今天继续聊SOA的话题，前面聊过了SOME/IP和DDS，很多文章提到SOA协议，还会把HTTP和MQTT也放进来讨论。但个人认为，目前只有SOME/IP和DDS适合作为车载SOA的中间件方案，而HTTP和MQTT则更适合应用于车联网云端交互的场景。
MQTT是一个客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议。它的设计思想是轻巧、开放、简单、规范，因此易于实现。这些特点使得它对很多场景来说都是很好的选择，包括受限的环境如机器与机器的通信(M2M)以及物联网环境(IoT)，这些场景要求很小的代码封装或者网络带宽非常昂贵。
MQTT运行在TCP/IP之上，它有以下特点：
使用发布/订阅消息模式，提供了一对多的消息分发和应用之间的解耦。
消息传输不需要知道负载内容。
提供三种等级的服务质量：“最多一次”，尽操作环境所能提供的最大努力分发消息。消息可能会丢失。例如，这个等级可用于环境传感器数据，单次的数据丢失没关系，因为不久之后会再次发送；“至少一次”，保证消息可以到达，但是可能会重复；“仅一次”，保证消息只到达一次。
很小的传输消耗和协议数据交换，最大限度减少网络流量。
连接异常断开时，能通知到相关各方。
如图，不管对于CP还是AP Autosar，都没有提供MQTT的支持。因此，对于跑Autosar的ECU来说，很难实施MQTT Client，更不要说Broker了。对于非Autosar的ECU来说，MQTT Client的实施是容易的，但是能不能作为Broker就得打个问号了。前面讨论过几种通信模型，MQTT是典型的Broker模型：
互联网通常具备性能强大的后端服务器，完全有能力部署Broker，承受百万级别的连接，还可以支持身份认证、动态主题、主题过滤、集群等，尤其是主题的管理，我认为是不可或缺的功能点，ECU可以实现吗？即使可以，我想对性能的挑战也会不小。因此，对于非Autosar的ECU来说，MQTT更多的应用场景是实现MQTT的客户端，与云端进行通信，可能还需要进行云端消息与车载SOA消息间的转化，从而实现远程控制、远程升级、大数据采集等常见功能。
下面我以初步体验一下MQTT作为小目标，快速搭建了一个Paho MQTT Client + Mosquitto MQTT Broker的试验环境，先简单介绍一下它俩：
Eclipse Mosquito 是一个开源(EPL/EDL许可)消息代理，它实现了MQTT协议版本5.0、3.1.1和3.1。Mosquito是轻量级的，适用于从低功耗单板机到全服务器的所有设备。
Eclipse Paho 以各种编程语言提供了MQTT客户端的开源(EPL/EDL许可)实现：
以前觉得Eclipse是做IDE的，还不咋好用，又肤浅了。
下面以Paho C 同步接口为例，实现两个客户端，一个订阅主题，一个发布主题消息，通过Broker进行通信，关于下载和安装，依然写在README中，关注公众号回复“演示代码”就可以看到完整Demo代码的Github链接。运行结果如下：
从这个示例，可以看出，两个客户端之间彼此独立，它们只分别与Broker进行通信，代码比较简单，按照官方示例的调用顺序，配置通信参数就可以了，用Wireshark抓取数据包(3.4.2版本完美支持MQTT协议)：
现在问题来了，在互联网环境中，这样的通信是非常不安全的，所有消息几乎都在裸奔，并且只要连接建立起来，任何应用都可以订阅/发布任何主题的任何消息，显然，这是不能接受的。那么，如何实现常用的双向认证呢？首先，在编译Paho C++ Client库时需要打开PAHO_WITH_SSL开关，接下来用脚本(在生产环境中，可以定制生成证书的脚本)简单制作测试用的CA：
mkdir myCA
wget https://github.com/owntracks/tools/raw/master/TLS/generate-CA.sh
chmod +x generate-CA.sh
# 生成服务端证书
./generate-CA.sh server
# 用生成的CA，生成客户端证书
openssl genrsa -out client.key 2048
openssl req -new -out client.csr -key client.key -subj "/CN=client/O=example.com"
openssl x509 -req -in client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAserial ./ca.srl -out client.crt -days 3650 -addtrust clientAuth简单测试一下，CA是否可用：
openssl verify -CAfile ca.crt server.crt
openssl verify -CAfile ca.crt client.crt创建配置文件ca_test.conf：
listener 8883
cafile /home/lxl/Develop/myCA/ca.crt
certfile /home/lxl/Develop/myCA/server.crt
keyfile /home/lxl/Develop/myCA/server.key
require_certificate true
use_identity_as_username true用这个配置文件启动mosquitto：
mosquitto -c ./ca_test.conf用mosquitto提供的测试程序，验证SSL连接是否成功：
mosquitto_sub -h 127.0.0.1 -p 8883 -t "TestTopic" --cafile /home/lxl/Develop/myCA/ca.crt --cert /home/lxl/Develop/myCA/client.crt --key /home/lxl/Develop/myCA/client.key
mosquitto_pub -h 127.0.0.1 -p 8883 -t "TestTopic" -m "this is SSL" --cafile /home/lxl/Develop/myCA/ca.crt --cert /home/lxl/Develop/myCA/client.crt --key /home/lxl/Develop/myCA/client.key验证OK后，可以着手改代码了，主要是在建立连接前配置SSL选项的参数(具体可以查看完整代码)：
MQTTClient_SSLOptions ssl_opts = MQTTClient_SSLOptions_initializer;
conn_opts.ssl = &ssl_opts;
conn_opts.ssl->trustStore = "/home/lxl/Develop/myCA/ca.crt";
conn_opts.ssl->keyStore = "/home/lxl/Develop/myCA/client.crt";
conn_opts.ssl->privateKey = "/home/lxl/Develop/myCA/client.key";
conn_opts.ssl->enableServerCertAuth = true;运行效果和前面基本一致，再用Wireshark捕获一下数据包看看：
Nice，终于不再裸奔啦～
双向认证只是安全措施的一种，还可以加持其他措施，如身份认证、针对主题的权限管理等，以增强安全性。
最后，和HTTP相比，MQTT是为物联网而生的协议，主要体现在：它比HTTP更加轻量，协议更精简，消息头更短，这些都提高了它的响应时间和吞吐量，并降低了开销和功耗。MQTT也有不适用的场景，比如大文件、音视频等，就要考虑其他传输方案了。
