深挖物联网大数据背后的六大通信协议，DDS/MQTT/CoAP谁更强

那么物联网都有哪些通信协议?

你都了解吗?

他们适用的环境又是如何?

与互联网时代TCP/IP，HTTP一统天下的局面不同，物联网的通信环境有Ethernet， Wi-Fi， RFID， NFC(近距离无线通信)， Zigbee， 6LoWPAN(IPV6低速无线版本)，Bluetooth， GSM， GPRS， GPS， 3G， 4G等网络，而每一种通信应用协议都有一定适用范围。AMQP、JMS、REST/HTTP都是工作在以太网，COAP协议是专门为资源受限设备开发的协议，而DDS和MQTT的兼容性则强很多。

1.REST(松耦合服务调用)

REST即表述性状态传递(英文：Representational State Transfer，简称REST)是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。它是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。

而REST被应用于物联网主要是基于HTTP web服务的转化，因为REST模式的Web服务与复杂的SOAP和XML-RPC对比来讲明显的更加简洁，越来越多的web服务开始采用REST风格设计和实现。

特点：

1. 给一切物体一个ID

2.连接物体在一起

3.使用标准方法

4.资源多重表述

5.无状态通信

REST其实是互联网中服务调用API封装风格，物联网中数据采集到物联网应用系统中，在物联网应用系统中，可以通过开放REST API的方式，把数据服务开放出去，被互联网中其他应用所调用，所以它非常利于服务平台与物联终端的独立开发，但它的通讯数据量与API内容密切相关，且是一种无状态通信，对安全机制需要重新设计。

2.CoAP协议

由于物联网中的很多设备都是资源受限型的，即只有少量的内存空间和有限的计算能力，所以传统的HTTP协议应用在物联网上就显得过于庞大而不适用。 IETF的CoRE工作组提出了一种基于REST架构的CoAP协议。

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IPv6和IPv6，仅仅是一个版本号。

【消息类型Message Type】：CON，NON，ACK，RST。这些消息类型相当于HTTP协议的PUTGET等

【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。

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。

3.MQTT协议(低带宽)

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

MQTT协议运行在TCP/IP或其他网络协议，提供有序、无损、双向连接。其特点包括：

1)使用的发布/订阅消息模式，它提供了一对多消息分发，以实现与应用程序的解耦。

2)对负载内容屏蔽的消息传输机制。

3)对传输消息有三种服务质量(QoS)：

最多一次，这一级别会发生消息丢失或重复，消息发布依赖于底层TCP/IP网络。即：<=1

至多一次，这一级别会确保消息到达，但消息可能会重复。即：>=1

只有一次，确保消息只有一次到达。即：=1。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级