Подробное объяснение протокола CoAP

Что такое протокол CoAP?
CoAP (Протокол ограниченных приложений) — это протокол прикладного уровня, разработанный для устройств Интернета вещей (IoT) и сетей с ограниченными ресурсами. Его рождение также связано с тем, что большинство устройств IoT ограничены в ресурсах, таких как ЦП, ОЗУ, флэш-память, широкополосная сеть и т. д.; для таких устройств они хотят напрямую использовать TCP и HTTP существующей сети для обмена устройствами. информация.Это нереально.Для того, чтобы позволить этим устройствам успешно получить доступ к сети, был рожден протокол CoAP.
Как показано на рисунке выше, протокол CoAP — это протокол прикладного уровня, разработанный на основе UDP транспортного уровня, а протокол MQTT/HTTP — на основе TCP. Он имеет характеристики, аналогичные HTTP, но компенсирует ненадежность передачи UDP. Для небольших устройств Интернета вещей протокол CoAP является отличным выбором. CoAP, легкий протокол, может быть хорошо адаптирован к устройствам и сценариям с ограниченными ресурсами.

Основные принципы протокола CoAP:

Архитектура RESTful: CoAP основан на принципах архитектуры RESTful, позволяя устройствам управлять ресурсами с помощью стандартных методов HTTP (GET, PUT, POST, DELETE и т. д.). Каждый ресурс идентифицируется уникальным URI, который позволяет устройствам получать доступ к ресурсам и управлять ими аналогично HTTP.

Протокол UDP: CoAP обычно работает поверх UDP (протокол пользовательских дейтаграмм) вместо TCP (протокол управления передачей), например HTTP. UDP — это протокол без установления соединения, более легкий и подходящий для устройств Интернета вещей, хотя он не обеспечивает надежность TCP.

Упрощенный заголовок: заголовок протокола CoAP очень упрощен, что позволяет уменьшить размер коммуникационных пакетов. Это помогает снизить накладные расходы на связь, особенно для устройств и сетей с ограниченными ресурсами.

Наблюдение за ресурсами: CoAP поддерживает механизм наблюдения, который позволяет клиентам подписываться на ресурсы и получать уведомления об обновлении состояния ресурсов. Это полезно для сбора и мониторинга данных в реальном времени.

Прокси и многоадресная рассылка: CoAP поддерживает функцию прокси, позволяя промежуточным устройствам (прокси) пересылать и обрабатывать запросы и ответы CoAP. Поддержка многоадресной рассылки также позволяет выполнять одновременные запросы к нескольким устройствам.

Дополнительная безопасность. Хотя CoAP сам по себе является легким, его можно использовать в сочетании с протоколами уровня безопасности, такими как DTLS, для обеспечения безопасности связи. Это важно для сценариев, требующих шифрования и аутентификации.

В целом принципы CoAP позволяют ограниченным устройствам взаимодействовать с ресурсами через интерфейсы RESTful, одновременно упрощая разработку протокола. Такая конструкция делает CoAP идеальным для связи между устройствами Интернета вещей, особенно в средах с ограниченными ресурсами.

Возможности протокола CoAP
CoAP ссылается на многие идеи дизайна HTTP, а также улучшает многие детали дизайна на основе конкретных условий устройств с ограниченными ресурсами и добавляет множество практических функций. Ниже приводится краткое описание его характеристик.

(1) Легкий
Конструкция протокола CoAP очень проста: он использует меньше заголовков и полей опций и занимает меньшую полосу пропускания и ресурсы сети. Это делает его идеальным для использования в устройствах и сетях с ограниченными ресурсами.

(2) На основе UDP
CoAP обычно работает через UDP, а не через TCP. Это делает его более подходящим для эффективной связи без установления соединения, с низкой задержкой. Кроме того, CoAP также поддерживает надежную передачу сообщений через сообщения CON (подтверждаемое) и ACK (подтверждение) CoAP.

(3)RESTful архитектура*
CoAP использует архитектурный стиль RESTful и модель запроса-ответа, аналогичную HTTP. Он поддерживает распространенные методы HTTP, такие как GET, POST, PUT и DELETE, для чтения, создания, обновления и удаления ресурсов.

Примечание. RESTful архитектура*: REST (Representational State Transfer) — это стиль проектирования, а не стандарт. Если архитектура соответствует принципам REST, мы называем ее RESTful архитектурой. REST можно буквально перевести как преобразование состояния уровня представления. Презентация Уровень на самом деле относится к Это уровень представления ресурсов.

(4) Низкое энергопотребление и низкое потребление полосы пропускания.
Протокол CoAP оптимизирован для устройств и сетей с ограниченными ресурсами и обладает характеристиками низкого энергопотребления и низкого потребления полосы пропускания. Он использует такие механизмы, как наблюдение и группировка, чтобы уменьшить накладные расходы на связь.

(5) Идентификатор ресурса
CoAP использует универсальный идентификатор ресурса (URI) для идентификации ресурсов, чтобы клиенты могли находить и управлять определенными ресурсами через URI. Это похоже на URL-адреса HTTP.

(6) Поддержка многоадресной IP-адресации
Обеспечивает связь «один ко многим», что полезно для одновременного получения обновлений несколькими устройствами в Интернете вещей.

(7)Надежность
Протокол CoAP поддерживает надежную передачу, используя механизмы повторной передачи и подтверждения для обеспечения надежной доставки сообщений.

(8)Безопасность
Протокол CoAP можно использовать в сочетании с DTLS (безопасность транспортного уровня дейтаграмм) для обеспечения сквозной безопасности. DTLS — это безопасный транспортный протокол на основе UDP, используемый для защиты конфиденциальности и целостности связи CoAP.

(9) Пользовательские параметры
CoAP позволяет включать в заголовки сообщений специальные параметры для удовлетворения потребностей конкретных приложений, что делает его очень гибким и расширяемым.

Ebyte специализируется на индустрии беспроводной связи IoT, всегда уделяет внимание развитию технологий и отрасли связи IoT и находится в авангарде технологий беспроводной связи IoT. Ebyte разработала простые в использовании, высококачественные и доступные модули беспроводной связи, включая модули Wi-Fi, модули Bluetooth, модули Zigbee, модули NB, модули 4G, частные беспроводные модули, LoRa и LoRaWAN. Подождите, пока появится модуль.

Для получения более подробной информации о продукции и информации посетите наш официальный сайт:

https://www.ru-ebyte.com