具有REST优势的无线传感器网络节点:CoAP协议

2023-12-08 08:39

本文主要是介绍具有REST优势的无线传感器网络节点:CoAP协议,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Wireless Sensor Network Node with REST Advantages: CoAP Protocol


新的约束访问协议(CoAP),以适应在无线传感器节点等受限环境中的适用性。CoAP协议,用于提供代表性状态转移(REST)以及无线传感器节点如何使用这些服务将传感器观测数据发送到数据记录器或请求配置更新从服务器。
CoAP是一种软件协议,旨在用于非常简单的电子设备中,允许它们通过互联网进行交互式通信。它特别针对需要通过标准互联网网络进行远程控制或监控的小型低功率传感器,开关,阀门和类似的组件。
它尝试解决的第一个问题是通过完全操作UDP进行并实现可选的确认系统来消除TCP的开销和复杂性。这使得消息只能尽力而为地传输,并且在网络拥塞的情况下,传感器读数可能丢失,而不是在已经拥塞的网络中增加重传尝试。对于大多数与安全性无关的传感器网络应用来说,最终的成功就足够了。
第二个优点是CoAP 通过 HTTP要传输的数据量较小。 TCP在任何通信时甚至在开始之前都需要三次握手,但对于CoAP来说这不是必需的,因为可以在第一个数据包上发送数据。
在这些无线传感应用中,客户端可能不需要回复,因此不需要存储关于连接的任何状态,并且可以简单地丢弃传入的数据包。
通过使用二进制头来进一步减少要传输的数据量,而不是HTTP使用的ASCII头。在更短的时间内为无线电供电可以传输更多的信息。
通过HTTP进行CoAP的第三个优点是它可以与多播一起使用,它允许传感器节点将其更新发送到多播组,而不是单个服务器。这可以用于服务器来简单地监听多播组,并且自动发现不要求客户端事先了解服务器。
从前面关于HTTP最小数据包大小的分析可以看出,在本文的前半部分中已经发展了HTTP,它显然已经越来越不适合用在无线传感器节点中发现的受限环境中。有可能实现较旧版本的协议,以便在网络数据包上提交具有较小有效载荷的观测数据,但这不是一个长期解决方案,因为它可能在某些时候支持较早版本的协议将从HTTP服务器中删除。通过使用不再支持的协议会引入与使用专有标准相同的问题:缺乏可用的库,缺少文档和支持以及缺乏互操作性。
尽管在最后两次草案之间只有轻微的变化,CoAP仍然在IETF的CoRE工作组在应用领域进行积极开发。 CoAP旨在模拟HTTP的REST特性,但其环境友好性更强。
HTTP和CoAP存在的问题是它们基于请求 - 响应模型。受限制的平台可能不需要响应,在实现中可能会完全忽略它们。使用HTTP时,无线传感器必须接收包含响应的数据包,然后才能关闭TCP连接并丢弃其相关状态。这实际上是一个与TCP相关的问题,但是由于HTTP需要TCP来运行,所以它也继承了它。
使用CoAP,通过UDP,可以禁用可靠性功能并且不存储关于连接的任何状态。这意味着收到的任何数据包都可以简单地丢弃,并且如果在发送请求后立即禁用收听,则不会丢失任何数据包。尽管如此,当网络从来没有任何意图被它发往的节点收到时,通过网络发送数据会被认为是不好的做法。

鉴于CoAP允许这些不可确认的消息,服务器可以配置为不发送对请求的响应。这不会破坏CoAP规范,因为对于不可确认的请求,不保证响应。然而,这将需要服务器的非标准配置,这也可能会破坏与其他平台的互操作性。

对于无线传感器网络来说,CoAP堆栈显然是比HTTP堆栈更好的解决方案,但似乎仍然存在存在缺陷的地方。这些缺点主要是因为它旨在保持与HTTP系统的互操作性,因此继承了相同的模型。在电力可用性不受限制的情况下,CoAP可用于诸如将配置更新推送到节点以及使用多播请求接收完成确认或者使用智能照明开关关闭房屋内的所有灯,但仅用于提交传感器观察有一个更轻量级协议的空间。

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