XMPP协议、MQTT协议、HTTP协议、CoAP协议的基本比较

短命女 2022-09-23 03:50 256阅读 0赞

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一、先看下相关国外的专业数据对四大协议的比较：

Protocol                                    CoAP                         XMPP                                                  RESTful HTTP                                                                 MQTT

<table style="margin:0px; padding:0px; border-collapse:collapse; border-spacing:0px; border:1px solid silver; word-break:break-word; color:rgb(0,0,0); font-family:'Helvetica Neue',Helvetica,Arial,sans-serif; font-size:13px; line-height:19.5px; background-color:rgb(245,245,245)"> 
 <tbody style="margin:0px; padding:0px"> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Transport</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> UDP</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> TCP</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> TCP</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> TCP</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Messaging</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Request/Response</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Publish/Subscribe Request/Response</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Request/Response</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Publish/Subscribe Request/Response</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 2G, 3G, 4G Suitability (1000s nodes)</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Excellent</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Excellent</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Excellent</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Excellent</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> LLN Suitability (1000s nodes)</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Excellent</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Fair</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Fair</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Fair</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Compute Resources</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 10Ks RAM/Flash</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 10Ks RAM/Flash</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 10Ks RAM/Flash</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 10Ks RAM/Flash</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Success Storied</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Utility Field Area Networks</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Remote management of consumer white goods</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Smart Energy Profile 2 (premise energy management/home services)</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> Extending enterprise messaging into IoT application</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

XML的解析对于嵌入多设备来说是比较痛苦的 ，所以在嵌入设备上做开发的时候，最好不要选择基于XML的协议。

二、四大协议的基本介绍：

物联网协议XMPP

XMPP是一种基于标准通用标记语言的子集XML的协议，它继承了在XML环境中灵活的发展性。因此，基于XMPP的应用具有超强的可扩展性。经过扩展以后的XMPP可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求，以及在XMPP的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序。而且，XMPP包含了针对服务器端的软件协议，使之能与另一个进行通话，这使得开发者更容易建立客户应用程序或给一个已经配置好XMPP协议的系统添加功能。

### 物联网协议MQTT ###

###    ###

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器（比如通过Twitter让房屋联网）的通信协议

## ##

### 物联网协议CoAP ###

CoAP是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的代名词。在最近几年的时间中，专家们预测会有更多的设备相互连接，而这些设备的数量将远超人类的数量。在这种大背景下，物联网和M2M技术应运而生。虽然对人而言，连接入互联网显得方便容易，但是对于那些微型设备而言接入互联网非常困难。在当前由PC机组成的世界，信息交换是通过TCP和应用层协议HTTP实现的。但是对于小型设备而言，实现TCP和HTTP协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网，CoAP协议被设计出来。CoAP是一种应用层协议，它运行于UDP协议之上而不是像HTTP那样运行于TCP之上。CoAP协议非常的小巧，最小的数据包仅为4字节。

### 物联网协议RESTful HTTP ###

REST 指的是一组 [架构][Link 1]约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful。

Web 应用程序最重要的 REST 原则是，客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的。从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。如果服务器在请求之间的任何时间点重启，客户端不会得到通知。此外，无状态请求可以由任何可用服务器回答，这十分适合 [云计算][Link 2]之类的环境。客户端可以缓存数据以改进性能

三、从现有的移动端（Android）消息推送方案中，也可以看出MQTT协议和XMPP协议的优缺点

方案1、 使用GCM服务（Google Cloud Messaging）    
简介：Google推出的云消息服务，即第二代的G2DM。    
优点：Google提供的服务、原生、简单，无需实现和部署服务端。    
缺点：Android版本限制（必须大于2.2版本），该服务在国内不够稳定、需要用户绑定Google帐号，受限于Google。    
  
方案2、 使用XMPP协议（Openfire + Spark + Smack）    
简介：基于XML协议的通讯协议，前身是Jabber，目前已由IETF国际标准化组织完成了标准化工作。    
优点：协议成熟、强大、可扩展性强、目前主要应用于许多聊天系统中，且已有开源的Java版的开发实例androidpn。    
缺点：协议较复杂、冗余（基于XML）、费流量、费电，部署硬件成本高。    
  
方案3、 使用MQTT协议（更多信息见：  [http://mqtt.org/][http_mqtt.org] ）    
简介：轻量级的、基于代理的“发布/订阅”模式的消息传输协议。    
优点：协议简洁、小巧、可扩展性强、省流量、省电，目前已经应用到企业领域（参考：  [http://mqtt.org/software][http_mqtt.org_software] ），且已有C++版的服务端组件rsmb。    
缺点：不够成熟、实现较复杂、服务端组件rsmb不开源，部署硬件成本较高。    
  
方案4、 使用HTTP轮循方式    
简介：定时向HTTP服务端接口（Web Service API）获取最新消息。    
优点：实现简单、可控性强，部署硬件成本低。    
缺点：实时性差。

对各个方案的优缺点的研究和对比，推荐使用MQTT协议的方案进行实现，主要原因是： MQTT最快速，也最省流量（固定头长度仅为2字节），且极易扩展，适合二次开发 。

总结来说：

如果我们对上面的结果进行一次PK，我想最后的结果就是MQTT vs CoAP。HTTP对于嵌入式设备来说太重了，也不灵活，XMPP就更不用说了，与MQTT还有一比的便是CoAP——一个还在草稿阶段的协议。

[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/16
[Link 2]: http://lib.csdn.net/base/20
[http_mqtt.org]: http://mqtt.org/
[http_mqtt.org_software]: http://mqtt.org/software