CoAP协议分析及应用场景设计.doc

 CoAP 协议分析及应用场景设计 * 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：随着通信技术渗透到人们生活的各个方面，不同环境下，如建筑、车辆、设备等不同 类型设施中的嵌入式设备也有通信的需求，需要在这些设备中实现互联网协议簇。但这些设 施中通信设备不是由人们操作的计算设备，可能仅是一个小部件，建立在资源受限的平台上， 处理能力低，存储空间小，而且不同设备间还存在着计算效率、可用内存、通信带宽以及其 他的性能方面的很大差异，这对互联网协议在这些设备中的实现也提出了很高的要求，应该 尽可能的轻量化。本文详细分析了一种轻量级的应用协议：CoAP（Constrained Application Protocol）协议，该说明其协议特性、通信模型和消息格式等，并提出该协议的一种应用场 景设计，在场景中进行了仿真验证，最后进行结与展望。 关键词：计算机网络；互联网协议；轻量级；应用协议；CoAP 中图分类号：TP393 Analysis of CoAP and design of CoAP usage scenario WANG Lei (State Key Laboratory of Networking and Switching,Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: Communications technology is being embedded into our environment. Different types of devices in our buildings, vehicles, equipment and other objects have a need to communicate. It is expected that most of these devices will employ the Internet Protocol suite. However, many of these devices are not primarily computing devices operated by humans, but exist as components in buildings, vehicles, and the environment with constrained resources, and there is a lot of variation in the computing power, available memory, communications bandwidth, and other capabilities between different types of devices. Thus the implementation of Internet protocols should be light-weight. This paper introduces CoAP(Constrained Application Protocol) and proposes an usage scenario and the simulation result. Finally the summary is given out. Key words: Computer Networks; Internet protocols; Light-weight; Application protocol; CoAP 0 引言 在众多应用领域中，互联网 Web 服务已经非常普及，该服务依赖于 Web 的基本 REST （Representational State Transfer）式架构。REST 是指表述性状态转换架构，是互联网资源 访问协议的一般性设计风格。REST 提出了一些设计概念和准则[1]：网络上的所有对象都被 抽象为资源；每个资源对应一个惟一的资源标识；将所有资源链接在一起；使用标准的通用 方法；对资源的所有操作是无状态的。HTTP 协议就是一个典型的符合 REST 准则的协议， 但在受限网络（Constrained Network）[2]中，数据包长度受限，还可能会表现出大量丢包， 也可能会有大量的设备在任何时间点关机，但是又会在短暂的时间内定期的“苏醒”。网络 以及网络中的节点严重受限于吞吐量、可用的功率，特别是每个节点的代码空间很存储空间 低，无法支持复杂的协议实现，HTTP 协议显得过于复杂，开销过大，因此也需要为受限网 络上运行的面向资源的应用设计一种符合 REST 准则的协议。 2010 年 3 月，属于 IETF 应用领域