MQTT协议与NATS协议对比分析
两种主流消息协议的全面比较
MQTT和NATS都是流行的消息协议，但它们在设计理念、架构特点和适用场景上有显著差异。本海报将从多个维度进行详细对比，帮助您选择最适合您需求的协议。
info基本概念和设计目标
sensorsMQTT
- check_circle 轻量级发布/订阅消息传输协议
- check_circle 专为物联网(IoT)和传感器网络设计
- check_circle 1999年由IBM发布，现为OASIS标准
- check_circle 设计目标：低带宽、不可靠网络环境下的可靠通信
hubNATS
- check_circle 开源、轻量级、高性能分布式消息中间件
- check_circle 专为云原生应用、微服务架构设计
- check_circle 使用Go语言开发，CNCF孵化项目
- check_circle 设计目标：高并发、低延迟、高可伸缩性的消息系统
architecture架构特点
| 特性 | MQTT | NATS |
|---|---|---|
| 通信模型 | 基于代理(Broker)的集中式架构 | 分布式架构，支持集群、超级集群 |
| 协议基础 | 基于TCP/IP协议栈 | 基于TCP/IP，支持文本协议 |
| 消息头部 | 固定长度2字节，开销小 | 简单文本协议，易于实现 |
| 消息持久性 | 通过QoS级别控制，可选持久化 | 核心NATS无持久化，JetStream提供持久化 |
| 扩展性 | 通过主题(Topic)分层组织 | 通过主题(Subject)和通配符支持灵活路由 |
swap_horiz消息模式
sendMQTT消息模式
- check_circle 发布/订阅(Publish/Subscribe)
- check_circle 三种QoS级别：至多一次、至少一次、只有一次
- check_circle 保留消息(Retained Messages)
- check_circle 遗嘱消息(Will Messages)
sendNATS消息模式
- check_circle 发布/订阅(Publish/Subscribe)
- check_circle 请求/回复(Request/Reply)
- check_circle 队列组(Queue Groups)
- check_circle JetStream：流处理、键值存储、对象存储
speed性能特点
| 指标 | MQTT | NATS |
|---|---|---|
| 吞吐量 | 中等，适合低带宽场景 | 极高，设计用于处理数百万并发连接 |
| 延迟 | 低，适合实时通信 | 极低，专为低延迟设计 |
| 资源消耗 | 极低，适合资源受限设备 | 低，服务器高效利用资源 |
| 可伸缩性 | 通过代理集群扩展 | 天然分布式，支持水平扩展 |
| 容错能力 | 依赖代理的高可用性配置 | 内置集群和故障转移机制 |
category适用场景
devices_otherMQTT适用场景
- check_circle 物联网(IoT)设备通信
- check_circle 传感器网络数据采集
- check_circle 移动应用消息推送
- check_circle 智能家居和自动化系统
cloudNATS适用场景
- check_circle 微服务架构通信
- check_circle 云原生应用消息传递
- check_circle 实时数据流处理
- check_circle 分布式系统协调
balance优缺点分析
thumb_upMQTT优势
- add_circle 协议简单，易于实现
- add_circle 极低的网络开销和资源消耗
- add_circle 成熟的QoS机制保证消息可靠性
thumb_downMQTT劣势
- remove_circle 集中式架构，单点故障风险
- remove_circle 功能相对单一，扩展性有限
thumb_upNATS优势
- add_circle 极高的性能和吞吐量
- add_circle 分布式架构，高可用和容错能力
- add_circle JetStream提供丰富的消息处理功能
thumb_downNATS劣势
- remove_circle 核心协议无持久化，需JetStream支持
- remove_circle 相对较新，生态系统不如MQTT成熟
summarize总结
MQTT和NATS虽然都是消息协议，但设计理念和应用场景有明显差异。MQTT专为物联网和资源受限环境设计，强调简单性和低带宽消耗；而NATS则专注于云原生应用和微服务架构，提供高性能、低延迟和丰富的消息处理能力。选择哪种协议应基于具体应用场景、性能需求和系统架构考虑。对于物联网和传感器网络，MQTT可能是更好的选择；而对于云原生应用和微服务架构，NATS则更具优势。
Eclipse Paho
MQTT客户端库
verified开源免费
遵循Eclipse公共许可证，完全开源免费，可自由使用、修改和分发，适合商业和非商业项目。
devices跨平台支持
可在多种操作系统上运行，包括Windows、Linux、macOS、Android和嵌入式系统，满足不同平台需求。
library_books丰富文档
提供详细的API文档、示例代码和教程，帮助开发者快速上手和解决常见问题。
update持续更新
拥有活跃的社区支持和持续的版本更新，及时修复bug并添加新功能，保持与MQTT协议最新标准同步。
code支持的语言
category适用场景
source网站资源
NATS
云原生消息系统
speed极低延迟
专为微秒级延迟设计，优化的网络栈和消息处理路径，适合实时通信和高性能场景。
data_usage高吞吐量
能够处理数百万消息/秒，满足大规模分布式系统和微服务架构的高吞吐量需求。
lan分布式架构
支持单服务器、集群和超级集群部署，内置集群和故障转移机制，容错能力强。
cloud云原生设计
与容器和微服务架构高度契合，支持Kubernetes集成，适合云原生应用部署。
swap_horiz消息模式
category适用场景
source网站资源
开源MQTT服务器概览
探索物联网世界的消息传输核心，了解主流开源MQTT Broker项目及其特点
Eclipse Mosquitto
EMQX
NanoMQ
VerneMQ
Comqtt
用Go语言编写的轻量级、高性能MQTT服务器，支持分布式集群
项目简介
Comqtt是一个用Go语言编写的可嵌入式高性能MQTT代理服务器，支持分布式集群，符合MQTT v3.0、v3.1.1和v5.0规范，专为物联网和智能家居项目开发而设计。该服务器可以作为独立二进制文件使用，也可以作为库嵌入到您自己的项目中。
主要特性
发展路线图
用Go语言构建高性能MQTT代理服务器
分步指南：从零开始构建可扩展的MQTT Broker
为什么选择Go语言构建MQTT代理服务器
选择合适的MQTT代理库
| 特性 | Comqtt | Mochi MQTT |
|---|---|---|
| MQTT版本 | v3.0, v3.1.1, v5.0 | v3.0, v3.1.1, v5.0 |
| 分布式支持 | 支持分布式集群 | 单节点设计 |
| 使用方式 | 独立二进制或嵌入库 | 主要作为库使用 |
| 特色功能 | Redis/HTTP认证插件、Kafka桥接 | 主题别名、共享订阅、消息过期 |