如何理解网络世界那么多的协议

Posted 2022-12-08 田攀

要想打造相互联通的网络世界，一台台孤立的机器肯定是不够的，需要让这些机器连成网，那才是真正的互联网、移动互联网或是物联网。

不管哪种类型的网络，他们共同遵循着相同的网络分层来设置。不管是OSI的七层架构，或是TCP/IP的四层，本质上都是相同的，只是细分的粒度不同而已。现在和网络相关听到的专业词语太多太多，NB、Lora、ZigBee、4G、MQTT....，这些词在网络世界中，是一个什么概念很容易迷失，所以需要一个框架来看。

基于TCP/IP的四层框架来看这些新词，你更容易理解他是干什么的，至少知道大体的作用干什么的

HTTP、TCP、MQTT，CoAP都是应用层协议，这些需要开发服务器，或者对接云平台厂商（软件支持）。

NB-IoT，Lora，WIFI，蓝牙，zigbee，4G都是物理层的，这几个都需要芯片模组支持（硬件支持）。

所以（MQTT，CoAP，HTTP）应用协议是基于（NB-IoT，LoRA，WIFI，蓝牙，zigbee，4G）物理层的上层协议。

物理层中按需要网关来分类：

不需要网关：NB-IoT，4G（芯片可以直接连上移动，联通，电信运营商）

需要网关：LORA，WIFI，zigbee（不能直接连上电信运营商，需要通过一个网关中转才能连上电信运营商）

蓝牙比较特别，是两个蓝牙设备之间互联

物理层协议对比

NB-IoT，4G对比

NB-IoT是物联网协议，主打低功耗，传输小数据，传输速度底，芯片模组和套餐逐年便宜。

4G：是运营商的蜂窝网络，传输速度快和可以传输大的数据，但是功耗高，价格贵。

WIFI和zigbee对比

wifi 功耗高，传输数据快，一个路由只能加入较少设备

zigbee功耗低，传输数据慢，可以中继，一个zigbee网关可以加入成千上万的zigbee设备

 

应用层协议对比：MQTT和CoAP

MQTT

MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

CoAP

1）COAP协议网络传输层由TCP改为UDP。

2）它基于REST，server的资源地址和互联网一样也有类似url的格式，客户端同样有POST，GET,PUT,DELETE方法来访问server，对HTTP做了简化。

3）COAP是二进制格式的，HTTP是文本格式的，COAP比HTTP更加紧凑。

4）轻量化，COAP最小长度仅仅4B，一个HTTP的头都几十个B了

5）支持可靠传输，数据重传，块传输。 确保数据可靠到达。

6）支持IP多播, 即可以同时向多个设备发送请求。

7）非长连接通信，适用于低功耗物联网场景。