物联网---网络通信协议

HTTP

HTTP协议是典型的CS通信模式，由客户端主动发起连接，向服务器请求XML或JSON
数据。该协议最早是为了使用Web浏览器上网浏览场景而设计的，目前在PC、手机、PDA
等终端上都应用广泛，但并不适用于物联网场景，有三大弊端:
（1）必须由设备主动向服务器发送数据，服务器难以主动向设备推送数据。
（2）安全性不高。
（3）不同于用户交互终端。

WebSocket

WehSocket协议之前，双工通信是通过多个HTTP连接实现的，导致效率低下，WebSocket的出现解决了这个问题。
WeSocket协议支持(在受控环境中运行不受信任的代码)客户端与(选择加人该代码的通信)远程主机之间进行全双工通信。其安全模型是Wed浏览器常用的基于原始的安全的通信模式。协议包括一个开放的握手及随后TCP层上的消息帧。该技术的目标是为基于浏览器的，需要和服务器进行双向通信的应用程序提供一种通信机制。

XMPP

XMPP：（可扩展消息与存在协议)是目前主流的四种IM (IM: 即时消息)协议之一。其他三种分别为即时信息和空间协议(IMPP)、空间和即时信息协议(PRIM)、针对即时通信和空间平衡扩充的进程开始协议SIP(SIMPLE)。
XMPP是基于可扩展标记语言(XML)的协议，可用于即时消息(IM) 及在线现场探测，允许因特网用户向因特网上的其他任何人发送即时消息，即使操作系统和浏览器不同。XMPP是基于TCP/IP的应用层协议。
XMPP定义3个角色客户端(Client)、服务器(Server)、网关(Gateway)。其通信能够在这三者的任意两个之间双向发生。
服务器同时承担客户端的信息记录、连接管理和信息的路由功能。
网关承担与异构即时通信系统的互联互通。
客户端利用XMPP (基于TCP/IP)访问Server,传输的是XML。
基本的网络形式是单客户端通过TCP/P连接到单服务器，然后在之上传输XML。
XMPP协议具有良好的扩展性。在XMPP中，即时消息和到场信息都是基于XML的结构信息。这些信息以XIL节的形式在通信实体间交换。XML结构化数据通用传输层的作用，使数据以极高的效率传送给最合适的资源。基于XML建立起来的应用具有良好的语义完整性和扩展性。
XMPP协议基于C/S架构，本身并没有这样的限制。网络架构和电子邮件十分相似，发有结合任何特定的网络架构，适用范围非常广泛。
XMPP具有很好的弹性，除了可用在即时通信的应用程序，还能用在网络管理、内容供XMPP具有很好的弹性，除了可用在即时通信的应用程序，还能用在网络管理、内容供XMPP在Client to Server 通信和Server to Server 通信中都使用TLS (Transport Layer securiy)协议作为通信通道的加密方法，可保证通信的安全。任何XMPP服务器都可以独立于公众XMPP网络(如在企业内部网络中)，使用SASL和TLS等技术更加增强了通信的安全性。

CoAP

CoAP是受限制应用协议的代名词。未来将有更多的连接设备的数量将远用人类的数量。在这种大背景下物联网和M2M技术应运而生，但是对于那些微型设备而言，接入互联网非常困难。对于小型设备面言，实现TCP和HTTP协议技术不成熟。为了让小设备可以接人互联网，CoAP协议被设计出来。CoAP 是一种应用层协议，运行在UDP协议之上面而不是像HTTP那样运行在TCP之上。CoAP 协议非常小巧，最小的数据包仅为4字节。
CoAP并不能替代HTTP协议。对于那些小设备(256KB Flash. 32KB RAM、20MHz 主频)而言，CoAP的确是个好的解决方案。
CoAP协议共有4种不同的消息类型:
（1）CON— 需要被确认的请求。如果CON请求被发送，那么对方必须做出响应。
（2）NON—不需要被确认的请求。如果NON请求被发送，那么对方不必做出回应。
（3）ACK— 应答消息。
（4）RST— 复位消息。当接收者接收到的消息包含个错误，则接收者会解析消息或者不再关心发送者发送的内容，复位消息将会被发送。

MQTT

MOTT (消息队列遥测传输)是基于TCP/IP的协议栈而构建的，已成为LoT通信的标准。
MOTT是种轻量级的、灵活的网络协议，致力于为loT开发人员实现适当的平衡:
（1）这个轻量级协议可在严重受限的设备硬件和高延迟/带宽有限的网络上实现
（2）它的灵话性使得为loT设备和服务的多样化应用场景提供支持成为可能
MOTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠网络的远程传感器和控制设备通讯面设计的，具有以下主要的几项特性:
（1）使用发布/订阅消息模式提供对多的消息发布，解除应用程序耦合。
（2）对负载内容屏蔽的消息传输。
（3）使用TCP/IP提供网络连接。
（4）有三种消息发布服务质量:
“至多一次”，消息发布完全依赖于底层TCP/P阿络，会发生消息丢失或重复，这一级别可用于环境传感器的数据传输，丢失一次记录无所谓，不久后还会有第二次发送；
“至少一次”，确保消息到达，但消息可能会重复发送；
“只有一次”，确保消息到达异常，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。
（1）小型传输，开销很小，协议交换最小化，以降低流量。
（2）使用Last Will 和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。