php lwm2m,理解COAP/LWM2M/MQTT协议和TCP/UDP协议的关系

最近我发现了一个奇怪的现象，好多小伙伴无法理解一个问题：有些小伙伴认为模组支持哪些协议在出厂时就定义好了，无法增加，其实这样的观点是错误的，因为协议和代码一样，都是分层的，有的协议工作在应用层，有的协议工作在传输层(TCP/IP四层参考模型)。

例如ESP8266模组，其内置了TCP/UDP协议，并未内置COAP/LWM2M/MQTT协议，我们可以通过集成一些基于TCP/UDP协议开源的库，让ESP8266支持COAP/LWM2M/MQTT协议。

TCP/IP四层参考模型

下图为TCP TCP/IP四层参考模型，可以理解为OSAL7层参考模型的简化版，虽然是简化版，但是对于大家理解今天的这个问题足够了。

网络访问层：也可以称为“网络链路层”，暂且理解为硬件上的有线/无线网卡、网线等，作用是通过物理连接将一个设备中的网络数据包传输给另外一个设备，其并不关心上层数据的内容，只关心如何通过光/电信号将上层丢过来的数据给发出去，并保证物理连接上不出错。

网络互连层：可以理解为路由器的功能，帮助各种数据包(包裹)找到目的主机(收件人)和源主机(寄件人)，以及通过各类算法规划最佳的传输路径(如何在最短的路程和最短的时间内将包裹送达，避开堵车、正在施工、禁止通行的道路)。

传输层：TCP、UDP协议就是这层的协议，能够解决诸如端到端可靠性(“数据是否已经到达目的地？”)和保证数据按照正确的顺序到达这样的问题。为应用层的协议提供支持，这也是文章开头提到的问题的答案，只要模组支持TCP/UDP协议，我们就能让它运行COAP/LWM2M/MQTT协议，这些协议属于应用层协议，只要传输层能提供支持，就能运行。用汽车来给大家比较下，只内置了TCP/UDP协议的模组就像手动挡汽车一样，内置了COAP/LWM2M/MQTT协议的模组就像自动挡汽车一样，将离合换挡等操作进行了封装，降低了开发难度。

应用层：它们提供服务直接支持用户应用，COAP/LWM2M/MQTT协议都属于该层的协议，他们在TCP/UDP协议的基础和特性上一些改良，为用户提供了更稳定、更便捷、功能更多数据的传输服务。

这里4层协议中遵循一个规定：下层的协议不关心上层的数据，直接将上层的数据当作一个“荷载”，并在“荷载”的头部添加上自己特有的数据格式，然后将数据丢给下层。

例如我是TCP协议，属于传输层，当应用层MQTT协议给了我一个数据包，我不关心这个数据包里面有什么，我在数据包的开头加上TCP的版本号、目标地址、源地址、目标端口、源端口，然后将整个数据打包，丢给网络互连层。

一个MQTT包裹的快递路线

我们通过MQTT.fx软件给华为云IoTDA服务发送一条MQTT消息，数据包在我们的电脑上会进行如下图所示多层封装。

最终数据包经由运营商核心网，到达华为云服务器中，将数据包进行解析，解析的方式和封装相反，如下图所示：

最终IoTDA平台将上图所示的MQTT部分中的用于数据呈现出来，并根据其中的QOS之类的标志位给予回应。

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