CoAP协议简介

article/2025/8/19 10:55:49

学习CoAP最简单的方法便是阅读协议文档。该协议文档并不是那么复杂。当然如果有一个CoAP的简单介绍那就再好不过了。

什么是CoAP

CoAP是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的代名词。在最近几年的时间中,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TCPHTTP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协议非常的小巧,最小的数据包仅为4字节。

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。

CoAP消息类型

CoAP采用和HTTP协议相同的请求响应工作模式。CoAP协议共有4中不同的消息类型。

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,如果接受到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。

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。

【版本Version】:类似于IPv6IPv6,仅仅是一个版本号。

【消息类型Message Type】:CONNONACKRST。这些消息类型相当于HTTP协议的PUTGET

【消息ID Message ID】:每个CoAP消息都有一个ID,在一次会话中ID总是保持不变。但是在这个会话之后该ID会被回收利用。

【标记 Token】:标记是ID的另一种表现、

【选项 Options】: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。

【负载Payload】:真正有用的被交互的数据。

CoAP协议简介

CoAPURL

HTTP的世界中,正式RESTFul协议由于其简单性和适用性,在WEB应用中越来越受欢迎,这样的道理同样适用于CoAP。一个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

 

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。

 

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。

 

最近做了一个项目,使用GPRS模块上传数据应用UDP协议,而服务器没有应答机制。每个数据包均包括一个序列号,序列号占用两个字节。为了保证客户端上传的数据服务器可以收到,客户端采用重发机制,简单的说同一个数据发送2次或者3次,为了区别同一个数据包还加入了子序列号。项目进行到最后出现了一些问题,对比CoAP协议做一个总结。

 

一个数据包是否需要应答?

这个需要分情况而定,如果是一个传感器的温度数据,那么传输该数据时可能不需要应答,因为即使该数据丢失了下一时刻新的数据也会把旧的数据覆盖掉。但是如果温度超过一个阈值通俗的讲便是温度报警,在这种情况下传输该数据包往往需要应答,必须要保证服务器接收到该数据包,温度报警往往预示着一个紧急情况即将发生或已经发生。从这个角度看看CoAP协议便发觉CoAP协议设计的非常好,CoAP协议支持4种消息,例如CON需确认消息,NON无需确认消息,CONNON便可解决该项目的困惑。可以肯定的是,继续研究CoAP协议将会获得更大的收获。

 

参考资料

CSDN博客:CoAP协议和开源实现

摘自: http://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/17734163


http://chatgpt.dhexx.cn/article/6DotZYCL.shtml

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