物联网应用层协议究竟哪家强？

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导语


随着工业4.0、智能城市以及智能家居等产业的发展，物联网项目需求越来越多，物联网的协议也各式各样。常用的物联网应用层协议包括XMPP、HTTP、CoAP、MQTT等。那么物联网应用层协议究竟哪家强？

因为物联网的终端节点一般都是存储和带宽受限的嵌入式设备，太复杂的协议不太适合嵌入式系统应用。比如XMPP基于XML，对于嵌入式设备来说，XML解析是非常困难的。另外HTTP协议对于嵌入式设备来说也有点重了。所以比较适合嵌入式设备就是轻量级的MQTT和CoAP。
MQTT协议


MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议。MQTT协议是IBM开发的一个即时通讯协议，该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和互联网连接起来。

一个基于MQTT的物联网实例

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UDP的CoAP协议。

CoAP与HTTP的对比

CoAP是6LowPAN协议栈中的应用层协议，基于REST（表述性状态传递）架构风格，支持REST交互。用户可以像使用HTTP协议一样用CoAP协议来访问物联网设备。MQTT与CoAP的比较



MQTT和CoAP都是非常有用的物联网协议，但两者还是有很大区别的，比如MQTT基于TCP，而CoAP基于UDP。从应用角度来说，主要的区别有以下几点：
1、多对多 VS 单对单。MQTT是多个客户端通过中央代理传递消息的多对多协议。它通过让客户端发布消息、代理决定消息路由和复制来解耦生产者和消费者。MQTT相当于是消息传递的实时通讯总线。CoAP基本上是一个在Client和Server之间传递状态信息的单对单协议。
2、长连接 VS 无连接。MQTT Clients与Broker之间保持TCP长连接，这个在NAT环境中也不会有问题。如果在NAT环境下使用CoAP，需要使用采取一些NAT穿透的手段。
3、是否可协商消息格式。MQTT不支持带有类型或者其它帮助Clients理解的标签消息，也就是说 所有MQTT Clients必须知道消息格式。而CoAP则相反，它内置内容协商和发现支持，这样允许设备彼此窥测以找到交换数据的方式。结语


从目前的应用广泛性来看，MQTT占优。目前国内外主要的云计算服务商，比如AWS、AZure、阿里云、腾讯云以及百度云都一概支持MQTT协议。
这里有一个比较重要的原因是MQTT协议的成熟时间比CoAP要早，所以MQTT具有一定的先发优势。但也不排除后续物联网平台会兼容更多的物联网应用层协议。
另外随着终端设备计算能力的提升，终端设备也有可能容纳更加复杂的协议栈，HTTP等其他目前广泛应用的协议也有较大的应用前景。

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