2025年高職（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）MQTT協(xié)議應(yīng)用試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：以下每題有四個(gè)選項(xiàng)，其中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，請將正確選項(xiàng)的序號填在題后的括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.MQTT協(xié)議中，用于表示連接請求的控制報(bào)文是（）A.CONNECTB.CONNACKC.PUBLISHD.SUBSCRIBE答案：A2.MQTT協(xié)議中，客戶端與服務(wù)器建立連接后，首先發(fā)送的控制報(bào)文是（）A.CONNECTB.CONNACKC.PUBLISHD.SUBSCRIBE答案：D3.MQTT協(xié)議中，QoS等級為1時(shí)，消息的傳遞保證是（）A.最多一次B.至少一次C.只有一次D.以上都不對答案：B4.MQTT協(xié)議中，主題過濾器用于（）A.控制消息的發(fā)布B.控制消息的訂閱C.控制消息的轉(zhuǎn)發(fā)D.以上都不對答案：B5.MQTT協(xié)議中，保留消息的特點(diǎn)是（）A.只發(fā)送給最新訂閱的客戶端B.只發(fā)送給最早訂閱的客戶端C.發(fā)送給所有訂閱的客戶端D.以上都不對答案：C6.MQTT協(xié)議中，心跳機(jī)制的作用是（）A.保持連接的活躍B.檢測網(wǎng)絡(luò)故障C.提高消息傳輸效率D.以上都不對答案：A7.MQTT協(xié)議中，客戶端訂閱主題時(shí)，QoS等級可以設(shè)置為（）A.0或1B.0或2C.1或2D.0、1或2答案：D8.MQTT協(xié)議中，消息發(fā)布時(shí)，QoS等級為2時(shí)，需要（）A.一次確認(rèn)B.兩次確認(rèn)C.三次確認(rèn)D.不需要確認(rèn)答案：C9.MQTT協(xié)議中，服務(wù)器向客戶端發(fā)送的確認(rèn)消息是（）A.PUBACKB.PUBRECC.PUBRELD.PUBCOMP答案：A10.MQTT協(xié)議中，客戶端取消訂閱主題時(shí)，發(fā)送的控制報(bào)文是（）A.UNSUBSCRIBEB.UNSUBACKC.DISCONNECTD.PUBLISH答案：A第II卷（非選擇題，共70分）11.（10分）簡述MQTT協(xié)議的主要特點(diǎn)。MQTT協(xié)議具有輕量級、低功耗、支持多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、消息傳輸可靠等特點(diǎn)。它采用發(fā)布/訂閱模式，減少了客戶端與服務(wù)器之間的耦合度。協(xié)議頭部小，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬少，適合在資源受限的設(shè)備上運(yùn)行。同時(shí)，提供了不同的QoS等級，滿足不同應(yīng)用場景對消息傳遞的要求。12.（15分）說明MQTT協(xié)議中QoS等級0、1、2的區(qū)別。（總共3題，每題5分）QoS等級0表示最多一次傳遞。消息發(fā)送后，服務(wù)器不保證消息一定到達(dá)客戶端，可能丟失。適用于對消息準(zhǔn)確性要求不高的場景。QoS等級1表示至少一次傳遞。消息發(fā)送后，服務(wù)器會(huì)確保消息至少到達(dá)客戶端一次?？赡軙?huì)出現(xiàn)重復(fù)消息。QoS等級2表示只有一次傳遞。消息發(fā)送后，服務(wù)器會(huì)確保消息準(zhǔn)確無誤地到達(dá)客戶端，且只到達(dá)一次。通過多次確認(rèn)機(jī)制保證消息的可靠傳輸。13.（15分）請描述MQTT協(xié)議中主題的作用及主題命名規(guī)則。主題在MQTT協(xié)議中用于標(biāo)識消息的類別或目的地。不同的客戶端可以根據(jù)主題進(jìn)行訂閱，從而接收感興趣的消息。主題命名規(guī)則通常采用層次化結(jié)構(gòu)，各層次之間用斜杠（/）分隔。命名應(yīng)具有一定的邏輯性和可讀性，能夠清晰地表達(dá)消息的主題內(nèi)容。例如，“sensor/temperature/room1”表示某個(gè)房間的溫度傳感器數(shù)據(jù)主題。14.（20分）閱讀以下材料：在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中，有多個(gè)設(shè)備需要通過MQTT協(xié)議向服務(wù)器發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息。設(shè)備A每10秒發(fā)送一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（正常/故障）；設(shè)備B每5秒發(fā)送一次設(shè)備溫度數(shù)據(jù)；設(shè)備C每15秒發(fā)送一次設(shè)備電量數(shù)據(jù)。服務(wù)器需要根據(jù)這些設(shè)備的不同數(shù)據(jù)更新頻率，合理分配資源進(jìn)行處理。問題：請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的方案，說明如何利用MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備數(shù)據(jù)的高效傳輸與處理。（總共4題，每題5分）對于設(shè)備A，設(shè)置合適的QoS等級，如QoS1，確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)消息至少一次發(fā)送到服務(wù)器。根據(jù)其10秒的發(fā)送頻率，合理安排服務(wù)器端接收和處理的時(shí)間間隔。設(shè)備B發(fā)送溫度數(shù)據(jù)較頻繁，每5秒一次?？刹捎肣oS2保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸，同時(shí)服務(wù)器端優(yōu)化接收處理流程，快速更新設(shè)備溫度信息。設(shè)備C每15秒發(fā)送一次電量數(shù)據(jù)，設(shè)置QoS0即可，服務(wù)器端按照相應(yīng)時(shí)間間隔接收處理，合理分配資源，避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的高效傳輸與處理。15.（20分）閱讀材料：某工業(yè)控制系統(tǒng)通過MQTT協(xié)議與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。系統(tǒng)中有多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集設(shè)備的各種參數(shù)，如溫度、壓力、流量等，并將這些數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，然后向設(shè)備發(fā)送控制指令。問題：請分析在這個(gè)過程中，MQTT協(xié)議可能面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，并提出相應(yīng)的防范措施。（總共4題，每題5分）安全風(fēng)險(xiǎn)：數(shù)據(jù)傳輸過程中可能被竊取或篡改，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行異?；驍?shù)據(jù)泄露。防范措施：采用TLS/SSL加密傳輸，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。對客戶端和服務(wù)器進(jìn)行身份認(rèn)證，防止非法接入。風(fēng)險(xiǎn)：