物联网应用层coap协议

Contents

1. 要求
2. 基本步骤
3. 过程及有关程序代码
4. 分析
1. 4.1. 关于COAP的安全问题：

CoAP(Constrained Application Protocol, 受限应用协议)协议是一种在低功耗低速率的设备上实现物联网通信的应用层协议。其采用UDP协议支撑，发送和接收数据可以异步，数据包头采用二进制压缩，对低功耗低速率的网络有很好的适应能力。CoAP协议非常的小巧，最小的数据包仅为4字节。CoAP适用于低功耗受限设备，一个内存为20KB的单片机就可以实现CoAP服务器或客户端。本实验旨在利用工具对CoAP协议基本工作机制进行验证分析，并分析其可能的安全隐患。

要求

（1）实验要求掌握CoAP的基本原理。

（2）用Wireshark等协议分析软件分析CoAP协议过程。

（3）学会用Node.js或Python快速构建CoAP通信验证程序。

基本步骤

注意构建一个局域网，模拟CoAP服务端、客户端，运用Wireshark分析客户端和服务端上的协议工作。

过程及有关程序代码

服务器代码:

const coap    = require('coap') 
    , server  = coap.createServer()
server.on('request', function(req, res) {
      res.end('Hello ' + req.url.split('/')[1] + '\n')
})
server.listen(function() {
      console.log('server started')
})

客户端代码：

const coap  = require('coap') 
    , req   = coap.request('coap://127.0.0.1/client')
req.on('response', function(res) {
  res.pipe(process.stdout)
})
req.end()

1、搭建局域网

2、开启服务器

3、客户端请求连接，服务器返回信息

4、抓包信息

分析

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。HTTP 与 COAP协议都是通过4个请求方法（GET, PUT, POST, DELETE）对服务器端资源进行操作。两者之间明显的区别在于HTTP是通过文本描述方式描述协议包内容，协议包里面会包含一些空格符，换行符等,协议包可读性很强。而COAP是通过定义二进制各位段功能来描述协议包内容。因此COAP协议包大小更小，更紧凑。CoAP协议非常小巧，最小的数据包仅为4字节。但CoAP并不能替代HTTP协议，CoAP只能呢应用于那些小设备。

CoAP采用与HTTP协议相同的请求响应工作模式。CoAP协议共有4中不同的消息类型。

CON——需要被确认的请求，如果CON请求被发送，那么对方必须做出响应。

NON——不需要被确认的请求，如果NON请求被发送，那么对方不必做出回应。

ACK——应答消息，接受到CON消息的响应。

RST——复位消息，当接收者接受到的消息包含一个错误，接受者解析消息或者不再关心发送者发送的内容，那么复位消息将会被发送。

这里抓到的包只有CON和ACK，是因为客户端发的包需要服务器响应，所以是CON，而且在传输过程中并未出错，所以没有出现RST复位消息。

CoAP还有一个比较特殊的地方，那就是它的url。在HTTP的世界中，RESTFul协议由于其简单性和适用性，在WEB应用中越来越受欢迎，这样的道理同样适用于CoAP。一个CoAP资源可以被一个URI所描述，例如一个设备可以测量温度，那么这个温度传感器的URI被描述为：CoAP://machine.address:5683/sensors/temperature。请注意。后面的 temperature，我觉得更像是表示客户端的身份的信息，不知道理解的对不对，就像下你个面这样。

关于COAP的安全问题：

COAP使用DTLS来做安全传输层，该层运行于UDP之上，当前考虑使用DTLS时，需要考虑设备终端资源受限情况，有些资源有限设备无法运行DTLS安全加密算法。

做安全加密，需要根据应用场景需要，对应只上报数据，且数据敏感度不高场景，可以不考虑加入安全层。

要求