協議就是通信雙方的一個約定，即，表示第1位傳輸的什么、第2位傳輸的什么……。在MQTT協議中，一個MQTT數據包由：固定頭（Fixed header）、 可變頭（Variable header）、 消息體（payload）三部分構成。
MQTT 數據包結構
-
固定頭（Fixed header），存在於所有MQTT數據包中，表示數據包類型及數據包的分組類標識 -
可變頭（Variable header），存在於部分MQTT數據包中，數據包類型決定了可變頭是否存在及其具體內容 -
消息體（Payload），存在於部分MQTT數據包中，表示客戶端收到的具體內容
1 MQTT固定頭
固定頭存在於所有MQTT數據包中，其結構如下：
| Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| byte 1 | MQTT數據包類型 |
不同類型MQTT數據包的具體標識 |
||||||
| byte 2… | 剩余長度 | |||||||
1.1 MQTT數據包類型
位置：byte 1, bits 7-4。
相於一個4位的無符號值，類型如下：
| 名稱 | 值 | 流方向 | 描述 |
|---|---|---|---|
| Reserved | 0 | 不可用 | 保留位 |
| CONNECT | 1 | 客戶端到服務器 | 客戶端請求連接到服務器 |
| CONNACK | 2 | 服務器到客戶端 | 連接確認 |
| PUBLISH | 3 | 雙向 | 發布消息 |
| PUBACK | 4 | 雙向 | 發布確認 |
| PUBREC | 5 | 雙向 | 發布收到（保證第1部分到達） |
| PUBREL | 6 | 雙賂 | 發布釋放（保證第2部分到達） |
| PUBCOMP | 7 | 雙向 | 發布完成（保證第3部分到達） |
| SUBSCRIBE | 8 | 客戶端到服務器 | 客戶端請求訂閱 |
| SUBACK | 9 | 服務器到客戶端 | 訂閱確認 |
| UNSUBSCRIBE | 10 | 客戶端到服務器 | 請求取消訂閱 |
| UNSUBACK | 11 | 服務器到客戶端 | 取消訂閱確認 |
| PINGREQ | 12 | 客戶端到服務器 | PING請求 |
| PINGRESP | 13 | 服務器到客戶端 | PING應答 |
| DISCONNECT | 14 | 客戶端到服務器 | 中斷連接 |
| Reserved | 15 | 不可用 | 保留位 |
1.2 標識位
位置：byte 1, bits 3-0。
在不使用標識位的消息類型中，標識位被做為保留位。如果收到無效的標志時，接收端必須關閉網絡連接：
| 數據包 | 標識位 | Bit 3 | Bit 2 | Bit 1 | Bit 0 |
|---|---|---|---|---|---|
| CONNECT | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| CONNACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PUBLISH | MQTT 3.1.1使用 | DUP1 | QoS2 | QoS2 | RETAIN3 |
| PUBACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PUBREC | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PUBREL | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PUBCOMP | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| SUBSCRIBE | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| SUBACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| UNSUBSCRIBE | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| UNSUBACK | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PINGREQ | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PINGRESP | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| DISCONNECT | 保留位 | 0 | 0 | 0 | 0 |
-
DUP：發布消息的副本。用來在保證消息的可靠傳輸，如果設置為 1，則在下面的變長中增加MessageId，並且需要回復確認，以保證消息傳輸完成，但不能用於檢測消息重復發送。 -
QoS：發布消息的服務質量，即：保證消息傳遞的次數-
00：最多一次，即：<=1 -
01：至少一次，即：>=1 -
10：一次，即：=1 -
11：預留
-
-
RETAIN： 發布保留標識，表示服務器要保留這次推送的信息，如果有新的訂閱者出現，就把這消息推送給它，如果設有那么推送至當前訂閱者后釋放。
1.3 剩余長度（Remaining Length）
位置：byte 1。
固定頭的第二字節用來保存變長頭部和消息體的總大小的，但不是直接保存的。這一字節是可以擴展，其保存機制，前7位用於保存長度，后一部用做標識。當最后一位為 1時，表示長度不足，需要使用二個字節繼續保存。 例如：計算出后面的大小為0
2 MQTT可變頭
MQTT數據包中包含一個可變頭，它駐位於固定的頭和負載之間。可變頭的內容因數據包類型而不同，較常的應用是做為包的標識：
| Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| byte 1 | 包標簽符（MSB） | |||||||
| byte 2… | 包標簽符（LSB） | |||||||
很多類型數據包中都包括一個2字節的數據包標識字段，這些類型的包有：PUBLISH (QoS > 0)、PUBACK、PUBREC、PUBREL、PUBCOMP、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK
3 Payload消息體
Payload消息體位MQTT數據包的第三部分，CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四種類型的消息 有消息體：
-
CONNECT，消息體內容主要是：客戶端的ClientID、訂閱的Topic、Message以及用戶名和密碼。 -
SUBSCRIBE，消息體內容是一系列的要訂閱的主題以及QoS。 -
SUBACK，消息體內容是服務器對於SUBSCRIBE所申請的主題及QoS進行確認和回復。 -
UNSUBSCRIBE，消息體內容是要訂閱的主題。