深挖物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)背后的六大通信協(xié)議，DDS/MQTT/CoAP誰(shuí)更強(qiáng)

那么物聯(lián)網(wǎng)都有哪些通信協(xié)議？
　　你都了解嗎？
　　他們適用的環(huán)境又是如何？
　　與互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代TCP/IP，HTTP一統(tǒng)天下的局面不同，物聯(lián)網(wǎng)的通信環(huán)境有Ethernet， Wi-Fi， RFID， NFC（近距離無(wú)線(xiàn)通信）， Zigbee， 6LoWPAN（IPV6低速無(wú)線(xiàn)版本），Bluetooth， GSM， GPRS， GPS， 3G， 4G等網(wǎng)絡(luò)，而每一種通信應(yīng)用協(xié)議都有一定適用范圍。AMQP、JMS、REST/HTTP都是工作在以太網(wǎng)，COAP協(xié)議是專(zhuān)門(mén)為資源受限設(shè)備開(kāi)發(fā)的協(xié)議，而DDS和MQTT的兼容性則強(qiáng)很多。
　　1.REST（松耦合服務(wù)調(diào)用）
　　REST即表述性狀態(tài)傳遞（英文：Representational State Transfer，簡(jiǎn)稱(chēng)REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士論文中提出來(lái)的一種軟件架構(gòu)風(fēng)格。它是一種針對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方式，可以降低開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)的可伸縮性。
　　而REST被應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)主要是基于HTTP web服務(wù)的轉(zhuǎn)化，因?yàn)镽EST模式的Web服務(wù)與復(fù)雜的SOAP和XML-RPC對(duì)比來(lái)講明顯的更加簡(jiǎn)潔，越來(lái)越多的web服務(wù)開(kāi)始采用REST風(fēng)格設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
　　特點(diǎn)：
　　1. 給一切物體一個(gè)ID
　　2.連接物體在一起
　　3.使用標(biāo)準(zhǔn)方法
　　4.資源多重表述
　　5.無(wú)狀態(tài)通信
　　REST其實(shí)是互聯(lián)網(wǎng)中服務(wù)調(diào)用API封裝風(fēng)格，物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)采集到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，可以通過(guò)開(kāi)放REST API的方式，把數(shù)據(jù)服務(wù)開(kāi)放出去，被互聯(lián)網(wǎng)中其他應(yīng)用所調(diào)用，所以它非常利于服務(wù)平臺(tái)與物聯(lián)終端的獨(dú)立開(kāi)發(fā)，但它的通訊數(shù)據(jù)量與API內(nèi)容密切相關(guān)，且是一種無(wú)狀態(tài)通信，對(duì)安全機(jī)制需要重新設(shè)計(jì)。
　　2.CoAP協(xié)議
　　由于物聯(lián)網(wǎng)中的很多設(shè)備都是資源受限型的，即只有少量的內(nèi)存空間和有限的計(jì)算能力，所以傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)上就顯得過(guò)于龐大而不適用。 IETF的CoRE工作組提出了一種基于REST架構(gòu)的CoAP協(xié)議。
　　CoAP是一種應(yīng)用層協(xié)議，它運(yùn)行于UDP協(xié)議之上而不是像HTTP那樣運(yùn)行于TCP之上。CoAP協(xié)議非常的小巧，最小的數(shù)據(jù)包僅為4字節(jié)。
　　CoAP協(xié)議是否可以替換HTTP協(xié)議？
　　CoAP并不能替代HTTP協(xié)議，但是對(duì)于那些小設(shè)備（256KB Flash 32KB RAM 20MHz主頻）而言CoAP的確是一個(gè)好的解決方案。
　　CoAP消息類(lèi)型
　　CoAP采用和HTTP協(xié)議相同的請(qǐng)求響應(yīng)工作模式。CoAP協(xié)議共有4中不同的消息類(lèi)型。
　　CON——需要被確認(rèn)的請(qǐng)求，如果CON請(qǐng)求被發(fā)送，那么對(duì)方必須做出響應(yīng)。
　　NON——不需要被確認(rèn)的請(qǐng)求，如果NON請(qǐng)求被發(fā)送，那么對(duì)方不必做出回應(yīng)。
　　ACK——應(yīng)答消息，如果接受到CON消息的響應(yīng)。
　　RST——復(fù)位消息，當(dāng)接收者接受到的消息包含一個(gè)錯(cuò)誤，接受者解析消息或者不再關(guān)心發(fā)送者發(fā)送的內(nèi)容，那么復(fù)位消息將會(huì)被發(fā)送。
　　CoAP消息結(jié)構(gòu)
　　一個(gè)CoAP消息最小為4個(gè)字節(jié)，以下是CoAP協(xié)議不同部分的描述。
　　【版本Version】：類(lèi)似于IPv6和IPv6，僅僅是一個(gè)版本號(hào)。
　　【消息類(lèi)型Message Type】：CON，NON，ACK，RST。這些消息類(lèi)型相當(dāng)于HTTP協(xié)議的PUTGET等
　　【消息ID Message ID】：每個(gè)CoAP消息都有一個(gè)ID，在一次會(huì)話(huà)中ID總是保持不變。但是在這個(gè)會(huì)話(huà)之后該ID會(huì)被回收利用。
　　【標(biāo)記 Token】：標(biāo)記是ID的另一種表現(xiàn)、
　　【選項(xiàng) Options】：CoAP選項(xiàng)類(lèi)似于HTTP請(qǐng)求頭，它包括CoAP消息本身，例如CoAP端口號(hào)，CoAP主機(jī)和CoAP查詢(xún)字符串等。
　　【負(fù)載Payload】：真正有用的被交互的數(shù)據(jù)。
　　在當(dāng)前由PC機(jī)組成的世界，信息交換是通過(guò)TCP和應(yīng)用層協(xié)議HTTP實(shí)現(xiàn)的。但是對(duì)于小型設(shè)備而言，實(shí)現(xiàn)TCP和HTTP協(xié)議顯然是一個(gè)過(guò)分的要求。為了讓小設(shè)備可以接入互聯(lián)網(wǎng)，CoAP協(xié)議被設(shè)計(jì)出來(lái)。
　　3.MQTT協(xié)議（低帶寬）
　　MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議），是一種基于發(fā)布/訂閱（publish/subscribe）模式的“輕量級(jí)”通訊協(xié)議，該協(xié)議構(gòu)建于TCP/IP協(xié)議上，由IBM在1999年發(fā)布。MQTT最大優(yōu)點(diǎn)在于，可以以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠(yuǎn)程設(shè)備提供實(shí)時(shí)可靠的消息服務(wù)。做為一種低開(kāi)銷(xiāo)、低帶寬占用的即時(shí)通訊協(xié)議，使其在物聯(lián)網(wǎng)、小型設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用等方面有較廣泛的應(yīng)用。
　　MQTT協(xié)議運(yùn)行在TCP/IP或其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供有序、無(wú)損、雙向連接。其特點(diǎn)包括：
　　1）使用的發(fā)布/訂閱消息模式，它提供了一對(duì)多消息分發(fā)，以實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用程序的解耦。
　　2）對(duì)負(fù)載內(nèi)容屏蔽的消息傳輸機(jī)制。
　　3）對(duì)傳輸消息有三種服務(wù)質(zhì)量（QoS）：
　　最多一次，這一級(jí)別會(huì)發(fā)生消息丟失或重復(fù)，消息發(fā)布依賴(lài)于底層TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。即：《=1