簡單認識AMQP通信協(xié)議

在工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)、智能工廠和智能設備構建的未來藍圖中，跨層級的連接扮演著核心角色。我們正見證著一場變革：傳統(tǒng)的、分層的自動化金字塔結構正在被一種更大、更全面的網(wǎng)絡結構所取代。在這種新結構中，各個節(jié)點不僅相互連接，還實時交換數(shù)據(jù)，共同編織出智能化的網(wǎng)絡。

MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等多樣化的通信協(xié)議，正是實現(xiàn)這一智能通信的關鍵。本期內容，我們將深入探討AMQP通信協(xié)議的特性，并分析應用場景中的優(yōu)勢。

什么是AMQP?

它如何工作?

高級消息隊列協(xié)議(AMQP)以其異步發(fā)布/訂閱通信的特性，最初由摩根大通銀行在2003年開發(fā)，并于2005年由RedHat、Microsoft、Software AG和Cisco等業(yè)界巨頭組成的工作組進一步推動。經(jīng)歷數(shù)輪試驗性發(fā)布后，AMQP在2011年迎來了其正式版，并被確立為OASIS標準。2014年，AMQP獲得了ISO/IEC認證(19464：2014)。

AMQP最初服務于企業(yè)和金融行業(yè)，但其在工業(yè)領域的應用潛力同樣不容小覷。人們常將其與MQTT進行比較。盡管兩者在高層級上有著相似之處，AMQP實際上構建了一個更為完整的生態(tài)系統(tǒng)。

在AMQP的網(wǎng)絡架構中，客戶端和代理均被稱為容器(如下圖所示)，它們構成了網(wǎng)絡中的多個節(jié)點，可以是生產(chǎn)者、消費者或隊列。生產(chǎn)者負責生成消息，消費者接收消息，而代理則負責存儲和轉發(fā)消息。一個客戶端可以同時扮演消費者和生產(chǎn)者的雙重角色。這些節(jié)點在應用中可以是平面的，也可以是分層的，并通過鏈路相互連接。鏈路是節(jié)點間的單向路徑，它們在會話的更高層級上形成，并擁有唯一的標識符。即使容器間的連接中斷，鏈路也能在恢復后重新建立。

典型的AMQP應用

AMQP不僅支持代理，路由器還可以集成到網(wǎng)絡，路由器只實施AMQP傳輸層，執(zhí)行傳輸任務，無需對消息進行列隊。路由器在生產(chǎn)者和消費者間建立同步連接，適合跨地域通信。AMQP網(wǎng)絡中，代理和路由器可并行工作。在消息傳輸方面，AMQP有兩種傳輸機制：“已解決”(最多一次)和“未解決”(至少一次)。整個(帶注釋的)消息的傳輸格式是 XML，但消息主體可以使用各種編碼格式，如二進制、JSON、Avro 或 XML。

AMQP VS MQTT 對比

01互操作性: AMQP VS MQTT

AMQP以其緊湊的特性，專注于定義數(shù)據(jù)類型這一核心的互操作性功能。使用鏈接可以確保特定生產(chǎn)者節(jié)點的可用性，使AMQP更適用于計算機與機器間的交互。

盡管如此，在某些應用場景中，設備間的通信可能并非完全開放，可能需要通過一定的推斷來理解如何與其他設備進行有效溝通。在這方面，AMQP與MQTT有著相似之處，尤其是在人機交互的體驗上。用戶可以輕松地在手冊中查找可用的生產(chǎn)者數(shù)據(jù)。

02實時性: AMQP VS MQTT

AMQP作為一種發(fā)布/訂閱通信協(xié)議，能夠實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳遞。雖然由于其較大的有效載荷，AMQP可能無法與MQTT在速度上相媲美，但它仍然能夠提供接近實時的通信性能。

03安全性: AMQP VS MQTT

AMQP本身不內置安全性，但它的安全性可以通過多種措施來加強。例如，可以通過TLS(傳輸層安全協(xié)議)對底層網(wǎng)絡連接進行加密，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。此外，還可以利用SASL(簡單認證和安全層)對訂閱者進行身份驗證。

04實現(xiàn)度: AMQP VS MQTT

AMQP與MQTT類似，都采用了發(fā)布/訂閱模式，但AMQP在消息傳輸方面提供了更豐富的選項。這種靈活性意味著AMQP對應用資源的需求更高，且其實現(xiàn)過程也相對更為復雜。對于需要利用AMQP擴展功能的場景，推薦使用庫來簡化實現(xiàn)過程。通過這種方式，AMQP傳輸協(xié)議能夠更高效地被集成和運用。

AMQP 適用于哪些應用場景?

AMQP主要用于商業(yè)和企業(yè)級應用領域，但其輕量級的應用中也具備優(yōu)勢。在這些輕量級場景中，AMQP能夠獨立于HTTPS或WebSockets等外部應用層協(xié)議，提供完整的解決方案。與MQTT相比，AMQP具有更廣泛的適用性，適用于多種功能實現(xiàn)：

監(jiān)控和實時發(fā)布更新

向暫時離線的客戶端延遲傳輸數(shù)據(jù)

監(jiān)控風險相關數(shù)據(jù)或控制內部操作

內部事件的分發(fā)

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