在MQTT协议中，一个控制报文（数据包）的结构按照前后顺序分如下三部分：

下图是MQTT控制报文（数据包）格式的结构示意图：

1、固定报头(Fixed header)：

固定报头存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及控制类标志等。固定报头由至少2个字节组成，格式如下：

1.1、控制报文类型(Control Packet type)：

固定报头第一个字节的高四位（7-4号位）是代表控制报文的类型，也就是这个数据包是做什么用的。是用7-4号位的二进制（也就是1111--0000之间）组合值，来代表具体的含义，见下表：

1.2、标志(Flags)：

固定报头第1个字节的低4位 （3-0号位）包含每个MQTT控制报文类型特定的标志，必须与控制报文类型配套对应使用，否则服务端代理服务会拒绝服务或断开连接。具体的见下表（保留的标志必须按照表中的值设置）：

注：关于用“是否”描述的实际就是布尔类型，0表示否，1表示是；

1.3、第一字节各类型报文具体值：

固定报头报文类型高4位和标志位的低4位综合起来，最终第一个字节是有一个具体值的。为了更好的理解第一个字节的具体值是怎样得出来的，在下表列出了不同类型的报文及某个报文不同标志时的具体值：

注：关于发布主题还有其他情况这里就没有全部列出，根据表中的规律就可以计算出实际的值了。

1.3、剩余长度(Remaining Length)：

剩余长度是从第二个字节开始，最多允许占用四个字节。描述本次传送的应用消息在剩余长度字节之后（不包括剩余长度字节本身）还有多少个字节，包括可变报头（有的报文没有这部分） + 有效载荷（有的报文没有这部分）的所有字节数量。

根据上面描述，剩余长度属于变长的编码规则，也就是它可能是1-4个字节中的任何一种情况，那么怎样知道当前这个报文的剩余长度是占用了几个字节的呢？如果不能确定，那么接收方就无法正确解析数据了。所以MQTT协议规定剩余长度的每个字节的最高位（也就是7号位）作为是否还有下一个字节剩余长度的标志位，不做长度数值的表述位。这样每给剩余长度字节最大代表长度值就是127（二进制 1111111 的值）了，因为只有7个位表示长度了。向后每增加一个字节都代表前一个字节满值再加1的倍数，四个字节的剩余长度代表的长度值最大可为268435455。

如果剩余长度值不大于127，则只用一个字节表示，例如121，则剩余长度字节的二进制是01111001，含义见下表：

如果剩余长度值大于127小于16384，则需用两个字节表示，例如15971，则剩余长度两字节具体值则是0xE3 0x7C（11100011 01111100），含义见下表：

两个字节代表的长度值相加 99 + 15872 = 15971，这既是完整的剩余长度值了。后面这个字节每增加1，则代表剩余长度值增加128。也就是前面字节的低7位值满都为1（127）再加1，就到后面字节加1，前面字节低7位归0。再加满再到后面字节加1，以此类推。所以两个字节可以表述的最大值是（11111111 01111111）127+(127*128) = 16383。
??由于使用了两个字节表述剩余长度，那么前面的字节的最高位7号位就要置1，以告诉解析程序后面的字节还要按照剩余长度来计算。

如果剩余长度值大于16383小于2097152，则需用三个字节表示，例如2097150，则剩余长度三字节具体值则是0xFE 0xFF 0x7F（11111110 11111111 01111111），含义见下表：

三个字节代表的长度值相加 126 + 16256 + 2080768 = 2097150，这既是完整的剩余长度值了。3字节每增加1，则代表剩余长度值增加16384，即前两个字节满值再加1。四字节的原理也是这样向后推导，这里就不再列举了。

剩余长度使用1-4个字节可以描述的长度范围见下表：

2、可变报头(Variable header)：

可变报头在固定报头与有效负载之间，不是所有的报文都有可变报头。报文类型不同可变报头的内容也不同。后面会对各报文的可变报头逐一讨论。某些类型的报文中的可变报头还包含报文标识符（Packet Identifier）字段。

2.1、报文标识符(Packet Identifier)：

报文标识符，一定程度上相当于是每个报文的唯一ID，用于识别报文身份的。重复发送报文时，必须使用相同的报文标识符。在需要应答的控制报文里，标识符可以区分是应答的哪个报文。某些控制报文的可变报头部分包含一个两字节的报文标识符字段。这些报文分别是PUBLISH（QoS > 0时）， PUBACK，PUBREC，PUBREL，PUBCOMP，SUBSCRIBE, SUBACK，UNSUBSCRIBE，UNSUBACK。
??需要使用标识符的报文，发送方在每次发送一个新的报文时，必须分配一个没有使用过的报文标识符。报文标识符固定使用两个字节，按照双字节读值可用范围是0-65535（00000000 00000000 -- 11111111 11111111）。

3、有效载荷(Payload)：

在一些需要携带用户自定义的应用消息的MQTT控制报文中，会将这些信息放在报文的最后部分，称之为有效载荷。对于PUBLISH来说有效载荷就是应用消息。不同的控制报文有效载荷内容不同，后面会在分别介绍控制报文时具体讨论。下表列出哪些控制报文有包含有效载荷：

本节完，待续......