物联网协议-CoAP协议简介
1. 什么是CoAP
CoAP是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的简称。最近几年专家们预测会有更多的设备相互连接,而这些设备的数量将远超人类的数量。在这种大背景下,物联网和M2M技术应运而生。虽然对人们而言,连接入互联网显得方便容易,但是对于那些微型设备而言接入互联网非常困难。在当前由PC机组成的世界,信息交换是通过TCP和应用层协议HTTP实现的。但是对于小型设备而言,实现TCP和HTTP协议显然是一个过分的要求为了让小设备可以接入互联网,CoAP协议被设计出来。CoAP是一种应用层协议,它运行于UDP协议之上而不是像HTTP那样运行于TCP之上。CoAP协议非常小巧,最小的数据包仅为4字节。
2. CoAP协议是否可以替换HTTP协议?
CoAP并不能替代HTTP协议,但是对于那些小设备(256KB Flash 32KB RAM 20MHz主频)而言CoAP的确是一个好的解决方案。
3. CoAP消息类型
CoAP采用与HTTP协议相同的请求响应工作模式。CoAP协议共有4种不同的消息类型:
- 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。
- 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。
- ACK 应答消息,接受到CON消息的响应。
- RST 复位消息,当接收者接受到的消息包含一个错误,接受者解析消息或者不再关心发送者发送的内容,那么复位消息将会被发送。
4. CoAP消息结构
一个CoAP消息最小为4个字节,以下是CoAP协议不同部分的描述:
- Ver 即版本Version:类似于IPv4和IPv6,仅仅是一个版本号。
- T 即消息类型Message Type:CON,NON,ACK,RST。
- Message ID 即消息ID :每个CoAP消息都有一个ID,在一次会话中ID总是保持不变。但在这个会话之后该ID会被回收利用。
- Token 即标记:标记是ID的另一种表现。
- Options 即选项:CoAP选项类似于HTTP请求头,它包括CoAP消息本身,例如CoAP端口号,CoAP主机和CoAP查询字符串等。
- Payload 即负载:真正有用的被交互的数据。
5. CoAP的URL
CoAP资源可以被一个URI所描述,例如一个设备可以测量温度,那么这个温度传感器的URI被描述为:CoAP://machine.address:5683/sensors/temperature。请注意,CoAP的默认UDP端口号为5683。
6. CoAP观察模式
在物联网的世界中,你需要去监控某个传感器例如温度或湿度等。在这种情况下,CoAP客户端并不需要不停的查询CoAP服务器端的数据变化情况。CoAP客户端可以发送一个观察请求到服务器端。从该时间点开始计算,服务器便会记住客户端的连接信息,一旦温度发生变化,服务器将会把新结果发送给客户端。如果客户端不在希望获得温度检测结果,那么客户端将会发送一个RST复位请求,此时服务器便会清除与客户端的连接信息。
7. CoAP块传输
CoAP协议的特点是传输的内容小巧精简,但是在某些情况下不得不传输较大的数据。在这种情况下可以使用CoAP协议中的某个选项设定分块传输的大小,那么无论是服务器或客户端可完成分片和组装这两个动作。
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