MQTT协议14种报文分析

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1、天津工业大学计算机科学与软件学院实习报告MQTT协议14种报文分析实习报告课程名称:_____实习题目:___________________专业班级:_____________学生姓名:__________学　　号:___________实习成绩:指导教师签名：年月日天津工业大学计算机科学与软件学院实习报告实习时间实习地点实习学时实习目的学习MQTT协议，对各个MQTT报文进行协议分析。学习java语言的socket编程基础，利用paho库实现MQTT客户端程序。实习内容利用相关工具捕获MQTT协议的相关报文，分析MQTT协议的14种报文。学会直接构造MQTT报文，完成通信，并理解

2、回调机制实习要求记录MQTT实验过程、截图分析并说明利用socket直接构造MQTT报文，完成与服务器进行通信，实现连接服务器、订阅主题、发送消息等功能。利用paho库实现MQTT客户端，实现所有功能，并理解回调机制实习主要设施设备装有WiresharkPortable、paho、mosquitto、npcap、jdk-8u112-windows-i586等程序的PC机一台实习成果对MQTT协议有了一定的认识，知道如何分析各种报文。对MQTT协议编程有了一定的基础和了解。天津工业大学计算机科学与软件学院实习报告实习报告1引言1.1系统概述MQTT协议的分析与编程实验1.2需求分析基于

3、轻量级代理的发布/订阅协议，更为简约、轻量，易于使用，针对受限环境（带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定），属于物联网的一个传输协议。设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。1.3运行环境装并打开mosquitto服务器；安装MQTT客户端EclipsePahoMQTT；安装npcap；安装WiresharkPortable协议分析软件；安装jdk；Window7系统。构造服务器环境。2协议分析实验2.1实验准备实验环境：JDK环境实验方法及步骤：1.MQTT服务器端mosquitto（1）下载并安装mosquitto（2）确认安装完后，所有所有的程序都安装在这个目录下，C:Progr

4、amFiles(x86)mosquitto。如果你不想在其他的操作系统上也执行安装程序，把C:ProgramFiles(x86)mosquitto这个文件夹拷贝到任何路径（3）进入d:mosquitto，输入下面的命令，cdd:mosquitto天津工业大学计算机科学与软件学院实习报告mosquitto-p1883-v-p代表当前的mosquitto服务实例启动以后，其监听端口号，这个配置的覆盖[-cconfigfile]指定的配置文件中的端口-v代码调试模式（verbose）可以输出更多的信息2.MQTT客户端EclipsePahoMQTT（1）下载解压缩后，双击paho

5、.exe，打开后的对界面如下（2）点击上图中的十字图标，就能新建一个MQTT的客户端的连接，输入正确的MQTT服务端的连接地址，（3）这个时候我们就能订阅消息了。选择“Subscription”下方的绿色十字图标，就可以输入订阅的主题（topic）的名字，比如我们设置主题名称为“test”，并点击“Subscribe”按钮（4）往MQTT服务发送一条某一主题的MQTT消息。然后点击“Publish”按钮，这个时候，我们就能看到消息已经发送成功，且在步骤（3）订阅的同一主题也收到了消息。3.安装和使用协议分析软件wireshark（1）安装WiresharkPortable_2.2.1

6、.paf.exe（2）捕获MQTT协议报文（3）在Wireshark中，分为capturefilter和DisplayFiler，我们只需要在WireShark软件中的capturefilter输入下面的过滤条件，则与MQTT服务交互的相关TCP的数据包就能抓取到。如下图所示意.天津工业大学计算机科学与软件学院实习报告这个时候，我们先启动WireShark，然后点击EclipsePahoMQTT工具的“Connect”，这个时候WireShark就能抓取下面的TCP数据包。2.2主要实验步骤操作：按照“MQTT-3.1.1-CN”文档各种报文的实现方法依次实现，抓包结果截图，结合参考

7、文档分析实验结果。结果：如下各图所示14种报文分析说明具体如下：1.CONNECT–连接服务端天津工业大学计算机科学与软件学院实习报告分析说明：固定报头：00010000其中MQTT报文控制类型0001，保留位0000剩余长度字段：为16进制的1c，表示剩余长度等于可变报头的长度（10字节）加上有效载荷的长度为28。可变报头：CONNECT报文的可变报头按下列次序包含四个字段：协议名（ProtocolName），协议级别（ProtocolLevel），连接