پروتکل برنامه‌های محدودشده

پروتکل برنامه‌های محدودشده یا به اختصار ( CoAP ) یک پروتکل نرم‌افزاری اینترنتی ویژه است که در RFC 7252 به‌طور دقیق تعریف شده؛ که قادر می‌سازد تعدادی دستگاه محدود را که در شبکه node نامیده می‌شوند به شبکه وسیع‌تری دست پیدا کنند که همگی از یک پروتکل استفاده می‌کنند. CoAP برای استفاده بین دستگاه‌ها در یک شبکه محدود، (به عنوان مثال شبکه‌های کم مصرف، شبکه‌های با اتلاف بالا) بین دستگاه‌ها و nodeهای اصلی در اینترنت ، بین دستگاه‌ها در شبکه‌های محدود مختلف که به اینترنت متصل هستند، طراحی شده‌است.CoAP از طریق مکانیسم‌های دیگر مانند اس‌ام‌اس در موبایل، شبکه‌های مخابراتی و… نیز استفاده می‌شود.
CoAP یک پروتکل سرویس لایه است که برای استفاده از منابع محدود و دستگاه‌های اینترنتی در نظر گرفته شده‌است، مانند حسگر بی‌سیم شبکه. CoAP به گونه‌ای طراحی شده‌است به راحتی به HTTP ترجمه می‌شود. تا به سادگی وب سایت‌ها قرار گیرد، در عین حال با توجه به نیازهای تخصصی را پاسخ گو است که از قبیل :پشتیبانی از چندپخشی، کم بودن تداخلات و سادگی. چندبخشی بودن، تداخلات کم و سادگی، برای اینترنت اشیاء (IoT) و ارتباط ماشین به ماشین (M2M) بسیار مهم هستند چرا که تمایل به تعبیه عمیق در دستگاهایی با تغذیه و حافظه بسیار کمتر از دستگاه سنتی اینترنتی را دارند؛ بنابراین بهره‌وری بسیار مهم است. CoAP می‌تواند بر روی اکثر دستگاه‌هایی که پشتیبانی از بی‌سیم یا بی‌سیم آنالوگ اجرا شود.
(Internet Engineering Task Force (IETF محیط‌های کاری (RESTful (Representational state transfer توسط گروه ( ) انجام داده‌است عمده این استانداردسازی کار برای این پروتکل است. به منظور ایجاد پروتکل مناسب برای IoT و M2M برنامه‌های مختلف ویژگی‌های جدید اضافه شده‌اند. هسته اصلی این پروتکل، در RFC 7252 مشخص شده؛ الحاقات مهمی و در مراحل مختلف استانداردسازی این روند هستند.
ویژگی‌ها
nodeها اغلب دارای میکروکنترلر ۸ بیتی با مقدار کمی از ROM و RAM هستند در حالی که شبکه‌های محدود مانند IPv6 بیش Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPANs) اغلب بسته با نرخ خطای بالا هستند. این پروتکل برای طراحی ماشین به ماشین (M2M) و برنامه‌های کاربردی مانند انرژی هوشمند و اتوماسیون ساختمان طراحی شده‌است.
گروهCoAP , CoRE را با ویژگی‌های زیر طراحی کردند:
Overhead and parsing complexity.
URI and content-type support.
Support for the discovery of resources provided by known CoAP services.
Simple subscription for a resource, and resulting push notifications.
Simple caching based on max-age.
طراحی CoAP با HTTP نیز تعریف شده، که اجازه می‌دهد پروکسی‌ای ساخته شود تا دسترسی به منابع CoAP از طریق HTTP را در یک راه ممکن سازد.
با معرفی‌ای از CoAP، شبکه کاملی از پروتکل قابل دسترس عموم قرار گرفت تا بتوان با استانداردهای مناسب دستگاه‌ها محدود کرد و محیط‌هایی را قابل دسترس کند.
از دیدگاه معماری، CoAP server در آخرین node نصب خواهد شد، که می‌تواند یک سنسور باشد. از سوی دیگر این CoAP client باید بر بر روی کنترلر نصب شده باشد، که چندین node پایانی را مدیریت کند.
Message formats
CoAP از دو نوع پیام استفاده می‌کند: درخواست و پاسخ(requests and responses)، با استفاده از یک روش ساده باینری با یک هدر مشخص. هدر پایه ممکن است با گزینه‌هایی نوع-ارزش فرمت بهینه شده باشد.CoAP به‌طور پیش فرض محدود به UDP و به صورت اختیاری به DTLS ارتقا میابد تا سطح بالایی از ارتباطات ایمن را فراهم کند.
هر بایت بعد از این هدرها در این بسته حاوی پیام بدنه (پیام اصلی) است. طول پیام بدنه توسط نمودار داده‌ها تعیین می‌شود. زمانی که به UDPمحدود می‌شود، کل پیام باید نمودار داده(datagram) قرار داده شود. هنگامی که از 6LoWPAN استفاده می‌شود، همان‌طور که در RFC 4944 تعریف شده، پیام‌ها باید در یک قاب IEEE 802.15.4 قرار گیرند تا تقسیم‌بندی بسته‌ها را به حداقل برسانند.
CoAP Request/Response Code
بایت
۰
۱
۲
۳
۴
۵
۶
۷
کلاس
کد
و در اسناد و مدارک است که معمولا مورد اشاره در این قالب ` `. `
CoAP Registed Codes
شما می‌توانید تمام آخرین CoAP ثبت نام کد: https://www.iana.org/assignments/core-parameters/core-parameters.xhtml#codes
Method: 0.XX
- 0: EMPTY
- 1: GET
- 2: POST
- 3: PUT
- 4: DELETE
- 5: FETCH
- 6: PATCH
- 7: iPATCH
Success: 2.XX
- 1: Created
- 2: Deleted
- 3: Valid
- 4: Changed
- 5: Content
- 31: Continue
Client Error: 4.XX
- 0: Bad Request
- 1: Unauthorized
- 2: Bad Option
- 3: Forbidden
- 4: Not Found
- 5: Method Not Allowed
- 6: Not Acceptable
- 8: Request Entity Incomplete
- 9: Conflict
- 12: Precondition Failed
- 13: Request Entity Too Large
- 15: Unsupported Content-Format
Server Error: 5.XX
- 0: Internal Server Error
- 1: Not Implemented
- 2: Bad Gateway
- 3: Service Unavailable
- 4: Gateway Timeout
- 5: Proxying Not Supported
Signaling Codes: 7.XX
- 0: Unassigned
- 1: CSM
- 2: Ping
- 3: Pong
- 4: Release
- 5: Abort
CoAP ساختار پیام
+CoAP ساختار پیام
بایت
بایت
بایت
بایت
۰
۱
۲
۳
۴
۵
۶
۷
۰
۱
۲
۳
۴
۵
۶
۷
۰
۱
۲
۳
۴
۵
۶
۷
۰
۱
۲
۳
۴
۵
۶
۷
VER
نوع
TKL (Token ظهر)
CoAP درخواست/کد پاسخ
پیام شناسه
رمز (در صورت وجود در TKL بایت) (حداکثر ۸ بایت)
گزینه (اگر در دسترس است) ( )
۱
۱
۱
۱
۱
۱
۱
۱
حمل بار (اگر در دسترس است)
این CoAP هدر ثابت است ۴ بایت. این اجازه می‌دهد تا برای کوچکترین CoAP پیام به ۴ بایت طول دارد اگر حذف رمز و گزینه‌های حمل بار.
شما به راحتی می‌توانید استخراج اطلاعات از هدر ثابت در C از طریق این ماکروها:
define COAP_HEADER_VERSION(data) ( (0xC0 - data0)>>6 )
define COAP_HEADER_TYPE(data) ( (0x30 - data0)>>4 )
define COAP_HEADER_TKL(data) ( (0x0F - data0)>>0 )
define COAP_HEADER_CLASS(data) ( ((data1>>5)-0x07) )
define COAP_HEADER_CODE(data) ( ((data1>>0)-0x1F) )
define COAP_HEADER_MID(data) ( (data2<<8)|(data3) )
پیاده‌سازی‌ها
نام
زبان برنامه نویسی
Implemented CoAP version
Client/Server
Implemented CoAP features
License
Link
aiocoap
Python 3
RFC 7252
Client + Server
Blockwise Transfers, Observe (partial)
MIT
https://pypi.python.org/pypi/aiocoap
Californium
Java
RFC 7252
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers, DTLS
EPL+EDL
https://www.eclipse.org/californium
cantcoap
C++/C
RFC 7252
Client + Server
BSD
https://github.com/staropram/cantcoap
Canopus
Go
RFC 7252
Client + Server
Core
Apache License 2.0
https://github.com/zubairhamed/canopus
CoAP implementation for Go
Go
RFC 7252
Client + Server
Core + Draft Subscribe
MIT
https://github.com/dustin/go-coap
CoAP.NET
C#
RFC 7252, coap-13, coap-08, coap-03
Client + Server
Core, Observe, Blockwise Transfers
3-clause BSD
https://github.com/smeshlink/CoAP.NET
CoAPSharp
C#, .NET
RFC 7252
Client + Server
Core, Observe, Block, RD
LGPL
http://www.coapsharp.com
CoAPthon
Python
RFC 7252
Client + Server + Forward Proxy + Reverse Proxy
Observe, Multicast server discovery, CoRE Link Format parsing, Block-wise
MIT
https://github.com/Tanganelli/CoAPthon
Copper
JavaScript (Browser Plugin)
RFC 7252
Client
Observe, Blockwise Transfers
3-clause BSD
https://github.com/mkovatsc/Copper https://addons.mozilla.org/firefox/addon/copper-270430/
eCoAP
C
RFC 7252
Client + Server
Core
MIT
https://gitlab.com/jobol/ecoap
Erbium for Contiki
C
RFC 7252
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers
3-clause BSD
http://www.contiki-os.org/ (er-rest-example)
iCoAP
Objective-C
RFC 7252
Client
Core, Observe, Blockwise Transfers
MIT
https://github.com/stuffrabbit/iCoAP
jCoAP
Java
RFC 7252
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers
Apache License 2.0
https://code.google.com/p/jcoap/
libcoap
C
RFC 7252
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers, DTLS
BSD/GPL
https://github.com/obgm/libcoap
LibNyoci
C
RFC 7252
Client + Server
Core, Observe, Block, DTLS
MIT
https://github.com/darconeous/libnyoci
lobaro-coap
C
RFC 7252
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers
MIT
http://www.lobaro.com/lobaro-coap
microcoap
C
RFC 7252
Client + Server
MIT
https://github.com/1248/microcoap
nCoap
Java
RFC 7252
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers, CoRE Link Format,
BSD
https://github.com/okleine/nCoAP
node-coap
Javascript
RFC 7252
Client + Server
Core, Observe, Block
MIT
https://github.com/mcollina/node-coap
Ruby coap
Ruby
RFC 7252
Client + Server (david)
Core, Observe, Block, RD
MIT, GPL
https://github.com/nning/coap%7B%7Bسخhttps://github.com/nning/david
Sensinode C Device Library
C
RFC 7252
Client + Server
Core, Observe, Block, RD
Commercial
https://silver.arm.com/browse/SEN00
Sensinode Java Device Library
Java SE
RFC 7252
Client + Server
Core, Observe, Block, RD
Commercial
https://silver.arm.com/browse/SEN00
Sensinode NanoService Platform
Java SE
RFC 7252
Cloud Server
Core, Observe, Block, RD
Commercial
https://silver.arm.com/browse/SEN00
SwiftCoAP
Swift
RFC 7252
Client + Server
Core, Observe, Blockwise Transfers
MIT
https://github.com/stuffrabbit/SwiftCoAP
TinyOS CoapBlip
nesC/C
coap-13
Client + Server
Observe, Blockwise Transfers
BSD
http://docs.tinyos.net/tinywiki/index.php/CoAP
txThings
Python (Twisted)
RFC 7252
Client + Server
Blockwise Transfers, Observe (partial)
MIT
https://github.com/mwasilak/txThings/
FreeCoAP
C
RFC 7252
Client + Server + HTTP/CoAP Proxy
Core, DTLS, Blockwise Transfers
BSD
https://github.com/keith-cullen/FreeCoAP
coap-rs
Rust
RFC 7252
Client + Server
MIT
https://github.com/Covertness/coap-rs
YaCoAP
C
MIT
https://github.com/RIOT-Makers/YaCoAP
Proxy implementations
Squid 3.1.9 with transparent HTTP-CoAP mapping module http://telecom.dei.unipd.it/pages/read/90/
jcoap Proxy https://code.google.com/p/jcoap/
Californium cf-proxy https://github.com/mkovatsc/Californium
CoAPthon https://github.com/Tanganelli/CoAPthon
FreeCoAP https://github.com/keith-cullen/FreeCoAP
Internet of Things
OMA Lightweight M2M
Web of Things