中既有传输层协议，也有应用层的协议，不同协议适用的场景也不同。

我们在设计IoT硬件产品时，通常只需选择一种协议即可。那么，如何选择一种符合业务应用场景的通信协议就显得尤为重要。

网络通信协议分层

上图中例举了网络分层中最常见的协议：

MQTT vs TCP

MQTT 协议在 IoT 场景的优势

传输层TCP协议是否适合直接运用到IoT物联网终端设备上?

传输层协议负责传输数据，好比是一辆物流配送的货车。但我们想让货物完好运到目的地，就需要做打包、装车、验货、入库、签回单等工作。这些工作也就是应用层协议要做的工作。所以物联网设备终端要想对数据进行稳定、可靠、高效地交互，就需要使用应用层的协议，而不是直接使用传输层的协议。

MQTT 相比于 TCP 长连接的优势有如下几点：

1. MQTT协议更标准

MQTT是标准的RFC协议，相比于基于TCP的私有协议而言更加标准。

（1）协议非常完整，能够马上用于生产。设备和云端服务器约定Topic和ayload之后，就能进行通信；私有协议还需要进行大量的验证，排除缺陷。

（2）大量的开源组件，降低开发难度。随着物联网生态越来越好，开源组件越来越丰富，可以减少重复编码和底层Bug。

（3）标准协议利于第三方接入。当第三方设备、平台想要对接的时候，只需拿出标准的MQTT协议对接即可。

2. MQTT协议特点

（1）MQTT协议提供了qos0、qos1和qos2的服务质量，简化了消息发送的工作量。MQTT客户端和服务端通过Session来保障不同的QoS等级。TCP协议需要自己实现类似机制，而MQTT自带这一功能，无需应用开发人员重复造轮子。

（2）心跳机制。不需要自己做业务协议层的心跳了。

（3）MQTT协议可以根据不同Topic来实现消息的业务划分，有灵活的Topic订阅匹配的机制。

（4）MQTT协议支持双向的通信，订阅发布机制。轻松实现远程控制、远程下发、远程升级等功能。

（5）MQTT协议Payload采用二进制协议可以更节约流量。流量比HTTP协议要低

（6）MQTT协议有LWT遗嘱机制，异常情况下，通知相应Topic的订阅者客户端已经离线了。

（7）MQTT协议支持TLS安全，保证数据传输过程的安全性。

（8）MQTT协议轻巧、简单，容易实现，mqtt客户端哪怕在单片机中也可以运行。

（9）MQTT协议支持一对多的消息分发。一次发布，多个客户端订阅，这对于M2M场景很省电、省流量。

（10）MQTT协议客户端Connect时，可以带有用户名和密码，用于验证客户端。服务端可以根据clientid、IP地址、用户名等进行ACL访问控制。可以通过自定义应用消息实现客户端对服务端的身份验证。

（11）MQTT协议可以通过MQTT over websocket来穿越防火墙，不需要开1883(MQTT)或8883(MQTTS)端口。

当然，以上的功能基于TCP自己开发也能做到，但如果我们全部实现了，其实不就是MQTT协议了吗？

与其重复造轮子，不如投入精力到业务架构设计中去。

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