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 وسیع تری 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 گونه ای 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.[rfc:7252 RFC 7252, Constrained Application Protocol (CoAP)]"Integrating Wireless Sensor Networks with the Web " , Walter, Colitti 2011 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 (CoRE) 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 پروکسی ای ساخته شود تا دسترسی به منابع CoAP از طریق HTTP را در یک راه ممکن سازد.[rfc:8075 RFC 8075, Guidelines for Mapping Implementations: HTTP to the Constrained Application Protocol (CoAP)]

با معرفی ای 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.IETF Standardization in the Field of the Internet of Things (IoT): A Survey

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 هِدر 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 
بایت۰۱۲۳۴۵۶۷کلاسکد
و در اسناد و مدارک است که معمولاً مورد اشاره در این قالب `<class>`. `<کد>`

 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 پیامبایتبایتبایتبایت۰۱۲۳۴۵۶۷۰۱۲۳۴۵۶۷۰۱۲۳۴۵۶۷۰۱۲۳۴۵۶۷VERنوعTKL (Token ظهر)CoAP درخواست/کد پاسخپیام شناسهرمز (در صورت وجود در TKL بایت) (حداکثر ۸ بایت)گزینه (اگر در دسترس است) (گزینه شماره: https://www.iana.org/assignments/core-parameters/core-parameters.xhtml#option-numbers)۱۱۱۱۱۱۱۱حمل 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 & data[0])>>6 )
#define COAP_HEADER_TYPE(data) ( (0x30 & data[0])>>4 )
#define COAP_HEADER_TKL(data) ( (0x0F & data[0])>>0 )
#define COAP_HEADER_CLASS(data) ( ((data[1]>>5)&0x07) )
#define COAP_HEADER_CODE(data) ( ((data[1]>>0)&0x1F) )
#define COAP_HEADER_MID(data) ( (data[2]<<8)|(data[3]) )

 پیاده‌سازی‌ها 
 نامزبان برنامه نویسیImplemented 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://web.archive.org/web/20181207034534/http://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 + ServerObserve, 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 + ServerObserve, 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, Endpoint-ID-Draft 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%7Bسخ}}https://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 https://web.archive.org/web/20130312140509/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 ProxyCore, DTLS, Blockwise Transfers BSD https://github.com/keith-cullen/FreeCoAP coap-rs Rust RFC 7252 Client + Server MIT https://github.com/Covertness/coap-rsYaCoAPCMIThttps://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

 جستارهای وابسته 
 Internet of Things
 OMA Lightweight M2M
 Web of Things

 منابع 

رده:اینترنت اشیاء
رده:پروتکل انتقال ابرمتن
رده:پروتکل‌های لایه کاربرد
رده:ویکی‌سازی رباتیک