Internetprotokolle¶

Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) ist eine Familie von Netzwerkprotokollen und wird wegen ihrer großen Bedeutung für das Internet auch als Internetprotokollfamilie bezeichnet.

Ursprünglich wurde TCP als monolithisches Netzwerkprotokoll entwickelt, jedoch später in die Protokolle IP und TCP aufgeteilt. Die Kerngruppe der Protokollfamilie wird durch das User Datagram Protocol (UDP) als weiteres Transportprotokoll ergänzt. Außerdem gibt es zahlreiche Hilfs- und Anwendungsprotokolle, wie zum Beispiel DHCP und ARP.

• TCP (Stream) Sockets kommunizieren über einen Zeichen-Datenstrom.
• UDP (Datagram Sockets) kommunizieren über einzelne Nachrichten.

HTTP¶

Das Hypertext Transfer Protocol (HTTP, englisch für Hypertext-Übertragungsprotokoll) ist ein Protokoll zur Übertragung von Nachrichten und Daten. Es wird hauptsächlich eingesetzt, um Webseiten (Hypertext-Dokumente) aus dem World Wide Web (WWW) in einen Webbrowser zu laden. Es ist jedoch nicht prinzipiell darauf beschränkt und auch als allgemeines Dateiübertragungsprotokoll sehr verbreitet.

Jede Nachricht besteht dabei aus zwei Teilen, dem Nachrichtenkopf (englisch Message Header, kurz: Header oder auch HTTP-Header genannt) und dem Nachrichtenrumpf (englisch Message Body, kurz: Body). Der Nachrichtenkopf enthält die Anfragemethode und Informationen über den Nachrichtenrumpf wie etwa verwendete Kodierungen oder den Inhaltstyp. Der Nachrichtenrumpf enthält die Nutzdaten (siehe HTML unten)

MQTT¶

Quelle: Von Simon A. Eugster - Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=70622928

Message Queue Telemetry Transport (MQTT) ist ein offenes Nachrichten-Protokoll für Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M), das die Übertragung von Messdaten-Daten in Form von Nachrichten zwischen Geräten ermöglicht, trotz hoher Verzögerungen oder beschränkten Netzwerken. Entsprechende Geräte reichen von Sensoren und Aktoren, Mobiltelefonen, Eingebetteten Systemen in Fahrzeugen oder Laptops bis zu voll entwickelten Rechnern. MQTT basiert auf TCP-Sockets.

MQTT implementiert das Publish/Subscribe-Pattern. Es ersetzt die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen durch einen zentralen Server (Broker), zu dem sich Datenproduzenten und -nutzer gleichermaßen verbinden können. Das Senden (publish) und Empfangen (subscribe) von Nachrichten funktioniert über sogenannte Topics. Ein Topic ist ein String, der eine Art Betreff der Nachricht darstellt, aber ähnlich einer Web Adresse aufgebaut ist.

CoAP¶

Constrained Application Protocol (Coap) ist ein Software-Protokoll welches für Internet der Dinge Geräte zugeschnitten ist. COAP ist auf den meisten Geräten, die UDP Unterstützen, lauffähig.

Ein COAP fähiges Gerät publiziert seine Sensoren und Aktoren in einem Resource Directory oder stellt selber ein solches zur Verfügung. Mittels Resource Discovery können die vorhandenen Sensoren und Aktoren mit ihren Attributen abgefragt werden.

REST¶

Representational State Transfer (abgekürzt REST, seltener auch ReST) bezeichnet ein Programmierparadigma für verteilte Systeme. REST ist eine Abstraktion der Struktur und des Verhaltens des World Wide Web. REST fordert, dass eine Web-Adresse genau einen Seiteninhalt repräsentiert, und dass ein Web-/REST-Server auf mehrfache Anfragen mit demselben URI auch mit demselben Webseiteninhalt antwortet.

Der Vorteil von REST liegt darin, dass im WWW bereits ein Großteil der für REST nötigen Infrastruktur (z. B. Web- und Application-Server, HTTP-fähige Clients, HTML- und XML-Parser, Sicherheitsmechanismen) vorhanden ist, und viele Web-Dienste per se REST-konform sind. So ist eine Webseite, auf der ständig die aktuelle Uhrzeit in immer demselben Format abrufbar ist, REST-konform.

HTTP, MQTT und CoAP implementieren REST.