摘要：MQTT协议和HTTP协议是两种广泛应用于不同领域的通讯协议。尽管它们都是基于TCP/IP协议栈的应用层协议，但在设计目的、应用场景、消息传递机制以及性能表现等方面存在显著差异。本文将深入探讨MQTT协议和HTTP协议之间的区别，以帮助读者更好地理解并选择适合

MQTT协议和HTTP协议是两种广泛应用于不同领域的通讯协议。尽管它们都是基于TCP/IP协议栈的应用层协议，但在设计目的、应用场景、消息传递机制以及性能表现等方面存在显著差异。本文将深入探讨MQTT协议和HTTP协议之间的区别，以帮助读者更好地理解并选择适合其应用需求的协议。

一、协议设计及应用场景

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是为Web浏览设计的请求-响应协议。它支持丰富的功能，如内容协商、缓存、重定向等，非常适合于传统的Internet应用，如网页浏览、文件下载等。HTTP协议在头部信息、请求方法、状态码、URL等方面拥有极为丰富的特性，这些特性支撑起了现代互联网中的Web服务。

相比之下，MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议）是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的通讯协议，它专为那些对网络、带宽以及电池供电有限的设备设计。MQTT协议简单、开放、易于实现，这些特点使它适用于各种受限环境，如机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）等。MQTT协议广泛应用于移动通信、智能家居、工业自动化等领域，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居中的小型化设备等，MQTT协议都展现出了其强大的适用性。

二、消息传递机制

HTTP协议采用直接请求和响应模式，一次HTTP通信需要一个完整的请求/响应周期。在这种模式下，发送者和接收者需要同时在线以交换信息。这种机制在提供Web服务时表现良好，但当用于大量设备同时上线和发送信息时，将导致延时和带宽问题。

MQTT协议则采用发布/订阅消息模式，它提供了一对多的消息分发机制，从而实现与应用程序的解耦。在MQTT协议中，消息不是直接从发送器发送到接收器（即点对点），而是由MQTT服务器（或称为MQTT Broker）分发的。这意味着发送者和接收者不需要同时在线以交换信息，这是一个巨大的优势。此外，MQTT还支持离线消息和遗嘱消息功能，进一步增强了其消息传递的灵活性和可靠性。

三、数据传输效率及开销

HTTP协议的首部（header）比较大，而且每次发送数据都要发送一个数据包来连接/断开TCP，因此发送的数据越多，数据总通信量也就越大。此外，HTTP协议在处理大量设备同时上线和发送信息时，会导致延时和带宽问题。

MQTT协议则通过最小化数据包的大小来提高数据传输效率。MQTT协议具有非常短的消息头，并且最小的包消息大小为2个字节。由于MQTT协议使用二进制数据格式，并且支持三种消息传输质量等级（至多一次、至少一次和确保一次交付），它能够在网络条件受限的环境中表现出色。此外，MQTT协议还能在维持TCP连接的同时进行下一次数据的收发，从而进一步抑制数据总通信量。

四、服务质量及可靠性

HTTP协议在传输数据时并不总是提供高传输保证。尽管HTTP/2和HTTP/3等新版本在性能上有所提升，但HTTP协议仍然面临着无状态特性引发的安全挑战，如跨站请求伪造（CSRF）或跨站脚本（XSS）攻击等。

MQTT协议则通过三种不同的服务质量等级来满足不同可靠性的需求。QoS 0级别会发生消息丢失或重复，消息发布依赖于底层TCP/IP网络；QoS 1级别承诺消息将至少传送一次给订阅者；QoS 2级别则保证消息仅传送到目的地一次。这些级别在发布时使用，确保了信息的准确传递。此外，MQTT协议还支持SSL/TLS加密传输和用户名密码认证等安全机制，进一步增强了其数据传输的安全性。

五、应用场景及案例

HTTP协议以其通用性和丰富的功能特性，在需要复杂应用逻辑、大量文本数据传输的场景中展现出其固有优势。例如，在电子商务网站中，HTTP协议被广泛应用于商品浏览、购物车管理、订单提交等业务流程中。

MQTT协议则因其轻量级、高效、可靠的特点，在物联网及设备受限场合中更具优势。例如，在智能家居领域，MQTT协议可以用于连接各种智能设备（如智能灯泡、智能插座、智能门锁等），实现设备之间的互联互通和远程控制。在智能交通领域，MQTT协议可以用于车辆和交通管理系统的通信，实现车辆状态监测、路况预警等功能。在工业自动化领域，MQTT协议可以用于连接各种传感器和执行器，实现生产过程的自动化控制和远程监控。

六、未来发展及挑战

随着物联网技术的不断发展，MQTT协议也在不断演进和完善。例如，MQTT协议在5.0版本中引入了一些新的特性和改进，包括共享订阅、原因码和响应信息、增强的认证和授权机制以及请求/响应模式等。这些新特性和改进使得MQTT协议更加灵活、可靠和易于使用。

然而，MQTT协议在未来的发展中也面临着一些挑战。例如，随着物联网设备的多样化和复杂化，MQTT协议需要支持更多的平台和操作系统以实现更加广泛的兼容性。此外，物联网设备的安全性问题一直是行业关注的焦点，MQTT协议在传输过程中可能会受到各种安全威胁（如中间人攻击、数据泄露等）。因此，如何加强MQTT协议的安全性机制、防范各种安全威胁将是其未来发展的重要方向。

综上所述，MQTT协议和HTTP协议各有其优势和适用场景。在选择使用哪种协议时，需要根据具体应用需求、设备能力以及网络环境等因素进行综合考虑。在物联网及设备受限场合中，MQTT协议可能是更优的选择；而在需要复杂应用逻辑、大量文本数据传输的场景中，HTTP协议则展现出其固有优势。通过深入了解这两种协议的特点和差异，我们可以更好地选择适合其应用需求的协议，从而推动物联网和互联网技术的持续发展。

来源：爱码农