简单认识AMQP通信协议

在工业4.0、物联网、智能工厂和智能设备构建的未来蓝图中，跨层级的连接扮演着核心角色。我们正见证着一场变革：传统的、分层的自动化金字塔结构正在被一种更大、更全面的网络结构所取代。在这种新结构中，各个节点不仅相互连接，还实时交换数据，共同编织出智能化的网络。

MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等多样化的通信协议，正是实现这一智能通信的关键。本期内容，我们将深入探讨AMQP通信协议的特性，并分析应用场景中的优势。

什么是AMQP?

它如何工作?

高级消息队列协议(AMQP)以其异步发布/订阅通信的特性，最初由摩根大通银行在2003年开发，并于2005年由RedHat、Microsoft、Software AG和Cisco等业界巨头组成的工作组进一步推动。经历数轮试验性发布后，AMQP在2011年迎来了其正式版，并被确立为OASIS标准。2014年，AMQP获得了ISO/IEC认证(19464：2014)。

AMQP最初服务于企业和金融行业，但其在工业领域的应用潜力同样不容小觑。人们常将其与MQTT进行比较。尽管两者在高层级上有着相似之处，AMQP实际上构建了一个更为完整的生态系统。

在AMQP的网络架构中，客户端和代理均被称为容器(如下图所示)，它们构成了网络中的多个节点，可以是生产者、消费者或队列。生产者负责生成消息，消费者接收消息，而代理则负责存储和转发消息。一个客户端可以同时扮演消费者和生产者的双重角色。这些节点在应用中可以是平面的，也可以是分层的，并通过链路相互连接。链路是节点间的单向路径，它们在会话的更高层级上形成，并拥有唯一的标识符。即使容器间的连接中断，链路也能在恢复后重新建立。

典型的AMQP应用

AMQP不仅支持代理，路由器还可以集成到网络，路由器只实施AMQP传输层，执行传输任务，无需对消息进行列队。路由器在生产者和消费者间建立同步连接，适合跨地域通信。AMQP网络中，代理和路由器可并行工作。在消息传输方面，AMQP有两种传输机制：“已解决”(最多一次)和“未解决”(至少一次)。整个(带注释的)消息的传输格式是 XML，但消息主体可以使用各种编码格式，如二进制、JSON、Avro 或 XML。

AMQP VS MQTT 对比

01互操作性: AMQP VS MQTT

AMQP以其紧凑的特性，专注于定义数据类型这一核心的互操作性功能。使用链接可以确保特定生产者节点的可用性，使AMQP更适用于计算机与机器间的交互。

尽管如此，在某些应用场景中，设备间的通信可能并非完全开放，可能需要通过一定的推断来理解如何与其他设备进行有效沟通。在这方面，AMQP与MQTT有着相似之处，尤其是在人机交互的体验上。用户可以轻松地在手册中查找可用的生产者数据。

02实时性: AMQP VS MQTT

AMQP作为一种发布/订阅通信协议，能够实现快速的数据传递。虽然由于其较大的有效载荷，AMQP可能无法与MQTT在速度上相媲美，但它仍然能够提供接近实时的通信性能。

03安全性: AMQP VS MQTT

AMQP本身不内置安全性，但它的安全性可以通过多种措施来加强。例如，可以通过TLS(传输层安全协议)对底层网络连接进行加密，确保数据传输的安全性。此外，还可以利用SASL(简单认证和安全层)对订阅者进行身份验证。

04实现度: AMQP VS MQTT

AMQP与MQTT类似，都采用了发布/订阅模式，但AMQP在消息传输方面提供了更丰富的选项。这种灵活性意味着AMQP对应用资源的需求更高，且其实现过程也相对更为复杂。对于需要利用AMQP扩展功能的场景，推荐使用库来简化实现过程。通过这种方式，AMQP传输协议能够更高效地被集成和运用。

AMQP 适用于哪些应用场景?

AMQP主要用于商业和企业级应用领域，但其轻量级的应用中也具备优势。在这些轻量级场景中，AMQP能够独立于HTTPS或WebSockets等外部应用层协议，提供完整的解决方案。与MQTT相比，AMQP具有更广泛的适用性，适用于多种功能实现：

监控和实时发布更新

向暂时离线的客户端延迟传输数据

监控风险相关数据或控制内部操作

内部事件的分发

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倍加福–未来自动化的驱动者和创新者

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