TCP與UDP的區(qū)別

1、TCP面向連接（如打電話要先撥號(hào)建立連接）;UDP是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接

2、TCP提供可靠的服務(wù)。也就是說，通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，無差錯(cuò)，不丟失，不重復(fù)，且按序到達(dá);UDP盡最大努力交付，即不保證可靠交付

3、TCP面向字節(jié)流，實(shí)際上是TCP把數(shù)據(jù)看成一連串無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流;UDP是面向報(bào)文的

UDP沒有擁塞控制，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞不會(huì)使源主機(jī)的發(fā)送速率降低（對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用很有用，如IP電話，實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等）

4、每一條TCP連接只能是點(diǎn)到點(diǎn)的;UDP支持一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一和多對(duì)多的交互通信

5、TCP首部開銷20字節(jié);UDP的首部開銷小，只有8個(gè)字節(jié) 6、TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道，UDP則是不可靠信道

那么傳輸層協(xié)議是否適合直接運(yùn)用到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備終端上？

傳輸層，顧名思義，他只負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，就好比是一輛運(yùn)貨的貨車，但是想讓貨物完好無損地運(yùn)到目的地，那就還需要做打包、裝車、驗(yàn)貨、入庫(kù)、簽回單等工作，這就需要做更多地工作，這些工作也就是應(yīng)用層協(xié)議要做的工作。所以物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備終端要想對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定、可靠地交互，就需要使用應(yīng)用層的協(xié)議，而不能直接使用傳輸層的協(xié)議。以下將介紹MQTT、CoAP、LwM2M三種適合在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備終端上運(yùn)用的應(yīng)用層協(xié)議。

應(yīng)用層協(xié)議MQTT 與CoAP

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸)是IBM開發(fā)的一個(gè)即時(shí)通訊協(xié)議，有可能成為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。該協(xié)議支持所有平臺(tái)，幾乎可以把所有聯(lián)網(wǎng)物品和外部連接起來，被用來當(dāng)做傳感器和制動(dòng)器(比如通過Twitter讓房屋聯(lián)網(wǎng))的通信協(xié)議。

2、MQTT協(xié)議特點(diǎn)

1、使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對(duì)多的消息發(fā)布，解除應(yīng)用程序耦合;

2、對(duì)負(fù)載內(nèi)容屏蔽的消息傳輸;

3、使用TCP/IP 提供網(wǎng)絡(luò)連接;

4、有三種消息發(fā)布服務(wù)質(zhì)量：

“至多一次”，消息發(fā)布完全依賴底層 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)。會(huì)發(fā)生消息丟失或重復(fù)。這一級(jí)別可用于如下情況，環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，丟失一次讀記錄無所謂，因?yàn)椴痪煤筮€會(huì)有第二次發(fā)送?！爸辽僖淮巍保_保消息到達(dá)，但消息重復(fù)可能會(huì)發(fā)生?！爸挥幸淮巍?，確保消息到達(dá)一次。這一級(jí)別可用于如下情況，在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中，消息重復(fù)或丟失會(huì)導(dǎo)致不正確的結(jié)果。小型傳輸，開銷很小(固定長(zhǎng)度的頭部是 2 字節(jié))，協(xié)議交換最小化，以降低網(wǎng)絡(luò)流量。

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是工作在UDP協(xié)議族,采用的是二進(jìn)制格式，相比起HTTP采用的文本格式，CoAP比HTTP更加緊湊。

4、CoAP協(xié)議特點(diǎn)

1、消息模型，以消息為數(shù)據(jù)通信載體，通過交換網(wǎng)絡(luò)消息來實(shí)現(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)通信

2、對(duì)云端設(shè)備資源操作都是通過請(qǐng)求與響應(yīng)機(jī)制來完成，類似HTTP，設(shè)備端可通過4個(gè)請(qǐng)求方法（GET, PUT, POST, DELETE）對(duì)服務(wù)器端資源進(jìn)行操作。

3、協(xié)議包輕量級(jí)，最小長(zhǎng)度僅為4B。

4、支持可靠傳輸，數(shù)據(jù)重傳，塊傳輸，確保數(shù)據(jù)可靠到達(dá)。

5、支持IP多播, 即可以同時(shí)向多個(gè)設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求

5、MQTT與CoAP的區(qū)別

那么MQTT和CoAP哪個(gè)更適合用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上呢？

隨著物聯(lián)網(wǎng)興起，萬物互聯(lián)的時(shí)代終將到來。但鑒于成本和性能的考慮，設(shè)備的資源往往受限，那么就需要一種專門為資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的協(xié)議來滿足萬物互聯(lián)的需求，這就是LwM2M協(xié)議。

1、LwM2M概述：

OMA是一家國(guó)際組織，最初定義了一套 OMA-DM的協(xié)議，用來遠(yuǎn)程管理移動(dòng)終端設(shè)備，比如手機(jī)開戶，版本升級(jí)，等等。OMA-DM有著非常廣泛的應(yīng)用，很多運(yùn)營(yíng)商比如Verizon Wireless, Sprint都有自己的OMA-DM服務(wù)并要求手機(jī)/模塊入網(wǎng)的時(shí)候通過自定義的OMA-DM入網(wǎng)測(cè)試。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的興起，OMA在傳統(tǒng)的OMA-DM協(xié)議基礎(chǔ)之上，提出了LwM2M協(xié)議。2013年底，OMA發(fā)布了LwM2M規(guī)范。

LwM2M 定義了三個(gè)邏輯實(shí)體:

在這三個(gè)邏輯實(shí)體之間有4個(gè)邏輯接口：

Device Discovery and Registration：這個(gè)接口讓客戶端注冊(cè)到服務(wù)器并通知服務(wù)器客戶端所支持的能力(簡(jiǎn)單說就是支持哪些資源Resource和對(duì)象Object

Bootstrap：Bootstrap server:通過這個(gè)接口來配置Clinet - 比如說LwM2M server的URL地址 Device Management and Service Enablement：這個(gè)就是最主要的業(yè)務(wù)接口了。LwM2M Server 發(fā)送指令給 Client 并收到回應(yīng).

Information Reporting：這個(gè)接口是 LwM2M Client 來上報(bào)其資源信息的，比如傳感器溫度。上報(bào)方式可以是事件觸發(fā)，也可以是周期性的。

這三個(gè)邏輯實(shí)體與四個(gè)邏輯接口之間的關(guān)系如下圖：

3、LwM2M 協(xié)議棧：

LwM2M 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如下圖所示：

urn:oma:lwm2m:oma:2; (LwM2M Server Object)

urn:oma:lwm2m:oma:3; (LwM2M Access Control Object)

每個(gè)object下可以有很多resource. 比如Firmware object可以有Firmware版本號(hào)，size等resource.

LwM2M Protocol: 定義了一些邏輯操作，比如Read, Write, Execute, Create or Delete.

CoAP: 是IETF 定義的Constrained Application Protocol 用來做LwM2M的傳輸層，下層可以是 UDP 或SMS .UDP 是必須支持的，SMS是可選的。CoAP有自己的消息頭，重傳機(jī)制等。

LwM2M的消息沒有對(duì)稱的反饋消息，由于LwM2M承載在CoAP協(xié)議上，使用CoAP的get、post、put、delete方式，對(duì)于相應(yīng)消息成功或失敗的反饋是通過CoAP協(xié)議本身的交互來實(shí)現(xiàn)的。LwM2M載荷支持四種格式 plain text、Opaque、TLV、JSON,這四種協(xié)議要求服務(wù)器端必須都要支持，而在客戶端必須支持TLV格式。1