我的mqtt协议和emqttd开源项目个人理解(23) - websocket客户端连接过程分析(Wireshark抓包+源码分析)

简介: 我的mqtt协议和emqttd开源项目个人理解(23) - websocket客户端连接过程分析(Wireshark抓包+源码分析)

我们可以使用emq自带的Dashboard插件,进行websocket调试,打开谷歌浏览器输入网址,其中192.168.83.128是emq所在的IP地址:


http://192.168.83.128:18083/#/websocket


用户名:admin,密码:public


WebSocket URI:ws(s)://192.168.83.128:8083/mqtt


TCP URI:tcp://192.168.83.128:1883



一、测试实践


测试环境:使用MQTT 3.1.1版本协议,Wireshark 2.4.1版本,使用wireshark抓包分析(如果是虚拟机,要抓VMnet8虚拟网卡)。


clientid:861694030142473

username:libaineu2004

password:12345678


cleanSession:true


keepalive:60s


1、测试方案1,使用普通的tcp连接,TCP URI:tcp://192.168.83.128:1883,wireshark过滤条件tcp.port == 1883。

(1)、MQTT Connect Command

鼠标点击wireshark的Frame页面,右键菜单,复制,选中树的所有可见项目

MQ Telemetry Transport Protocol, Connect Command

   Header Flags: 0x10 (Connect Command)

   Msg Len: 51

   Protocol Name Length: 4

   Protocol Name: MQTT

   Version: 4

   Connect Flags: 0xc2

   Keep Alive: 60

   Client ID Length: 15

   Client ID: 861694030142473

   User Name Length: 12

   User Name: libaineu2004

   Password Length: 8

   Password: 12345678


右键菜单,复制,字节为HEX + ASCII转储

0000   10 33 00 04 4d 51 54 54 04 c2 00 3c 00 0f 38 36  .3..MQTT...<..86

0010   31 36 39 34 30 33 30 31 34 32 34 37 33 00 0c 6c  1694030142473..l

0020   69 62 61 69 6e 65 75 32 30 30 34 00 08 31 32 33  ibaineu2004..123

0030   34 35 36 37 38                                   45678


(2)、MQTT Connect Ack

MQ Telemetry Transport Protocol, Connect Ack

   Header Flags: 0x20 (Connect Ack)

   Msg Len: 2

   Acknowledge Flags: 0x00

   Return Code: Connection Accepted (0)


0000   20 02 00 00                                       ...



2、测试方案2,使用websocket连接,WebSocket URI:ws(s)://192.168.83.128:8083/mqtt,wireshark过滤条件tcp.port == 8083。我们可以观察到mqtt连接的过程,websocket协议,完整的数据被拆分了好几帧传输。每一帧报文,都有WebSocket和Data字段。我们仅仅需要关注Data字段即可。我们发现,把所有Data字段组合拼接起来,就是和测试方案1完全相同的数据。MQTT Connect Command和Ack都完全相同。说明了即使使用了Websocket方式来传输,仍然遵循mqtt协议。


从本质上来讲,Websocket也是基于 TCP 协议的,同时借用了HTTP的协议来完成一部分握手。

主要解决 HTTP 协议中一个 request 对应一个 response 的尴尬。(http server 不能主动发送消息给 http client) 。通过 HTTP 完成 websocket 的握手过程,接着按照 websocket 协议进行通讯。


websocket 也有他自己的数据帧格式: http://blog.csdn.net/u010487568/article/details/20569027


(1)MQTT Connect Command


0000   10                                               .

0000   33                                               3

0000   00 04                                            ..

0000   4d 51 54 54                                      MQTT

0000   04                                               .

0000   c2                                               .

0000   00 3c                                            .<

0000   00 0f                                            ..

0000   38 36 31 36 39 34 30 33 30 31 34 32 34 37 33     861694030142473

0000   00 0c                                            ..

0000   6c 69 62 61 69 6e 65 75 32 30 30 34              libaineu2004

0000   00 08                                            ..

0000   31 32 33 34 35 36 37 38                          12345678


(2)MQTT Connect Ack


Data (4 bytes)

   Data: 20020000

   [Length: 4]

0000   20 02 00 00                                       ...



二、以下是源码分析,先来看emq v1.1.3版本的源码:


1、-module(emqttd_app).


%%--------------------------------------------------------------------

%% Start Servers

%%--------------------------------------------------------------------

start_servers(Sup) ->

   Servers = [

              {"emqttd wsclient supervisor", {supervisor, emqttd_ws_client_sup}},

%% Start http listener

start_listener({http, ListenOn, Opts}) ->

   mochiweb:start_http(http, ListenOn, Opts, {emqttd_http, handle_request, []});

打开8083端口,开启http服务器。Websocket也是基于 TCP 协议的,同时借用了HTTP的协议来完成一部分握手。



2、-module(emqttd_http).


%%--------------------------------------------------------------------

%% MQTT Over WebSocket

%%--------------------------------------------------------------------

handle_request('GET', "/mqtt", Req) ->

   lager:info("WebSocket Connection from: ~s", [Req:get(peer)]),

   Upgrade = Req:get_header_value("Upgrade"),

   Proto   = Req:get_header_value("Sec-WebSocket-Protocol"),

   case {is_websocket(Upgrade), Proto} of

       {true, "mqtt" ++ _Vsn} ->

           emqttd_ws:handle_request(Req);

       {false, _} ->

           lager:error("Not WebSocket: Upgrade = ~s", [Upgrade]),

           Req:respond({400, [], <<"Bad Request">>});

       {_, Proto} ->

           lager:error("WebSocket with error Protocol: ~s", [Proto]),

           Req:respond({400, [], <<"Bad WebSocket Protocol">>})

   end;

websocket的入口函数。重点关注emqttd_ws:handle_request(Req);



3、-module(emqttd_ws).

ws_loop(Data, State = #wsocket_state{peer = Peer, client_pid = ClientPid,
                                     parser_fun = ParserFun}, ReplyChannel) ->
    ?WSLOG(debug, Peer, "RECV ~p", [Data]),
    case catch ParserFun(iolist_to_binary(Data)) of
        {more, NewParser} ->
            State#wsocket_state{parser_fun = NewParser};
        {ok, Packet, Rest} ->
            gen_server:cast(ClientPid, {received, Packet}),
            ws_loop(Rest, reset_parser(State), ReplyChannel);
        {error, Error} ->
            ?WSLOG(error, Peer, "Frame error: ~p", [Error]),
            exit({shutdown, Error});
        {'EXIT', Reason} ->
            ?WSLOG(error, Peer, "Frame error: ~p", [Reason]),
            ?WSLOG(error, Peer, "Error data: ~p", [Data]),
            exit({shutdown, parser_error})
    end.


gen_server:cast(ClientPid, {received, Packet}), 接收来自客户端的消息。



4、-module(emqttd_ws_client).


handle_cast({received, Packet}, State = #wsclient_state{peer = Peer, proto_state = ProtoState}) ->
    case emqttd_protocol:received(Packet, ProtoState) of
        {ok, ProtoState1} ->
            noreply(State#wsclient_state{proto_state = ProtoState1});
        {error, Error} ->
            ?WSLOG(error, Peer, "Protocol error - ~p", [Error]),
            shutdown(Error, State);
        {error, Error, ProtoState1} ->
            shutdown(Error, State#wsclient_state{proto_state = ProtoState1});
        {stop, Reason, ProtoState1} ->
            stop(Reason, State#wsclient_state{proto_state = ProtoState1})
    end;

emqttd_protocol:received(Packet, ProtoState)。接收处理消息。



5、-module(emqttd_protocol).

process(Packet = ?CONNECT_PACKET(Var), State0) ->
    #mqtt_packet_connect{proto_ver  = ProtoVer,
                         proto_name = ProtoName,
                         username   = Username,
                         password   = Password,
                         clean_sess = CleanSess,
                         keep_alive = KeepAlive,
                         client_id  = ClientId} = Var,
    State1 = State0#proto_state{proto_ver  = ProtoVer,
                                proto_name = ProtoName,
                                username   = Username,
                                client_id  = ClientId,
                                clean_sess = CleanSess,
                                keepalive  = KeepAlive,
                                will_msg   = willmsg(Var),
                                connected_at = os:timestamp()},
    trace(recv, Packet, State1),
    {ReturnCode1, SessPresent, State3} =
    case validate_connect(Var, State1) of


validate_connect(Var, State1),校验clientid,username和password的有效性。


相关实践学习
消息队列RocketMQ版:基础消息收发功能体验
本实验场景介绍消息队列RocketMQ版的基础消息收发功能,涵盖实例创建、Topic、Group资源创建以及消息收发体验等基础功能模块。
消息队列 MNS 入门课程
1、消息队列MNS简介 本节课介绍消息队列的MNS的基础概念 2、消息队列MNS特性 本节课介绍消息队列的MNS的主要特性 3、MNS的最佳实践及场景应用 本节课介绍消息队列的MNS的最佳实践及场景应用案例 4、手把手系列:消息队列MNS实操讲 本节课介绍消息队列的MNS的实际操作演示 5、动手实验:基于MNS,0基础轻松构建 Web Client 本节课带您一起基于MNS,0基础轻松构建 Web Client
相关文章
|
1月前
|
数据可视化 关系型数据库 MySQL
嵌入式C++、STM32、MySQL、GPS、InfluxDB和MQTT协议数据可视化
通过本文的介绍,我们详细讲解了如何结合嵌入式C++、STM32、MySQL、GPS、InfluxDB和MQTT协议,实现数据的采集、传输、存储和可视化。这种架构在物联网项目中非常常见,可以有效地处理和展示实时数据。希望本文能帮助您更好地理解和应用这些技术,构建高效、可靠的数据处理和可视化系统。
165 82
|
3月前
|
数据采集 传感器 监控
多协议网关BL110钡铼6路RS485转MQTT协议云网关
BL110钡铼6路RS485转MQTT协议云网关是一款高性能、易配置的工业级设备,适用于各种需要远程监控和数据采集的物联网应用场景。通过将传统RS485设备的数据转换为MQTT协议并上传至云平台,实现了设备的远程管理和智能控制,极大地提升了系统的管理效率和响应速度。
90 2
|
5月前
|
网络协议 物联网 网络性能优化
物联网协议比较 MQTT CoAP RESTful/HTTP XMPP
【10月更文挑战第18天】本文介绍了物联网领域中四种主要的通信协议:MQTT、CoAP、RESTful/HTTP和XMPP,分别从其特点、应用场景及优缺点进行了详细对比,并提供了简单的示例代码。适合开发者根据具体需求选择合适的协议。
148 5
|
6月前
|
消息中间件 监控 物联网
MQTT协议对接及RabbitMQ的使用记录
通过合理对接MQTT协议并利用RabbitMQ的强大功能,可以构建一个高效、可靠的消息通信系统。无论是物联网设备间的通信还是微服务架构下的服务间消息传递,MQTT和RabbitMQ的组合都提供了一个强有力的解决方案。在实际应用中,应根据具体需求和环境进行适当的配置和优化,以发挥出这两个技术的最大效能。
361 0
|
7月前
|
物联网 C# 智能硬件
智能家居新篇章:WPF与物联网的智慧碰撞——通过MQTT协议连接与控制智能设备,打造现代科技生活的完美体验
【8月更文挑战第31天】物联网(IoT)技术的发展使智能家居设备成为现代家庭的一部分。通过物联网,家用电器和传感器可以互联互通,实现远程控制和状态监测等功能。本文将探讨如何在Windows Presentation Foundation(WPF)应用中集成物联网技术,通过具体示例代码展示其实现过程。文章首先介绍了MQTT协议及其在智能家居中的应用,并详细描述了使用Wi-Fi连接方式的原因。随后,通过安装Paho MQTT客户端库并创建MQTT客户端实例,演示了如何编写一个简单的WPF应用程序来控制智能灯泡。
262 0
|
5月前
|
消息中间件 JSON Java
开发者如何使用轻量消息队列MNS
【10月更文挑战第19天】开发者如何使用轻量消息队列MNS
461 14
|
5月前
|
消息中间件 安全 Java
云消息队列RabbitMQ实践解决方案评测
一文带你详细了解云消息队列RabbitMQ实践的解决方案优与劣
147 13
|
4月前
|
消息中间件 存储 Kafka
MQ 消息队列核心原理,12 条最全面总结!
本文总结了消息队列的12个核心原理,涵盖消息顺序性、ACK机制、持久化及高可用性等内容。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
|
5月前
|
消息中间件
解决方案 | 云消息队列RabbitMQ实践获奖名单公布!
云消息队列RabbitMQ实践获奖名单公布!
108 1
|
5月前
|
消息中间件 存储 弹性计算
云消息队列RabbitMQ实践
云消息队列RabbitMQ实践