MQTT协议种报文分析报告

MQTT14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—日实习时间 实习地点 实习学时MQT协议，对各个MQTT艮文进展协议分析。javasocketpahoMQT客户端程序。实习目的容设备

MQTTft、议的相关报文，分析MQT14种报文。MQTT艮文，完成通信，并理解回调机制记录MQTTS验过程、截图分析并说明socketMQTT艮文，完成与效劳器进展通信，实现连接效劳器、订阅主题、发送消息等功能。pahoMQT客户端，实现全部功能，并理解回调机制装有WiresharkPortable、paho、mosquitto、npcap、jdk-8u112-windows-i586PC机一台MQTTft、议有了确定的生疏，知道如何分析各种报文。对MQTT协议编程有了确定的根底和了解。实习报告1引言系统概述MQTTft、议的分析与编程试验需求分析基于轻量级代理的公布/〔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、简洁、轻量、易于实现。运行环境装并翻开mosquitto效劳器；安装MQT客户端EclipsePahoMQTT安装npcap；安装WiresharkPortablejdk；Window7系统。构造效劳器环境。2协议分析试验试验预备试验环境：JDK环境试验方法及步骤：MQTTI艮务器端mosquittomosquitto确认安装完后，全部全部的程序都安装在这个名目下，C:\ProgramFiles〔x86〕\mosquitto。假设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d:\mosquitto，输入下面的命令，cdd:\mosquittomosquitto-p1883-v-pmosquitto效劳实例启动以后，其监听端口号，这个配置的掩盖[-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MQTTEclipsePahoMQTT下载解压缩后，双击paho.exe,翻开后的对界面如下点击上图中的十字图标，就能建一个MQTT勺客户端的连接，输入正确MQTT艮务端的连接地址，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，比方我们设置主题名称为“test”，并点击“Subscribe”按钮MQT效劳发送一条某一主题的MQTT肖息。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。安装和使用协议分析软件wireshark安装WiresharkPortable_221.paf.exeMQT协议报文WiresharkcapturefilterDisplayFiler，我们只需要在WireSharkcapturefilterMQTT艮务交互的相关TCP.Capture£*phMt£*phMt阳曲CiftturtTf^urtdp^rtI曲可hterfaceLmkas«rheactrPr(xn.hode^ruphefi【EIEuftv[Mt&]aM3%他虫VMit...tc£1224WWK*51：二■<£&*Etheinrtcabled2621442tepandparfLfiS^LocJIAiejCufHiectiofi4m/.CaptureDHaidintErf*CF5EirozCjplurtEFita$Eiroz这个时候，我们先启动 WireShark，然后点击 EclipsePahoMQTT工具的“Connec”，这个时候WireShark就能抓取下面的TCP数据包主要试验步骤操作：依据“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，结合参考文档分析试验结果。结果：如下各图所示14种报文分析说明具体如下:CONNECT-连接效劳端PMKAiXAM:fMbnfinAhH-Sferii.,!■**L<Ui*|』LM!■“”rfiMpcrtWwAnral*£VYWq■:

ipLnav^r予Mki.Mt*・0“■：14^KKIIW-神裤r^.!dMttJf・■t■斗M■t■斗MEW£>■Wfa1^M-MIA-I■■托

Hi；Hi|!l<nwiII-IMPMl-分析说明：固定报头：00010000MQT00010000161c,表示剩余长度等于可变报头的长度(10字节)加上有28。可变报头：CONNECT 文的可变报头按以下次序包含四个字段：协议名(ProtocolName，协议级别(ProtocolLevel)，连接标志(ConnectFlags)和保持连接(KeepAlive)协议名字节构成：00044d5154544的“MQT”协议名称协议级别字节构成：043.1.1版协议，协议级别字段的值是4(0x04)连接标志：02200000010,效劳端必需验证CONNEC把握报文的保留标000必需断开客户端连接清理睬话位置为连接标志字11，客户端和效劳端必需丢弃之前的任何会话并开头一个的会话遗嘱标志位置为连接标志的第20,连接标志中的WillQoS和WillRetain0,并且有效载荷中不能包含WillTopicWillMessage字段，网络连接断开时，不能发送遗嘱消息。111、OQoS43位。这两位用于指定公布遗嘱消息时使用的效劳质量等级，由于此例遗嘱标志位置被置 0,所以0,遗嘱QoS也必需设置为0(0x00)遗嘱保存位置为连接标志的第50,遗嘱保存(WillRetain0用户名标志位置为连接标志的第70,有效载荷中不能包含用户名字段密码标志位置为连接标志的第6位。由于此例用户名标志被设置为0，密码标志也0003cKeepAliveMSB00,保持连接KeepAliveLSB3c有效载荷：00107061686f38373232383535323139343 ，其中表16,此例有效载荷只有客户端标识符即paho872285521941C0NNACC确认连接恳求IV.J93IC4 L/£.U.1]I.L1 ML*, 1EJ^ MS-.L«iMIV3.4；|*■■”般DNir-433MLn-r SriE-i利HIma*财fclf*iiwMHIWVyUfitITflC*«tiH13肿>他珂刑电vEtlU*WII.XHd建跖竝JF/础前*做：圈he：址*妝_硏：舲“PfeJM!7to=GF：4G!»Ft“2M1I¥MJK«1Wr删■VEIl#it>.LU>”.lMhl!Ewi^lJJ_d3.Ut.MTraHEBtuiinCvrrralFtaKar“卜trcIFtarr-】■■』DnP^art:^W-IES,Vaq-|*de*:11iLBH:C*rtQle]f™?tryTrjfMMiriJ £E«tt >Md&FUttAKM片.Lm>J

K)ftLUrAM.PUBLISH-公布消息:4^MiBiBK<“■[arw^H-ElmftLUrAM.PUBLISH-公布消息:MEia--工AT ■■rAHlw<jjj.ai.m.iLM.p.urr.m1MIIIWl・Tteirtl1I・fptMEia--工AT ■■rAHlw<jjj.ai.m.iLM.p.urr.m1MIIIWl・Tteirtl1I・fptTt.llJKIl<1tauMiSt-4JM-Uliontaaphlift4hdbJjlifiiWiMynA2工占|1.H.P.MFrWinjy.ui.HstaupjASiFCP5rep31・2追L«-MEI54蚊*-ladli|<11灯.1』tak“lSMen“1LMT-6Tt.Irf岛JHr&：<ftmMni#rw-sifijj軒Twifi.imrin債*w：rt：n：fi：*i3n-ewnrtFnrisKal恤Elan<<■_.5re:171.31.llb.lii,Ort:».4J.W-3Mfi4第、r”*冲T■坤啪CMJr覽・k!PM■屮IMV?>$3j>C*=IF”Lt*I?■«HQT.h・rtrfTrwnpcrl:P^-QtocaLAni■汕HfMrFU|*;MtLE]<lHri«!IL«彌泊.IebpiL^lAr6iMs^Mpp他分析说明:Q0S=伪例：固定报头：00110010MQT■报文把握类,00110010,重发标志位13位，DUP=0表示这是客户端或效劳端第一次恳求发送这PUBLISH12-1位，QoS=01表示至少100.160a,表示可变报头的长度。表示可变报头的长度加上有10.可变报头：为16进制的00033131300006313233 ,0003表示主题长度3,313130110,0006为报文标识符，其中报文标识符MSL16进制00LSB1606,313233123有效载荷：有效载荷包含将被公布的应用消息。数据的内容和格式是应用特定的。有效载荷的长度这样计算：用固定报头中的剩余长度字段的值减去可变报头的长度。包含零长度有效载荷的PUBLISH艮文是合法的。此例的有效载荷即为零长度。4.PUBAC-公布确认IE,*Sr»..・：ILF!•Bf:a^:S^1:01.Dvr壮-W:V

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iwiIZII*!n■n■■■·*■sEar・盘·M99I—r甲・tB**Iff固定报头：01000000MQT报文把握类,010000001602,表示可变报头的长度。对PUBREL艮文这个值等2.160006MSL1600,报文标识LSB1606有效载荷：PUBAC报文没有有效载荷。PUBREQoS2第一步分析说明：固定报头：01010000MQT报文把握类,010100001602,表示可变报头的长度。对PUBREL艮文这个值等2.160007MSL1600,报文标识LSB1607有效载荷：PUBRE报文没有有效载荷。PUBRE-公布释放QoS2其次步EHEHen.■■：■■■MM黑暑母■■>mm.LM>«BMIf白曲——界丁Wt^ki«tt«Ma1l.MLlfti46M2FI4：?BN^Mt■C>d-MfiA-Tj-n*.ihTT.LKW.EXg]#Tih111uwr.ipM!!*■>.珂」STM».hr.L*rjn171.11.til.Utn,kiBfrnan*?r初Ft*Ffit*MIlZLi*MJMlMIMJ[A(E]知■*iUrferJ^14MfPk4|.j«KMMLLffr|Qi.M<>M|出*\e<«]IA^“rfNL-^aniLenHI3:Ua■产e『■卫■*« tlxa；i.3-D圻t・*E^ur-vc hit■卜4rSrra»-fis»DtiUwiHiIIIInI*FiiMC.jW_natFi・【・iHiLtfiltiHl.QMttawn.lt*1■1fl>:l*t.«riIt*!.:*■)TuLWii^lnh髦5疋三m.3-1.ll：l.M,,DKTr91.61W逐■尹 呻Ip>^4 tMblUj 3$.A&l 匕尸A-TPnVC-B”a^d2LL—IVLWMfillf■：»rtujMTFi^fafcdL|4htaULkrclMMjh|Ufl：Jss・iss・i・JRHlf.丹筑・分析说明：固定报头：01100010MQT报文把握类,011000101602,表示可变报头的长度。对PUBREL艮文这个值等2.160007MSL1600,报文标识LSB1607有效载荷：PUBRE报文没有有效载荷。PUBCOMQoS2第三步分析说明：固定报头：01110000MQT报文把握类,011100001602PUBCOMP文这个值等2。160007MSL1600,报文标识符LSB1607有效载荷：PUBCOMt文没有有效载荷。SUBSCRIBE订阅主题d■』強皿—』強皿—百TIMSMTVaiKIlkilidhruMd LAfih:CnBc

O Ta«■.•=黑•匕气日樂i亘亠 炖 世21■.MAIMiiv?1.ivi“JitMlufeijcrItavHiw|■■■fc1・M«恥禅IM37?.MkftU»KHQTT64IiAA1>1.M.11H.l-£rM.fcSr.W.UBJ€PH IHU|AUL|4ctar«l3WLn-«J!btaL«n«BCVHCFVIT“*wi3i|ssr*t^moccl丄&ubii-<“lt«hwritt

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孚力jliiliiAHRI“I■JFll-J唱理1608,表示可变报头的长度〔2字节〕加上有效载荷的长8160001MSL1600,报文标识符LSB160116000331313000MSB00，LSB03,主题过313130110，00表示效劳质量等级QoS0。9SUBACK—订阅确认InWWEFFPK3K44-ImsLiaJanLnntnd

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1C7.3H-,Bae:W珥，L出UHJ,Mrert: teqL3,分析说明:固定报头：10010000MQT报文把握类,100100001603,表示可变报头的长度加上有效载荷的长度为160001MSL1600,报文标识LSB16011600200000000,0x0C-QoS010UNSUBSCRIB-取消订阅nn -ffl”is*IWPTSfl^~~«■ ■ ■IWPTSfl^~~

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fl*l|分析说明：固定报头：10100010MQT101000101607,表示可变报头的长度加上有效载荷的长度为7可变报头：160002MSL1600,报文标识符_SB1602有效载荷：160003313130,0003表示想要取消订阅的主题长度为3313130110。11UNSUBAC-取消订阅确认■kr«1■kr«1tMm21BW4»)vall«»&H22fzvcataruwjknS*WT,WH171.MftliIKd.p^rr<flTS|l>IHCHM*U?LilihIMLMIImii】1u於’47.如.M5ilfl.14S*IM13tU37?,M4]>M54-^J>xt|AGf1hfe-uMH-31uZHhM-Jr|i31池.M.ilQ.if*Ti魔JUH.4UV1194.amiiii*uL□■.JLijtid條血94?S^&i瑞.31.lik.U1^.)1.111.34£*.,<£]-1A1.1A56#*1«<*FfillBd|1£H|*M^|hS*j]lRQHHPtqjjrWT肿wpqlrE*緯4bRM3twuiia.Mb陆4$qrjHi4t^JSa^”i-3Scir-aS■Msr“KriLvi“A□1诚.43iLZUK.JJEI143J>Me4-9M?934W.ajrjfl.rSt■sMr^IRMVIVFjapaniJi|K|和EF JUfe-JHMU1>fl)13,31^31-1^1W.4^.M?.USW*,|#i1^1.11.lU.ltumM-^Lng■•nonra«?”M■riwlrviMJ-IKlfJi.弹K-atlinri^41156F-Ft：^Ti.FM<Ld| k4iHvi.ii•FT”e*rtttn,”fr-rJ^ulTHi-r；-rf?LHf(TAfeUnrtm”PfT14!膿PH皿[ntL”neff^lcroJ ■-ZM-f.M Ilflb,.MtiTMTlLNiMCdflmlFrw■时，Sw鼻MT 1441^BrrAfeffiUl].爾1 igMInBLt#iiHh|L4nI

FLuipilKCV(Pl啊fi&liWjF屯“44曲灯.良*何..EMJaH<]4N41Ac11.■■曲W■和啣FtlflfcWrylbMcl!IfVTlb- T73BAd?bl|A|7Ui|Ji 昼|--r.IlL.啣FtlflfcWry分析说明固定报头 11000000，其中MQT报文把握类型1100,保存位00000可变报头PINGRE报文没有可变报头。有效载荷PINGRE报文没有有效载荷。13PINGRESP-心跳响应-■F11|>W.JKKUL71r>l,t»-36If?時m.n-.m1*何件阿“啊3.^13.134.1*”iFfirf,NHM^X■It*P|hifctt^fca* |1£V|] JITSTJ i^H-TUijPi-nItjvHrl-T?M.-tLW.MHi51*|F>1MilMR-EtA.dT.id?.aiK汀鼻34.lid4MW1»4i»/h.tilMW.47.UP.MSiHl.kliiAllMiui.za.iii.u■w1BV.I[乐LT3M13K4MW1»4i»/h.tilMW.47.UP.MSiHl.kliiAllMiui.za.iii.u■w1BV.I[乐LT3M13K1£k>lr¥l.131Sh■W”Swn.L^m#G171L9].IJjl.lC,S4.s?iWYisa.sr.irr.m何hmM5fl.E7-LV7.IK-弭(F.IJFP.]|ni?>.aj.iu.urr*IMNsi.wjrrBfi■*MMJ?44kyillfft*«■w44ENJWi^iBI^E4Sbrjirs|^V|Mll^LIMn“M4l,r~AT■SCfr-MR|1£E|]理P|Af46*>r*FMapATiM-JI3kk-L3kOn-THL*-fldHdJ+tH H那訂-叫和l*MMirl>UrU LdT

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KApEi0w*hrli■VMM.仙卩卩A^felirLint分析说明固定报头 11010000，其中MQTT文把握类,1101，保存位0000可变报头 PINGRES报文没有可变报头。有效载荷 PINGRES报文没有有效载荷。14DISCONNEC-断开连接Ld<±iAhMUTI flji44£ Iwr Ld<±iAhMUTI flji？FAJ J陡 a iMFt“卜Wijws- (L*町巧4#r«3皿《”#(亡#irifwfwrTI.Xf«T；Eup43ti«dntr]rn«rwcFriES£ALWr^lon£.-SFIE:L73.1I：-13I.IE,hi:«.E7.IA7-]n5

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Fl.h：fK^4.&itf4FinH44v^l分析说明：固定报头：11100000MQT11100000可变报头：DISCONNECT文没有可变报头。有效载荷：DISCONNECT文没有有效载荷。思考与总结pahomosquitto的作用，它们与公布/订阅模式的关系。PahoMQT®务器客户端，MosquittoMQTT艮务器端，助pahomosquittoMQTT艮务器的实现,可实现公布/订阅模式MQTT中变长字段有哪些？接收端如何推断变长字段完毕？MQTT中变长字段有剩余长度，当剩余长度字段的标志位为 0时表示变长字段完毕。构造、捕获并分析带有客户端标识符，遗嘱主题，遗嘱消息，用户名，密码的Connect消息Ml-.Ml-.J■丄|9W*J■^-aMli-Jl»rlX|I1!1■I分析说明：固定报头：0001000000010000剩余长度字段：/1632,表示剩余长度等于可变报头的长度(10字节)50.(KeepAlive)00044d5154544(KeepAlive)00044d5154544的“MQT”协议名称协议级别字节构成：043.1.1版协议，协议级别字段的值是4(0x04)o连接标协议名字节构志：c6211000110CONNEC把握报文的保留标志位000必需断开客户端连接。清理睬话位置为连接标志字节的第11，客户端和效劳端必需丢弃之前的任何会话并开头一个的会话。遗嘱标志位置为连接标志的第2位，遗嘱标志被设置为1,表示假设连接恳求被承受了，遗嘱(WillMessage消息必需被存储在效劳端并且与这个网络连接关联。之后网络连接关闭时， 服务端必需公布这个遗嘱消息，除非效劳端收到报文时删除了这个遗嘱消息。且连接标志中的Retain字段会被效劳端用到，同时有效载荷中必需包含Message字段。

WillQoS和WillWillTopicWill遗嘱QoS位置为连接标志的第4和第3位。这两位用于指定公布遗嘱消息时使用的效劳质量等级，由于此例遗嘱标志位置被置 0,所以0,遗嘱QoS也必需设置为0(0x00)遗嘱保存位置为连接标志的第50且遗嘱标志被设置为1，效劳端必需将遗嘱消息当作非保存消息公布。用户名标志位置为连接标志的第71,有效载荷中必需包含用户名字段。密码标志位置为连接标志的第61,有效载荷中必需包含密码字段003cKeepAliveMSB00,保持连接KeepAliveLSB3c有效载荷：00127061686f31303535343735353035373738300003313130000331313000033131300003313130 0012表示随后客户端标识符长18paho0554755057780,0003表示随后311000033个字节即110,接0003311000033个字110构造、捕获并分析订阅多个不同QosSubscribe消息。同时订阅QoS0、1、2的消息。口•Bzr-①三种方式固定头部的前两个字节均为：82表示为恳求订阅;②Qos表示字段仅仅跟着Topic字段之后，16进制代码为：000110表示为012三种状况。£WI■■■!>«abvM*MUi£WI■■■!>«abvM*MUiMU«MUmill» ■--■”BI»»ViI-!TH.HfTtbJ・・“TflH11#1U-

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-I>vIB^VMn-n4i|_4削a M127PUBLISH127PUBLISH后消灭几个TCP报文;Qos=1Qos=2时丢包的处理状况。B3:“ME rwHSL-*» I»TI#I.HPHt- Mi.M..IM.R HLifeliMLFIMj.wcw- H.sr.w.ie JJZ.IL.LU.U1*L■：|M■ WzMLF”IMD-J.HMM BiirJFi]■- .UlilLiUI.il“■.■“，E4.斥i■IlJi+h—!Ii«**R!:WI-UimnteMWiMMIM札II冲Mi