【物联网】CoAP协议总结

一、概述
二、CoAP报文结构
- 1.报头
- 2.可选字段
- 3.数据
- 参数详解
三、CoAP逻辑分层
四、CoAP传输模型
- 4.1 CoAP Message模型
- - 1. CoAP可靠消息传输
  - 2.CoAP非可靠消息传输
- 4.2 CoAP资源请求/响应模型
- - 1.同步可靠响应模式
  - 2.异步可靠响应模式
  - 3.非可靠传输
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一、概述

物联网中大部分设备性能有限，为了满足在这些设备上的通信，IETF的CoRE工作组提出了满足其通信的CoAP(Constrained Application Protocol)协议，该协议是一种基于UDP的应用层协议，能够满足受限环境的轻量级数据交互需求。

二、CoAP报文结构

下图为一请求与响应的数据报实例，

1.报头

第一行为报文头部（CoAP数据包至少为4Byte），远小于HTTP几十个Byte的大小。其包含信息如下：

位置/bit	含义	大小/bit
0~1	协议版本号（Ver）	2
2~3	报文类型（T）	2
4~7	Token长度（TKL）	4
8~15	表现形式（Code）	8
16~31	报文标号（MsgID）	16

2.可选字段

第二行为Token，长度为TKL，用于匹配相应和请求，Token同时具有安全验证功能，使伪造报文无法通过。
第三行为报文选项，用于设定参数。

3.数据

第四行起始8bits为报文与负载分隔符，其后为交互数据（Payload）。

参数详解

类型（T）
用于指定报文类型，有以下四种：
- CON（Confirmable）：需确认的消息。
- NON（Non-confirmable）：无需确认的消息。
- ACK（Acknowledge）：确认消息。
- RST（Reset）：回复无法处理的消息。
表现形式Code
类似于HTTP协议中的状态码。该数据分为两部分，前三位一部分，后五位一部分，常记为x.xx。其中0.xx表示CoAP请求的某种方法，2.xx，4.xx，5.xx表示CoAP响应的具体表现。
- 0.xx含义
- 2.xx含义
- 4.xx及5.xx
  与HTTP响应状态码类似，4.xx用于表示客户端错误，5.xx表示服务器错误。

三、CoAP逻辑分层

如下图所示，CoAP是一种基于UDP的应用层协议。
CoAP在逻辑上分为两层，即消息层（Message）、资源请求响应层（Req/Rsp）。通俗来讲，如果把UDP比作公路，Message就像是公路上的货车，而Req/Rsp则是车上的货物。

四、CoAP传输模型

4.1 CoAP Message模型

CoAP有两种工作模式，即可靠消息传输（基于重传实现）和非可靠消息传输。

1. CoAP可靠消息传输

其传输模型如下图所示：
重传：当客户端未收到ACK或RST时，会进行基于指数回退的重发。

2.CoAP非可靠消息传输

其传输模型如下图所示：

4.2 CoAP资源请求/响应模型

CoAP资源请求响应模型可分为以下类型

可靠传输

同步可靠响应模式
异步可靠响应模式

非可靠传输

1.同步可靠响应模式

模型如图所示

2.异步可靠响应模式

3.非可靠传输

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1.报头

2.可选字段

3.数据

参数详解

三、CoAP逻辑分层

四、CoAP传输模型

4.1 CoAP Message模型

1. CoAP可靠消息传输

2.CoAP非可靠消息传输

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1.同步可靠响应模式

2.异步可靠响应模式

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