物联网都有哪些通信协议？
物联网终端的种类非常多，包括物联网网关、通信模块以及大量的行业终端，其中尤以行业终端的种类最为丰富。
通信模块是物联网应用终端的基础。物联网的行业终端种类繁多，体积、处理能力、对外接口等各不相同，通信模块将成为物联网智能服务通道的统一承载体，嵌入各种行业终端，为各行各业提供物联网的智能通道服务。而在通信中，通信协议尤其重要，是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定，而且根据终端环境的不同对通信协议的要求完全不一致。
与互联网时代tcp/ip，http一统天下的局面不同，物联网的通信环境有ethernet， wi-fi， rfid， nfc(近距离无线通信)， zigbee， 6lowpan(ipv6低速无线版本)，bluetooth， gsm， gprs， gps， 3g， 4g等网络，而每一种通信应用协议都有一定适用范围。amqp、jms、rest/http都是工作在以太网，coap协议是专门为资源受限设备开发的协议，而dds和mqtt的兼容性则强很多。
1.rest(松耦合服务调用)
rest即表述性状态传递(英文：representational state transfer，简称rest)是roy fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。它是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。
而rest被应用于物联网主要是基于http web服务的转化，因为rest模式的web服务与复杂的soap和xml-rpc对比来讲明显的更加简洁，越来越多的web服务开始采用rest风格设计和实现。
特点：
给一切物体一个id2.连接物体在一起
3.使用标准方法
4.资源多重表述
5.无状态通信
rest其实是互联网中服务调用api封装风格，物联网中数据采集到物联网应用系统中，在物联网应用系统中，可以通过开放rest api的方式，把数据服务开放出去，被互联网中其他应用所调用，所以它非常利于服务平台与物联终端的独立开发，但它的通讯数据量与api内容密切相关，且是一种无状态通信，对安全机制需要重新设计。
2.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rest架构的coap协议。
coap是一种应用层协议，它运行于udp协议之上而不是像http那样运行于tcp之上。coap协议非常的小巧，最小的数据包仅为4字节。
coap协议是否可以替换http协议?
coap并不能替代http协议，但是对于那些小设备(256kb flash 32kb ram 20mhz主频)而言coap的确是一个好的解决方案。
coap消息类型
coap采用和http协议相同的请求响应工作模式。coap协议共有4中不同的消息类型。
con——需要被确认的请求，如果con请求被发送，那么对方必须做出响应。
non——不需要被确认的请求，如果non请求被发送，那么对方不必做出回应。
ack——应答消息，如果接受到con消息的响应。
rst——复位消息，当接收者接受到的消息包含一个错误，接受者解析消息或者不再关心发送者发送的内容，那么复位消息将会被发送。
coap消息结构
一个coap消息最小为4个字节，以下是coap协议不同部分的描述。
【版本version】：类似于ipv6和ipv6，仅仅是一个版本号。
【消息类型message type】：con，non，ack，rst。这些消息类型相当于http协议的putget等
【消息id message id】：每个coap消息都有一个id，在一次会话中id总是保持不变。但是在这个会话之后该id会被回收利用。
【标记 token】：标记是id的另一种表现
【选项 options】：coap选项类似于http请求头，它包括coap消息本身，例如coap端口号，coap主机和coap查询字符串等。
【负载payload】：真正有用的被交互的数据。
在当前由pc机组成的世界，信息交换是通过tcp和应用层协议http实现的。但是对于小型设备而言，实现tcp和http协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网，coap协议被设计出来。
3.mqtt协议(低带宽)
mqtt(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于tcp/ip协议上，由ibm在1999年发布。mqtt最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
mqtt协议运行在tcp/ip或其他网络协议，提供有序、无损、双向连接。其特点包括：
1)使用的发布/订阅消息模式，它提供了一对多消息分发，以实现与应用程序的解耦。
2)对负载内容屏蔽的消息传输机制。
3)对传输消息有三种服务质量(qos)：
• 最多一次，这一级别会发生消息丢失或重复，消息发布依赖于底层tcp/ip网络。即：=1
• 只有一次，确保消息只有一次到达。即：=1。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别
4)数据传输和协议交换的最小化(协议头部只有2字节)，以减少网络流量
5)通知机制，异常中断时通知传输双方
适用范围：在低带宽、不可靠的网络下提供基于云平台的远程设备的数据传输和监控。
协议实现方式
实现mqtt协议需要：客户端和服务器端
mqtt协议中有三种身份：发布者(publish)、代理(broker)(服务器)、订阅者(subscribe)。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。
mqtt传输的消息分为：主题(topic)和负载(payload)两部分
• topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅(subscribe)后，就会收到该主题的消息内容(payload)
• payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容
mqtt协议一般适用于设备数据采集到端(device-》server，device-》gateway)，集中星型网络架构(hub-and-spoke)，不适用设备与设备之间通信，设备控制能力弱，另外实时性较差，一般都在秒级。
4.dds协议(高可靠性、实时)
数据分发服务dds(data distribution service)是对象管理组织(omg)在hla及corba等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范，dds采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的qos服务质量策略，能保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。dds信息分发中间件是一种轻便的、能够提供实时信息传送的中间件技术。
特点：
灵活的发布/订阅模式完整dds规范qos服务质量策略已扩展的qos服务质量策略互操作强实时跨平台支持多种底层物理通信协议仿真→测试→实装的全生命周期支持dds很好地支持设备之间的数据分发和设备控制，设备和云端的数据传输，同时dds的数据分发的实时效率非常高，能做到秒级内同时分发百万条消息到众多设备。dds在服务质量(qos)上提供非常多的保障途径，这也是它适用于国防军事、工业控制这些高可靠性、可安全性应用领域的原因。但这些应用都工作在有线网络下，在无线网络，特别是资源受限的情况下，没有见到过实施案例。
5.amqp协议(互操作性)
amqp，即advanced message queuing protocol,一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制。erlang中的实现有 rabbitmq等。
amqp协议是一个二进制协议，拥有一些现代特点：多信道、协商式、异步、安全、跨平台、中立、高效。
• 模型层定义了一套命令(按功能分类)，客户端应用可以利用这些命令来实现它的业务功能。
• 会话层负责将命令从客户端应用传递给服务器，再将服务器的应答传递给客户端应用，会话层为这个传递过程提供可靠性、同步机制和错误处理。
• 传输层提供帧处理、信道复用、错误检测和数据表示。
实现者可以将传输层替换成任意传输协议，只要不改变amqp协议中与客户端应用程序相关的功能。实现者还可以使用其他高层协议中的会话层。
amqp协议最早应用于金融系统之间的交易消息传递，在物联网应用中，主要适用于移动手持设备与后台数据中心的通信和分析。
6.xmpp协议(即时通信)
xmpp是一种基于标准通用标记语言的子集xml的协议，它继承了在xml环境中灵活的发展性。因此，基于xmpp的应用具有超强的可扩展性。经过扩展以后的xmpp可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求，以及在xmpp的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序。而且，xmpp包含了针对服务器端的软件协议，使之能与另一个进行通话，这使得开发者更容易建立客户应用程序或给一个配好系统添加功能。
特点：
1.客户机/服务器通信模式
2.分布式网络
3.简单的客户端，将大多数工作放在服务器端进行
4.标准通用标记语言的子集xml的数据格式
xmpp协议是自由、开放、公开的，并且易于了解。而且在客户端、服务器、组件、源码库等方面，都已经各自有多种实现。但随着通常超过70%的xmpp协议的服务器的数据流量的存在和近60%的被重复转发，xmpp协议目前拥有一个大型架空中存在的数据提供给多个收件人。适用于即时通信的应用程序，还能用在网络管理、内容供稿、协同工具、档案共享、游戏、远端系统监控等。
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1.rest(松耦合服务调用)
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而rest被应用于物联网主要是基于http web服务的转化，因为rest模式的web服务与复杂的soap和xml-rpc对比来讲明显的更加简洁，越来越多的web服务开始采用rest风格设计和实现。
特点：
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5.无状态通信
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2.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rest架构的coap协议。
coap是一种应用层协议，它运行于udp协议之上而不是像http那样运行于tcp之上。coap协议非常的小巧，最小的数据包仅为4字节。
coap协议是否可以替换http协议?
coap并不能替代http协议，但是对于那些小设备(256kb flash 32kb ram 20mhz主频)而言coap的确是一个好的解决方案。
coap消息类型
coap采用和http协议相同的请求响应工作模式。coap协议共有4中不同的消息类型。
con——需要被确认的请求，如果con请求被发送，那么对方必须做出响应。
non——不需要被确认的请求，如果non请求被发送，那么对方不必做出回应。
ack——应答消息，如果接受到con消息的响应。
rst——复位消息，当接收者接受到的消息包含一个错误，接受者解析消息或者不再关心发送者发送的内容，那么复位消息将会被发送。
coap消息结构
一个coap消息最小为4个字节，以下是coap协议不同部分的描述。
【版本version】：类似于ipv6和ipv6，仅仅是一个版本号。
【消息类型message type】：con，non，ack，rst。这些消息类型相当于http协议的putget等
【消息id message id】：每个coap消息都有一个id，在一次会话中id总是保持不变。但是在这个会话之后该id会被回收利用。
【标记 token】：标记是id的另一种表现
【选项 options】：coap选项类似于http请求头，它包括coap消息本身，例如coap端口号，coap主机和coap查询字符串等。
【负载payload】：真正有用的被交互的数据。
在当前由pc机组成的世界，信息交换是通过tcp和应用层协议http实现的。但是对于小型设备而言，实现tcp和http协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网，coap协议被设计出来。
3.mqtt协议(低带宽)
mqtt(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于tcp/ip协议上，由ibm在1999年发布。mqtt最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
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1)使用的发布/订阅消息模式，它提供了一对多消息分发，以实现与应用程序的解耦。
2)对负载内容屏蔽的消息传输机制。
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• 最多一次，这一级别会发生消息丢失或重复，消息发布依赖于底层tcp/ip网络。即：=1
• 只有一次，确保消息只有一次到达。即：=1。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别
4)数据传输和协议交换的最小化(协议头部只有2字节)，以减少网络流量
5)通知机制，异常中断时通知传输双方
适用范围：在低带宽、不可靠的网络下提供基于云平台的远程设备的数据传输和监控。
协议实现方式
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mqtt传输的消息分为：主题(topic)和负载(payload)两部分
• topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅(subscribe)后，就会收到该主题的消息内容(payload)
• payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容
mqtt协议一般适用于设备数据采集到端(device-》server，device-》gateway)，集中星型网络架构(hub-and-spoke)，不适用设备与设备之间通信，设备控制能力弱，另外实时性较差，一般都在秒级。
4.dds协议(高可靠性、实时)
数据分发服务dds(data distribution service)是对象管理组织(omg)在hla及corba等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范，dds采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的qos服务质量策略，能保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。dds信息分发中间件是一种轻便的、能够提供实时信息传送的中间件技术。
特点：
灵活的发布/订阅模式完整dds规范qos服务质量策略已扩展的qos服务质量策略互操作强实时跨平台支持多种底层物理通信协议仿真→测试→实装的全生命周期支持dds很好地支持设备之间的数据分发和设备控制，设备和云端的数据传输，同时dds的数据分发的实时效率非常高，能做到秒级内同时分发百万条消息到众多设备。dds在服务质量(qos)上提供非常多的保障途径，这也是它适用于国防军事、工业控制这些高可靠性、可安全性应用领域的原因。但这些应用都工作在有线网络下，在无线网络，特别是资源受限的情况下，没有见到过实施案例。
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特点：
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