RFC 7252 - The Constrained Application Protocol (CoAP)

Veröffentlicht: Juni 2014
Status: Standards Track
Autoren: Z. Shelby, K. Hartke, C. Bormann

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Zusammenfassung (Abstract)

Das Constrained Application Protocol (CoAP) ist ein spezialisiertes Web-Übertragungsprotokoll für die Verwendung mit eingeschränkten Knoten und eingeschränkten (z.B. stromsparenden, verlustbehafteten) Netzwerken. Die Knoten verfügen oft über 8-Bit-Mikrocontroller mit geringen ROM- und RAM-Mengen, während eingeschränkte Netzwerke wie IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPANs) häufig hohe Paketfehlerraten und typische Durchsätze von zehn kbit/s aufweisen. Das Protokoll ist für Machine-to-Machine (M2M)-Anwendungen wie intelligente Energie und Gebäudeautomation konzipiert.

CoAP bietet ein Request/Response-Interaktionsmodell zwischen Anwendungsendpunkten, unterstützt die integrierte Entdeckung von Diensten und Ressourcen und umfasst Schlüsselkonzepte des Webs wie URIs und Internet-Medientypen. CoAP ist so konzipiert, dass es leicht mit HTTP für die Integration ins Web verbunden werden kann und gleichzeitig spezialisierte Anforderungen wie Multicast-Unterstützung, sehr geringer Overhead und Einfachheit für eingeschränkte Umgebungen erfüllt.

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Inhalt (Contents)

• 1. Introduction (Einführung)
  • 1.1 Features (Funktionen)
  • 1.2 Terminology (Terminologie)
• 2. Constrained Application Protocol (Eingeschränktes Anwendungsprotokoll)
  • 2.1 Messaging Model (Nachrichtenmodell)
  • 2.2 Request/Response Model (Anfrage/Antwort-Modell)
  • 2.3 Intermediaries and Caching (Vermittler und Zwischenspeicherung)
  • 2.4 Resource Discovery (Ressourcenentdeckung)
• 3. Message Format (Nachrichtenformat)
  • 3.1 Option Format (Optionsformat)
  • 3.2 Option Value Formats (Optionswertformate)
• 4. Message Transmission (Nachrichtenübertragung)
  • 4.1 Messages and Endpoints (Nachrichten und Endpunkte)
  • 4.2 Messages Transmitted Reliably (Zuverlässig übertragene Nachrichten)
  • 4.3 Messages Transmitted without Reliability (Nicht zuverlässig übertragene Nachrichten)
  • 4.4 Message Correlation (Nachrichtenkorrelation)
  • 4.5 Message Deduplication (Nachrichtendeduplizierung)
  • 4.6 Message Size (Nachrichtengröße)
  • 4.7 Congestion Control (Staukontrolle)
  • 4.8 Transmission Parameters (Übertragungsparameter)
• 5. Request/Response Semantics (Anfrage/Antwort-Semantik)
  • 5.1 Requests (Anfragen)
  • 5.2 Responses (Antworten)
  • 5.3 Request/Response Matching (Anfrage/Antwort-Zuordnung)
  • 5.4 Options (Optionen)
  • 5.5 Payloads and Representations (Nutzdaten und Darstellungen)
  • 5.6 Caching (Zwischenspeicherung)
  • 5.7 Proxying (Proxy-Funktion)
  • 5.8 Method Definitions (Methodendefinitionen)
  • 5.9 Response Code Definitions (Antwortcode-Definitionen)
  • 5.10 Option Definitions (Optionsdefinitionen)
• 6. CoAP URIs
  • 6.1 coap URI Scheme (coap URI-Schema)
  • 6.2 coaps URI Scheme (coaps URI-Schema)
  • 6.3 Normalization and Comparison Rules (Normalisierungs- und Vergleichsregeln)
  • 6.4 Decomposing URIs into Options (Zerlegen von URIs in Optionen)
  • 6.5 Composing URIs from Options (Zusammensetzen von URIs aus Optionen)
• 7. Discovery (Entdeckung)
  • 7.1 Service Discovery (Dienstentdeckung)
  • 7.2 Resource Discovery (Ressourcenentdeckung)
• 8. Multicast CoAP
  • 8.1 Messaging Layer (Nachrichtenschicht)
  • 8.2 Request/Response Layer (Anfrage/Antwort-Schicht)
• 9. Securing CoAP (CoAP-Sicherheit)
  • 9.1 DTLS-Secured CoAP (DTLS-gesichertes CoAP)
• 10. Cross-Protocol Proxying (Protokollübergreifendes Proxy)
  • 10.1 CoAP-HTTP Proxying
  • 10.2 HTTP-CoAP Proxying
• 11. Security Considerations (Sicherheitserwägungen)
• 12. IANA Considerations (IANA-Erwägungen)
• 13. Acknowledgements (Danksagungen)
• 14. References (Referenzen)

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Verwandte Ressourcen

• Offizieller Text: RFC 7252
• Offizielle Seite: RFC 7252 DataTracker
• Errata: RFC Editor Errata

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Schnellreferenz

Was ist CoAP?

CoAP (Constrained Application Protocol) ist ein spezialisiertes Webprotokoll, das für Internet der Dinge (IoT)-Geräte und eingeschränkte Umgebungen entwickelt wurde.

Hauptmerkmale

• ✅ Leichtgewichtig - Geeignet für ressourcenbeschränkte Geräte
• ✅ UDP-basiert - Verwendet UDP-Transport mit optionaler DTLS-Sicherheit
• ✅ RESTful - HTTP-ähnliches Anfrage/Antwort-Modell
• ✅ Beobachtbare Ressourcen - Unterstützt Publish/Subscribe-Muster
• ✅ Integrierte Entdeckung - Ressourcen- und Dienstentdeckungsmechanismen
• ✅ Multicast-Unterstützung - Effiziente Geräteentdeckung

CoAP vs HTTP

Merkmal	HTTP	CoAP
Transport	TCP	UDP
Header-Overhead	Groß (hunderte Bytes)	Klein (4-Byte fest)
Methoden	GET/POST/PUT/DELETE...	GET/POST/PUT/DELETE
Antwortcodes	3-stellig	2-stellig
Caching	Unterstützt	Unterstützt
Proxying	Unterstützt	Unterstützt
Sicherheit	TLS	DTLS
Anwendungsfälle	Webanwendungen	IoT-Geräte

Anwendungsszenarien

• 🏠 Smart Home - Beleuchtung, Thermostate, Sensoren
• 🏭 Industrieautomation - Geräteüberwachung und -steuerung
• ⚡ Smart Grid - Energiemanagement
• 🏢 Gebäudeautomation - HVAC-, Beleuchtungssysteme
• 📡 Stromsparende Netzwerke - 6LoWPAN, LoRa, usw.