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emqttd消息服务器简介

emqttd(Erlang MQTT Broker)是采用Erlang语言开发的开源MQTT消息服务器。Erlang/OTP是出色的软实时(Soft-Realtime)、低延时(Low-Latency)、分布式(Distributed)的语言平台。MQTT是轻量的(Lightweight)、发布订阅模式(PubSub)的物联网消息协议。

emqttd设计目标是承载移动终端或物联网终端大量的MQTT连接，并实现在大量终端间快速低延时(Low-Latency)消息路由:

1. 稳定承载大规模的MQTT客户端连接，单服务器节点支持50万到100万连接。

2. 分布式节点集群，快速低延时的消息路由，单集群支持1000万规模的路由。

3. 消息服务器内扩展，支持定制多种认证方式、高效存储消息到后端数据库。

4. 完整支持MQTT V3.1.1协议，扩展支持WebSocket、CoAP或私有TCP等多协议。

MQTT发布订阅模式简述

MQTT是发布订阅(Publish/Subscribe)模式的消息协议，与HTTP协议请求响应(Request/Response)模式不同。

MQTT发布者与订阅者之间通过”主题”(Topic)进行消息路由，主题(Topic)格式类似Unix文件路径，例如:

sensor/1/temperature
chat/room/subject
presence/user/feng
sensor/1/#
sensor/+/temperature
uber/drivers/joe/inbox

MQTT主题(Topic)支持’+’, ‘#’的通配符，’+’通配一个层级，’#’通配多个层级(必须在末尾)。

MQTT消息发布者(Publisher)只能向特定’名称主题’(不支持通配符)发布消息，订阅者(Subscriber)通过订阅’过滤主题’(支持通配符)来匹配消息。

Note

初接触MQTT协议的用户，通常会向通配符的’过滤主题’发布广播消息，MQTT协议不支持这种模式，需从订阅侧设计广播主题(Topic)。 例如Android推送，向所有广州用户，推送某类本地消息，客户端获得GIS位置后，可订阅’news/city/guangzhou’主题。

五分钟下载启动emqttd

emqttd消息服务器每个版本，会发布Ubuntu、CentOS、FreeBSD、Mac OS X、Windows平台的程序包。

下载地址: http://emqtt.com/downloads

程序包下载后，可直接解压启动运行，例如Mac平台:

unzip emqttd-macosx-1.1-beta-20160601.zip && cd emqttd
# 启动emqttd
./bin/emqttd start
# 检查运行状态
./bin/emqttd_ctl status
# 停止emqttd
./bin/emqttd stop

emqttd消息服务默认采用匿名认证，启动后MQTT客户端可连接1883端口，启动运行日志输出在log/目录。

源码编译emqttd

git clone https://github.com/emqtt/emqttd.git
cd emqttd && make && make dist

Web管理控制台(Dashboard)

emqttd消息服务器启动后，会默认加载Dashboard插件，启动Web管理控制台。用户可通过Web控制台， 查看服务器运行状态、统计数据、客户端(Client)、会话(Session)、主题(Topic)、订阅(Subscription)。

控制台地址: http://127.0.0.1:18083，默认用户: admin，密码：public

emqttd消息服务器功能列表

• 完整的MQTT V3.1/V3.1.1协议规范支持

• QoS0, QoS1, QoS2消息支持

• 持久会话与离线消息支持

• Retained消息支持

• Last Will消息支持

• TCP/SSL连接支持

• MQTT/WebSocket(SSL)支持

• HTTP消息发布接口支持

• $SYS/#系统主题支持

• 客户端在线状态查询与订阅支持

• 客户端ID或IP地址认证支持

• 用户名密码认证支持

• LDAP认证

• Redis、MySQL、PostgreSQL、HTTP认证集成

• 浏览器Cookie认证

• 基于客户端ID、IP地址、用户名的访问控制(ACL)

• 多服务器节点集群(Cluster)

• 多服务器节点桥接(Bridge)

• mosquitto桥接支持

• Stomp协议支持

• Stomp/SockJS支持

• 通过Paho兼容性测试

emqttd扩展模块与插件列表

扩展模块(Module)

扩展模块通过’etc/emqttd.config’配置文件的auth, modules段落启用。

例如启用用户名密码认证:

{access, [
    %% Authetication. Anonymous Default
    {auth, [
        %% Authentication with username, password
        {username, []},
        ...

启用客户端状态发布模块:

{modules, [
    %% Client presence management module.
    %% Publish messages when client connected or disconnected
    {presence, [{qos, 0}]}

扩展插件(Plugin)

扩展插件通过’bin/emqttd_ctl’管理命令行，加载启动运行。

例如启用PostgreSQL认证插件:

./bin/emqttd_ctl plugins load emqttd_plugin_pgsql

100万线连接测试说明

Note

emqttd消息服务器默认设置，允许最大客户端连接是512，因为大部分操作系统’ulimit -n’限制为1024。

emqttd消息服务器当前版本，连接压力测试到130万线，8核心/32G内存的CentOS云服务器。

操作系统内核参数、TCP协议栈参数、Erlang虚拟机参数、emqttd最大允许连接数设置简述如下：

Linux操作系统参数

# 2M - 系统所有进程可打开的文件数量:

sysctl -w fs.file-max=2097152
sysctl -w fs.nr_open=2097152

# 1M - 系统允许当前进程打开的文件数量:

ulimit -n 1048576

TCP协议栈参数

# backlog - Socket监听队列长度:

sysctl -w net.core.somaxconn=65536

Erlang虚拟机参数

emqttd/etc/vm.args:

## max process numbers
+P 2097152
## Sets the maximum number of simultaneously existing ports for this system
+Q 1048576
## Increase number of concurrent ports/sockets
-env ERL_MAX_PORTS 1048576
-env ERTS_MAX_PORTS 1048576

emqttd最大允许连接数

emqttd/etc/emqttd.config:

{mqtt, 1883, [
    %% Size of acceptor pool
    {acceptors, 64},
    %% Maximum number of concurrent clients
    {max_clients, 1000000},
    %% Socket Access Control
    {access, [{allow, all}]},
    %% Connection Options
    {connopts, [
        %% Rate Limit. Format is 'burst, rate', Unit is KB/Sec
        %% {rate_limit, "100,10"} %% 100K burst, 10K rate
    ]},
    ...

测试客户端设置

测试客户端在一个接口上，最多只能创建65000连接:

sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="500 65535"
echo 1000000 > /proc/sys/fs/nr_open

按应用场景测试

MQTT是一个设计得非常出色的传输层协议，在移动消息、物联网、车联网、智能硬件甚至能源勘探等领域有着广泛的应用。1个字节报头、2个字节心跳、消息QoS支持等设计，非常适合在低带宽、不可靠网络、嵌入式设备上应用。

不同的应用有不同的系统要求，用户使用emqttd消息服务器前，可以按自己的应用场景进行测试，而不是简单的连接压力测试:

1. Android消息推送: 推送消息广播测试。

2. 移动即时消息应用: 消息收发确认测试。

3. 智能硬件应用: 消息的往返时延测试。

4. 物联网数据采集: 并发连接与吞吐测试。

emqtt开源MQTT客户端项目

GitHub: https://github.com/emqtt