作者：亦炎
跟着 5G 时代的降临，万物互联的伟大构想正在成为实际。联网的物联网设备 在 2021 年现已达到了 120 亿，在未来两年，仅智能水电气表就将超过 10 亿。在如此大的物联网需求下，海量的设备接入和设备管理对网络带宽、通信协议以及渠道服务架构都带来了很大应战。怎么做好以 MQTT 为代表的物联网协议功能测验，也就显得尤为重要。那么，咱们该怎么做好 MQTT 的功能测验呢？
什么是 MQTT 协议
MQTT 是根据 TCP/IP 协议栈构建的异步通信音讯协议，是一种轻量级的发布、订阅信息传输协议。可在不可靠的网络环境中进行扩展，适用于设备硬件存储空间或网络带宽有限的场景。运用 MQTT 协议，音讯发送者与接纳者不受时刻和空间的约束。
对于物联网协议来说，有必要针对性地处理物联网设备通信的几个关键问题：其网络环境杂乱而不可靠、其内存和闪存容量小、其处理器能力有限。MQTT 协议凭仗简略易实现、支撑 QoS、报文小等特色，占有了物联网协议的半壁河山。
MQTT 的发布订阅形式
发布订阅形式差异于传统的客户端-服务器形式，它使发送音讯的客户端（发布者）与接纳音讯的客户端（订阅者）分离，发布者与订阅者不需要树立直接联络。咱们既能够让多个发布者向一个订阅者发布音讯，也能够让多个订阅者一起接纳一个发布者的音讯，它的精华在于由一个被称为署理的中间角色（或称为 MQTT Broker）担任一切音讯路由和分发的作业。传统的客户端-服务器形式能够实现相似的作用，可是无法做到像发布订阅形式这样简洁和高雅。
发布订阅形式的优点在于发布者与订阅者的解耦，这种解耦表现在以下两个方面：
• 空间解耦 ： 订阅者与发布者不需要树立直接衔接，新的订阅者想要参加网络时不需要修正发布者的行为。
• 时刻解耦：订阅者和发布者不需要一起在线，即使不存在订阅者也不影响发布者发布音讯。
为什么要做 MQTT 功能测验
MQTT 功能测验首要协助咱们做到如下内容：
1. 摸清 MQTT 核心指标
• 不同网络环境下，音讯端到端的时延 • MQTT Broker 一起坚持的最大衔接数 • MQTT 收发音讯的 TPS
2. 辅助 MQTT Broker 选型
物联网行业里可选的 MQTT Broker 不乏其人，除了经典的 Mosquitto 和 AWS、Azure，百度云、阿里云、IBM 等几个供给物联网 MQTT 接入服务的产品外，可用于商业出产的 MQTT Broker 还有多款。
可是每一款 MQTT Broker 的系统功能与适用场景都不尽相同。例如，EMQ 单机功能较高，单机支撑百万级并发，集群支撑千万级并发，优势在于高并发衔接与高吞吐音讯的服务能力；HiveMQ 单机功能相对较差，有一定高并发衔接与高吞吐音讯的服务能力。
经过 MQTT 功能测验，咱们能够更加精准的选择合适的 MQTT Broker。
业界一般怎么做 MQTT 功能测验？
MQTT 功能测验的难点在于能够一起建议并坚持海量的衔接。
目前最常见的 MQTT 功能测验方法，是根据 JMeter 的 MQTT-Xmeter 插件实现的。该插件的底层原理就是每个线程都模拟一个 MQTT Client，向 MQTT Broker 发送衔接恳求。但是 JMeter 的线程模型（一个并发就是线程）决定了，想要建议海量的衔接恳求，施压机就有必要创立同等数量的线程，不仅造成资源的严峻糟蹋，还约束了单个施压机能够建议的总衔接恳求数。阿里云的功能测验 PTS 允许单个线程建议并坚持最多 100 个，单台施压机最大 5 万个，单次压测最大 1 亿个 MQTT 衔接数。
运用 PTS 能够协助用户轻松建议千万乃至亿级的 MQTT 衔接，节约大量时刻成本和机器成本。
怎么运用 PTS 建议 MQTT 亿级衔接和千万音讯吞吐功能测验
运用过程
1、创立场景。咱们在 PTS 操控台的【压测中心】->【创立场景】中创立 MQTT 压测场景；
2、场景装备。PTS 支撑树立衔接、发布音讯、订阅音讯和关闭衔接四种测验节点。用户若仅需测验 Broker 支撑的最大衔接数，能够只创立树立衔接节点。
对于阿里云的 MQTT 实例，用户只需要翻开签名鉴权开关，填入 AccessKey ID、AccessKey Secret 和实例 ID 即可，PTS 会动态生成用户名和密码。PTS 支撑指定单并发衔接数，以及均匀递加、阶梯递加和固定压力三种流量模型。用户能够经过调整压测中并发数，来操控 MQTT 衔接数的增长速率。
场景装备示例：1 万个 MQTT 衔接作为 pub 客户端发送音讯，每个 pub 客户端每秒发送 1 条 QoS0 音讯；99 万个 MQTT 衔接作为 sub 客户端接纳音讯，每个 sub 客户端每秒接纳 1 条 QoS0 音讯。因此，总的音讯发布吞吐率为每秒 10000，总的音讯接纳吞吐率达到每秒 100 万。
总结
本文阐述了：
1、什么是 MQTT 协议
2、MQTT 功能测验必要性
3、运用 PTS 做 MQTT 功能测验的优势
4、怎么运用 PTS 快速建议 MQTT 功能测验
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