物联网会话层协议

2025年3月17日 | 阅读 3 分钟

会话层协议审查消息传递的标准和协议。不同的标准化组织介绍了物联网会话层协议。有不同类型的会话层协议可用,具有不同的功能和范围。MQTT 和 CoAP 通过小的消息大小、消息管理和轻量级的消息开销来满足这些需求。

MQTT(消息队列遥测传输)

MQTT(消息队列遥测传输) 是一种消息传递协议,由 IBM 于 1999 年推出。它最初是为监控物联网中的传感器节点和远程跟踪而构建的。它适用于小型、廉价、低内存和低功耗设备。MQTT 提供了应用程序和中间件之间的一侧和另一侧的网络和通信器之间的嵌入式连接。

MQTT 协议基于发布/订阅架构。发布/订阅架构由三个主要组件组成:发布者、订阅者和代理。从物联网的角度来看,发布者是轻量级的传感器设备,它们将数据发送到连接的代理,并在可能的情况下返回睡眠状态。订阅者是对特定主题或感官数据感兴趣的应用程序,因此它们连接到代理以在收到新数据时得到通知。代理接收感官数据,并将其过滤到不同的主题中,并根据对主题的兴趣将其发送给订阅者。

IoT Session Layer Protocols

SMQTT(安全消息队列遥测传输)

SMQTT(安全消息队列遥测传输) 是 MQTT 协议的扩展,它使用基于轻量级属性加密的加密。这种加密的主要优点是它具有广播加密功能。在此功能中,一条消息被加密并传递给多个其他节点。消息传输和接收过程包括四个主要阶段

  1. 设置: 在此阶段,发布者和订阅者向代理注册,并获取一个秘密主密钥。
  2. 加密: 当数据发布到代理时,它会被代理加密。
  3. 发布: 代理将加密的消息发布给订阅者。
  4. 解密: 最后,接收到的消息由订阅者使用相同的密钥进行解密。

SMQTT 仅用于增强 MQTT 的安全特性。


CoAP

CoAP (约束应用协议) 是一种会话层协议,它提供 HTTP 客户端和服务器之间的 RESTful (HTTP) 接口。它由 IETF 约束 RESTful 环境 (CoRE) 工作组设计。它旨在在设备之间和 Internet 上的通用节点之间使用同一受限网络上的设备。 CoAP 使低功耗传感器能够使用 RESTful 服务,同时满足其低功耗约束。该协议是专门为物联网系统构建的,主要基于 HTTP 协议。

该网络用于受限网络或受限环境中。CoAP 的整个架构由 CoAP 客户端、CoAP 服务器、REST CoAP 代理和 REST Internet 组成。

IoT Session Layer Protocols

数据从 CoAP 客户端(例如智能手机、RFID 传感器等)发送到 CoAP 服务器,并且相同的消息被路由到 REST CoAP 代理。 REST CoAP 代理在 CoAP 环境之外进行交互,并通过 REST Internet 上传数据。


DDS

DDS (数据分发服务) 是一种中间件(有时称为机器到机器 (M2M))通信协议。它由对象管理组 (OMG) 标准实施,用于具有高速和高性能、可扩展、可靠和可互操作的数据交换的实时系统。这种通信协议基于发布-订阅模式,用于在节点之间发送和接收数据、事件和命令。

DDS 协议有两个主要层

  • 以数据为中心的发布-订阅 (DCPS): 该层将信息传递给订阅者。
  • 数据局部重建层 (DLRL): 该层提供了一个与 DCPS 功能的接口,允许在支持物联网的对象之间共享分布式数据。