18、物联网应用层通信技术解析

物联网应用层通信技术解析

1. 应用层架构概述

在物联网领域，应用层不仅承担着会话和表示功能，还具备管理不同会话以及实现加密和认证机制的能力。大多数物联网应用层协议都提供会话管理功能，而应用层特定的功能通常由其他机制来实现，这些机制会对传感器和执行器的流量进行编码。这与网页流量传输类似，网页流量依靠 HTTP 进行会话管理，依靠超文本标记语言（HTML）对应用数据进行编码。

在会话管理方面，有两种常见的拓扑结构：请求/响应和发布/订阅。
- 请求/响应模型 ：也称为客户端/服务器模型。在这种模型中，应用程序作为客户端，设备（传感器或执行器）作为服务器。客户端通常请求传感器数据或发送执行命令，服务器则通过传输传感器读数或执行确认来响应。该模型基于同步轮询，即每个请求都会有一个响应。
- 发布/订阅模型 ：依赖于一个中央代理，该代理负责在应用程序和设备之间对消息进行排队和传递。首先，应用程序订阅设备支持的特定主题。然后，设备通过将设备消息发送给代理来发布这些消息。代理存储这些消息，并通过通知将其转发给感兴趣的应用程序。这种模型基于对设备的异步观察，不需要轮询。其优点是可以改善延迟和网络利用率，但需要使用一个代理，而代理可能成为单点故障。

下面是这两种模型的 mermaid 流程图：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;

    A(应用程序):::process -->|请求| B(设备