NON消息不需要ACK进行确认，但仍需要消息ID以便进行消 息的重复性检查
当接收者不能处理NON消息时，它会使用RST消息回答
由于CoAP是基于UDP的，因此，它也支持多播目的地址的 使用，能够进行多播CoAP请求
3）CoAP请求/响应模型
带有piggy-backed响应的基本GET请求
提供可以承诺服务质量的通信保障 提供端到端的业务安全 M2M系统可以寻址到各种M2M终端设备 支持群组管理 终端设备远程管理 支持不同流量的数据传输 支持多种接入方式 支持终端设备数量的扩展 支持多种信息传递方式 支持具有不同移动性的终端设备
5.1.3 业务应用对平台营运的需求
物联网的特征可能导致大量多媒体流量的产生
物联网包括装备多样化的具有通信、计算、服务能 力的高智能体传感器
物联网上的多媒体通信量划分成三类：通信、计算、 服务
通信
如何设计适当的通信流量是有趣且富有挑战性的 任务
在IEEE 802.15.4框架下，最大物理层包长是127 B，而 介质访问控制（MAC）子层的最大帧长是102 B，
带有单独响应的GET请求
NON请求/响应
4）中间物、缓冲、资源发现
为了高效地实现请求，CoAP协议支持响应缓冲 简单缓冲便于使用携带在CoAP响应消息中的时新的有效信息，
缓冲可位于端节点或中间物上
CoAP是根据REST体系结构设计的，并具有类似HTTP协议的 功能，因此在HTTP与CoAP或CoAP与HTTP之间进行映射是非 常直截了当的，这样的映射可以方便地用于以下两个方面
从业务提供者的角度来看，希望专注于业务应用的 开发，关注业务数据和业务流程的处理，期望简单、 快速的业务开发环境
平台需要对提交的物联网业务开发需求，自动匹配合适 的传感器资源，并对传感器与业务平台进行登记注册
提供标准的开发接口，开发传感器与平台的交互界面， 编写详细的数据上传、下载、存储以及其他等业务交互 流程，并根据需要，激活比如语音、视频、短信、计费、 网管、故障、告警等其他的工作流
寻找优化的源节点访问解决方案是一种典型的非确定性 多项式时间完全问题
计算通信量能够划分成以下几种
静态计算量：移动代理的计算状态在被分派前由源节点确定
动态计算量：根据当前网络条件，移动代理自动地决定源节点， 并决定动态路由或资源分配
混合计算量：源节点集由sink节点决定，而源访问顺序由移动代 理决定
在带宽管理设备的技术上，主要包括应用
应用和用户识别技术 流量和带宽控制技术
PFQ（Per Flow Queuing）技术 TRL（TCP Rate Limiting） 数据包优先控制技术 CBQ（Class-Based Queuing基于类的队列）技术
5.2 适用于物联网的应用协议
CoAP的目的是扩展REST体系结构以满足受约束物联网装置 和网络（如6LoWPAN）的需要，它在设计时充分考虑了重 要的M2M应用的要求，如能量和楼宇自动化，因此认为它是 适合于物联网应用的
CoAP由一组具有HTTP功能的REST子集组成，已针对M2M 应用进行了优化
CoAP提供了M2M应用特征，如开销很低，支持多播和异步 消息交换
5.2.1 物联网的通信量特征 5.2.2 CoAP和HTTP对比 5.2.3 CoAP协议细节
5.2.1 物联网的通信量特征
物联网的规模巨大，尽管有些业务每次传输的数据 量不一定非常大，甚至只有几十个字节，但是必须 一次传输成功，有着非常实时的传输要求
物联网数据流量具有突发特性，可能会造成大量用 户堆积在热点区域，引发网络拥塞或资源分配不平 衡
CoAP在逻辑上分成两层
消息（Messages）层 请求/响应（Requests/Responses）层
若要实现可靠性，可用CON消息来提供此项功能。
CON消息在默认的超时间隔后会重传，两次重传间采用指数 后退方法，直至接收者发送了ACK。
此ACK消息包含与相应的CON消息相同的消息ID
预计在未来3～5年内，一般用户的上行带宽需求主要在500 kbps～10 Mbps内，下行带宽在2～100 Mbps内
网络应用的发展对带宽需求是无止境的，带宽不够的问题总 是存在的
为了解决带宽压力问题，QoS（Quality of Service）带宽管 理是一种有效的解决方案
是一种网络带宽管理机制 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术 可确保重要业务量不受延迟或丢弃影响，保证网络的高效运行
TCP也不能很好地适应无线网络，HTTP请求/响应 拉模型（请求由客户发起）在低任务周期的传感器 网络中不能很好地工作，并且HTTP协议，正如当 前用于现代服务器和浏览器中的那样，已经演变成 了一种高复杂度的协议
因特网工程任务组（IETF）的约束RESTful环境（CoRE） 工作组已经定义了基于REST的Web传输协议，称为受约束 的应用协议（CoAP）
服务
服务通信量包括两个方面
得分（score）：意味着客户在多媒体流量上的感兴趣程度 形式（form）：表示有关特定装置内容特征
为有效操作各种类型多媒体流量，将数据分为三类：偏 好数据（Preference Data）、情形数据（Situation Data） 和能力数据（Capability Data）
应用需求相 关
远程管理配 置
较强
应用需求相 关，移动性
强
物流货运
5.1.2 基本业务需求分析
不同的物联网业务对网络带宽、实时性、数据安全性、终端 设备移动性以及连接时长等有不同的需求
欧洲电信标准化组织（ETSI）和第三代合作伙伴计划专门 针对机器到机器（M2M）业务的需求制定了相应技术规范， 以下是M2M应用的典型需求
首先，多媒体流量服务器使用文献[56]中的方法计算多媒体服务 和偏好数据间的相似度
然后它评估此多媒体服务属于服务器群中某一个的概率 最后可通过上述计算的相似度和概率值的加权和获得得分
5.2.2 CoAP和HTTP对比
HTTP头通常太大，在6LoWPAN网络（使用IEEE 802.15.4协议）中需要分片
平台需要具有开放、灵活、异构的架构，不但能够与传感器网络、移动 接入，以及宽带接入网络等无缝集成，而且能够与现有的运营商已有的 承载网和业务网无缝集成，平台具备可扩展性、易融合性等
平台必须具备完善的管理能力，实现统一的合作伙伴（SP）的管理、 统一的用户管理、统一的业务产品管理、统一的订购管理、统一的认证 授权管理等
2）消息大小的实现考虑
在许多受限网络中，更重要的一种分片发生在适配层
例如，6LoWPAN L2分组被限制到127 B，包括各种开销
消息大小在受限节点上的实现也是一个很重要的问题
管理配置
远程管理配 置
连接性需 求
较强
应用需求 相关
远程管理 配置
较强
终端移动 应用需求相 应用需求
性
关
相关
应用场景 家庭安防
气象信息 监测
应用需 求相关
远程管 理配置
应用需 求相关
远程管 理配置
应用需求相 关
远程管理配 置
较强 较强
较强
应用需 应用需 应用需求相
求相关 求相关
关
智能博 物馆
全球眼
工业自动化
CoAP定义了四种消息
可确定消息（CON消息） 非确定消息（NON消息） 确认消息（ACK消息） 重置消息（RST消息）
一些消息可以包含方法代码和响应代码，这使得它们可以携 带请求或响应
对请求/响应交互过程来说，上述四种类型消息的基本交换过 程都是透明的
2）CoAP消息模型
5.1.1 业务承载能力分析
物联网应用可以分为6种基本类别
监控报警类 数据采集类 信息推送类 视频监控类 远程控制类 识别与定位类

6种基本物联网应用对网络承载能力需求对比
能力指标
监控报警 类
上行流量 少量数据
下行流量
无
类 数据量 较大
较少
应用需 求相关
物联网系统设计
第5章 物联网系统应用
层设计
第5章 物联网系统应用层设计
5.1 应用业务的网络性能需求 5.2 适用于物联网的应用协议 5.3 网络应用业务的服务质量设计 5.4 网络应用业务的负载均衡设计 5.5 应用层的安全设计
5.1 应用业务的网络性能需求
5.1.1 业务承载能力分析 5.1.2 基本业务需求分析 5.1.3 业务应用对平台营运的需求 5.1.4 业务带宽需求及管理
信息推 送类
少量
数据量 较大 应用需 求相关
视频监 控类 数据量 大
少量
应用需 求相关
远程控制 类
识别与定位类
无
数据量较大
少量
少量
应用需求 相关
应用需求相关
（续表） 6种基本物联网应用对网络承载能力需求对比
能力指标 监控报警类
数据采集 类
信息推 送类
视频监 控类
远程控制类
识别与定位 类
数据安全
应用需求相 关
平台需要具备与现有的运营系统实现对接
如计费系统、网管系统、行业专家系统以及公众服系统等
实现对运营商业务能力的封装，系统支撑能力对接，行业系统、公 众系统的对接，业务系统对接等
系统对接采用的协议应尽量是目前运营系统的通用协议，而不是新 制定的协议规范
5.1.4 业务带宽需求及管理
目前，视频监控类应用对带宽的要求是最高的，不同的用户 对各种业务的需求及其数量也存在很大的差别
1）消息格式
头部中域的含义如下所述。