实验目的
Wireshark抓包分析MQTT协议
实验环境
实验步骤
步骤 1：安装 Mosquitto Broker
确保你已经安装了 Mosquitto Broker，这是一个流行的 MQTT 代理。 安装完成后，Mosquitto服务会自动启动。
步骤2：检查 Mosquitto 代理服务器的状态以及它是否正在监听指定的端口
由上可知，Mosquitto服务正在运行，并且在本地（127.0.0.1和[::1]）监听端口"1883"，这是MQTT协议的默认端口。如果您的应用程序需要与Mosquitto服务进行通信，可以使用本地主机地址（127.0.0.1或localhost）和端口"1883"。
步骤 3：使用 MQTT 客户端发布和订阅消息，产生MQTT数据包
打开两个终端窗口，一个用于发布消息，另一个用于订阅消息。先订阅消息再发布消息。
在订阅消息的终端：
执行mosquitto_sub -h localhost -t "test/topic"，在这个命令中，-h 指定MQTT代理服务器的地址，-t 指定主题。
在发布消息的终端：
执行mosquitto_pub -h localhost -t "test/topic" -m "Hello, MQTT!" ，-m 指定要发布的消息。
此时，在订阅消息的窗口显示了接收到的消息。
步骤 4：启动 Wireshark 捕获数据包
在 Wireshark 中选择网络接口，并使用过滤器 mqtt 过滤显示 MQTT 相关的数据包。需要注意的是：如果你在本地机器上运行MQTT broker和客户端，你应该选择loopback接口。
步骤 5：分析 MQTT 数据包
浏览捕获的数据包，选择一个 MQTT 数据包以查看其详细信息。
数据包分析
1.消息类型（Message Type）：这是MQTT协议中的一部分，它定义了数据包的类型。这可以帮助你理解MQTT会话的流程。
CONNECT：客户端发送CONNECT数据包到服务器，请求建立连接。这个数据包包含了客户端的信息，如客户端标识符，用户名和密码（如果需要），以及其他连接参数。
CONNACK：服务器响应CONNACK数据包，确认连接请求。这个数据包包含了连接的结果，如是否接受连接，以及会话的状态。
SUBSCRIBE：客户端发送SUBSCRIBE数据包到服务器，请求订阅一个或多个主题。这个数据包包含了要订阅的主题列表，以及对应的QoS等级。
SUBACK：服务器响应SUBACK数据包，确认订阅请求。这个数据包包含了对应的QoS等级。
PUBLISH：服务器或客户端发送PUBLISH数据包，发布消息到一个主题。这个数据包包含了主题和消息内容。
PUBACK：在QoS等级为1或2的情况下，接收PUBLISH数据包的一方响应PUBACK数据包，确认收到消息。
PUBREC， PUBREL， PUBCOMP：在QoS等级为2的情况下，这些数据包用于实现消息的可靠传输。
PINGREQ 和 PINGRESP：客户端发送PINGREQ数据包到服务器，请求保持连接。服务器响应PINGRESP数据包，确认保持连接。
DISCONNECT：客户端发送DISCONNECT数据包到服务器，请求断开连接。
2.主题（Topic）：在PUBLISH和SUBSCRIBE消息中，主题是非常重要的部分。它定义了消息的分类，可以帮助你理解消息的目的和来源。
3.消息内容（Payload）：在PUBLISH消息中，消息内容是最重要的部分。这是实际的应用数据，
4.服务质量（Quality of Service，QoS）：这是MQTT协议中的一部分，它定义了消息传输的服务质量等级。这可以帮助你理解消息传输的可靠性。当一个消息被发布时，PUBLISH数据包中的QoS字段指定了这个消息应该被传递的方式。QoS等级可以是0（最多交付一次），1（至少交付一次），或2（只交付一次）。
回顾实验，并回答下面问题。
产生MQTT数据包还有哪些方法？
（1）MQTT客户端工具：有许多可用于生成MQTT数据包的客户端工具。其中一些工具包括MQTT.fx、MQTT Explorer、MQTT Lens等。这些工具通常提供用户界面，使您能够轻松地创建、编辑和发送MQTT消息。
（2）编程语言中的MQTT库：如果您熟悉编程，可以使用支持MQTT协议的编程语言中的MQTT库来编写脚本或程序。例如，Python有Paho MQTT库，JavaScript有MQTT.js等。
（3）使用在线MQTT测试工具： 有一些在线工具可用于测试MQTT消息，例如HiveMQ Websocket Client。这些工具允许您通过Web界面发送和接收MQTT消息。
wirshark捕获不到MQTT数据包的原因有哪些？
（1）网络接口选择错误：确保你在Wireshark中选择了正确的网络接口。如果你在本地机器上运行MQTT broker和客户端，你应该选择loopback接口（在Windows上通常是`Npcap Loopback Adapter`，在Linux上通常是`lo`）。
（2）过滤器设置不正确：在Wireshark的过滤器框中，你需要输入`mqtt`以过滤出MQTT协议的数据包。如果你没有设置过滤器或者设置的过滤器不正确，你可能会看到很多其他协议的数据包，从而无法找到MQTT数据包。
（3）MQTT通信没有成功：如果你的MQTT客户端和broker没有正确地建立连接或者没有成功地发送消息，你可能无法在Wireshark中看到MQTT数据包。你可以检查你的MQTT客户端和broker的日志，看看是否有任何错误信息。
（4）MQTT使用了加密：如果你的MQTT通信使用了SSL/TLS加密（例如，使用了mqtts协议），你需要在Wireshark中配置SSL解密参数，才能看到MQTT数据包的内容。如果你没有配置SSL解密参数，你只能看到加密的TCP数据包，而看不到MQTT数据包。
（5） 网络安全策略或防火墙阻止了数据包的捕获：某些网络安全策略或防火墙可能会阻止Wireshark捕获数据包。你可以检查你的网络安全设置，看看是否有这样的限制。
3. 在分析MQTT数据包时，还有哪些可能需要关注的内容？
（1）保持连接（Keep Alive）：在CONNECT消息中，保持连接是一个重要的参数。它定义了客户端和服务器之间的心跳间隔，可以帮助你理解会话的活动状态。
（2）会话状态（Session State）：在CONNACK消息中，会话状态是一个重要的参数。它定义了会话的当前状态，可以帮助你理解会话的生命周期。
（3）客户端标识符（Client Identifier）：在CONNECT消息中，客户端标识符是一个重要的参数。它定义了客户端的唯一标识，可以帮助你理解会话的来源。
（4）用户名和密码（Username and Password）：在CONNECT消息中，如果启用了MQTT的安全特性，用户名和密码是重要的参数。它们定义了客户端的认证信息，可以帮助你理解会话的安全性。
