【YD通讯标准】 M2M 技术要求(第一 阶段) CoAP 协议绑定

ICS33.040
中国通信标准化协会标准
YDB169—2017
M2M技术要求（第一阶段）CoAP协议绑定Technical requirements for M2M (Release 1) CoAP Protocol Binding（oneM2MTS-0008，IDT)
2017-01-19印发
中国通信标准化协会
1范围
规范性引用文件和参考文献
2.1规范性引用文件
2.2参考文献
3缩略语
约定，
5概述
5.1概述，
5.2特征。
5.3CoAP协议
6CoAP消息映射
6.1CoAP消息映射概要
原语映射到CoAP消息
6.3接入CSE中的资源，
6.4缓存的映射规则
6.5Blockwise传输的使用方法
YDB169—2017
YDB1692017
本标准是oneM2M技术要求（第一阶段）系列标准之一。该系列标准的名称如下：M2M技术要求（第一阶段）功能架构一M2M技术要求（第一阶段）需求一M2M技术要求（第一阶段）安全解决方案M2M技术要求（第一阶段）服务层核心协议M2M技术要求（第一阶段）开放移动联盟（OMA）终端管理资源映射M2M技术要求（第一阶段）宽带论坛（BBF）终端管理实现M2M技术要求（第一阶段）CoAP协议绑定M2M技术要求（第一阶段）HTTP协议绑定M2M技术要求（第一阶段）MQTT协议绑定M2M技术要求（第一阶段）公共术语本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用oneM2MRelease1的TS-0008-V1.0.1。为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，由中国通信标准化协会组织制定“中国通信标准化协会标准”，推荐有关方面参考采用。有关对本标准的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国信息通信研究院。本标准主要起草人：付国强、罗松。II
iiKAoiKAca
1范围
M2M技术要求（第一阶段）CoAP协议绑定YDB169—2017
本标准将覆盖oneM2M兼容系统“RESTfulCoAPbinding”的通信协议的具体协议内容部分。本标准的范围是（不限于）：
绑定oneM2M原语和CoAP消息；
一绑定oneM2M响应状态码和CoAP响应代码；根据不同的参数定义CoAP客户端和服务器的行为。2规范性引用文件和参考文献
2.1规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。[1]IETFRFC7252：受限应用协议（TheConstrainedApplicationProtocol（CoAP)）[2]oneM2MTS-oo04：服务层核心协议规范（ServiceLayerCoreProtocolSpecification）[3]IETFdraft-ietf-core-block-15：CoAP中的块传输（BlockwisetransfersinCoAP）[4]】oneM2MTS-0003：安全解决方案（SecuritySolutions）[5]IETFRFC6347：数据报传输层协议（DatagramTransportLayer SecurityVersion1.2）2.2参考文献
参考文献可分为特定的参考文献（由出版日期与/或编辑号或版本号来识别）和非特定的参考文献。凡是特定的参考文献，仅引用版本适用。凡是非特定的参考文献，其最新版本（包括所有修订）适用。
下列文件对于本文件的应用并非必需，但是其在特定的主题领域中有助于用户理解，[i.1] oneM2M Drafting Rules.3缩略语
下列缩略语适用于本文件。
Datagram Transport Layer SecurityHyper Text TransferProtocol
Internet Protocol
Transmission Control ProtocolTransport Layer Security
Tag-Length-Value (data structure)User Datagram Protocol
数据报传输层安全协议
超文本传输协议
互联网协议
传输控制协议
安全传输层协议
标签长度值
用户数据包协议
iiiKAoNiKAca
YDB1692017
4约定
UniformResourceIdentifier
统一资源标识
本文档中的关键词“会/将”，“不会/将不会”，“可”，“无需”，“应”，“不应”将按照oneM2M起草规则[i.1]所描述内容进行解释。5概述
5.1概述
本章描述CoAP层需要支持的特征，并介绍了本规范中用到的消息格式和特征。5.2特征
本节明确规范了oneM2MCoAP层中oneM2M原语与CoAP消息绑定的特征需求。4byte的CoAP消息头，其定义见[1]一支持需确认（CON），不需确认（NON），ACK和重置（RST）消息，RST消息是用来在CoAP层回复一个格式不正确的CON消息时所用的报错消息一支持GET，PUT，POST和DELETE方法，OneM2M原语映射到这些方法上一5.2.4中定义的响应代码集合应被支持，用于oneM2M响应状态码参数映射一支持Uri-Host，Uri-Port，Uri-Path和Uri-Query一Content-Type可选项应指出负载的媒体类型应使用Token可选项
可以支持Block-wise传输特征来承载大负载可以支持缓存特征
5.3CoAP协议
5.3.1消息格式
本节定义了CoAP消息格式的细节：一COAP消息使用UDP数据报的数据部分CoAP消息格式支持4byte固定大小消息头一长度为0或8byte的Token值在固定长度消息头之后一一Token值之后是全O或者多个TLV格式的CoAP可选项CoAP可选项之后是负载部分
更详细的消息格式和消息头域定义见1。5.3.2缓存
5.3.2.1新鲜度
CoAP服务器应使用Max-AgeCoAP可选项来明确定义CoAP响应资源表征的失效时间。这表示在超过了定义了的最大秒数之后，响应就不再是新鲜的了。Max-Age可选项默认值为60秒。在可缓存响应中没有Max-Age可选项的情况下，在响应超过60秒之后，其不应被认为是已过期的。
iiKAoiKAca
如果CoAP服务器阻止或者禁用缓存功能，应将Max-Age可选项值设置为OYDB169—2017
存有新鲜的响应的CoAP客户端可以发起新的与所存响应匹配的请求。在这种情况下，收到新响应之后，旧的响应即失效。
5.3.2.2有效期
CoAP端点已经存有响应消息，但该响应消息不能满足后续的请求时（例如消息已经不新鲜），应使用ETag可选项向资源所在的CoAP服务器发送条件请求。如果CoAP客户端缓存的响应仍未失效，服务器应在响应中包含Max-Age可选项和响应代码2.03-Valid一起发送。CoAP客户端应刷新缓存的响应。如果客户端缓存的响应已失效，服务器应以响应代码2.05－Content来更新资源的表征。CoAP客户端应更新响应以满足请求并可以替换或者更新已经存储或缓存的响应5.3.3Blockwise传输1+
当CoAP端点需要传输如固件、软件升级等大负载数据时，CoAPBlock可选项应被使用。与依赖IP分片不同，CoAPBLOCK可选项应被用于在多请求-响应对时传输多块信息。6CoAP消息映射
6.1CoAP消息映射概要
当AE（ApplicationEntity）或者CSE（CommonServiceEntity）将oneM2M原语与CoAP消息绑定，或者将CoAP消息与oneM2M原语绑定，需要：AE需包含CoAP客户端且应包含CoAP服务器：—CSE需包含CoAP客户端和服务器。般情况，单个的oneM2M请求原语映射为单个的CoAP请求消息，单个的oneM2M响应原语映射为单个的CoAP响应消息。特别的，在使用block-wise传输特征时，单个的请求/响应原语分别映射为多个CoAF请求/响应消息。
CoAP消息与oneM2M原语的映射应被用于以下情况：当发起者发送请求原语：
一当接收者接收到CoAP消息；
一当接收者发送响应原语；
一当接收者收到CoAP消息。
本章下面篇幅主要定义oneM2M原语参数如何映射为相应的CoAP消息域，进而组成CoAP请求/相应消息。
6.2原语映射到CoAP消息
6.2.1消息头
本节定义如何定义CoAP消息头信息。Version字段需配置为l。
Type字段需根据5.3节配置。重置消息用来在CoAP层向需确认消息格式错误时发送报错响应。在请求时，Code字段指出了CoAP方法。oneM2M操作参数需按照表1所示进行映射。在响应时，Code字段指出了CoAP响应代码。oneM2M响应状态码参数应按照5.2.4中所示映射为CoAP响应代码。
HiiKAoiKAca
YDB1692017
Token长度和MessageID的配置由具体实现完成表1oneM2M操作参数映射
oneM2M操作参数
CREATE
RETRIEVE
UPDATE
DELETE
NOTIFY
CoAP方法
DELETE
从接收方来看，使用POST方法的CoAP请求消息需被映射为OneM2MCREATE或者NOTIFY操作参数，这是为了适应已存在的ResourceType参数。在ResourceType参数存在则操作参数是CREATE，如果ResourceType不存在，则操作参数是NOTIFY。6.2.2令牌与可选项的配置
6.2.2.1Token
受长度限制，请求ID未映射到Token可选项。尽管如此，Token仍可以在CoAP层匹配CoAP请求与响应消息。
6.2.2.2内容格式协商可选项
CoAPAccept可选项可用来指出发起者能接受的Content-Format。如果CSE支持在请求的Accept可选项中定义Content-Format，则cSE应用请求中的Content-Format响应。如果CSE不支持在请求的Accept可选项中定义Content-Format，则应使用4.06“NotAcceptable”响应，除非有其他优先级更高的响应错误代码。
Content-Format和Accept可选项的可能值如下所示。-—application/xml;
application/json;
一一媒体类型见5.7。
6.2.2.3URI可选项
本节描述了CoAPUri-Host，Uri-Port，Uri-Path，和Uri-Query可选项的配置方式。地址的主机和端口部分在资源的pointofAccess属性中定义，应被分别映射为Uri-Host和Uri-Port。
To参数应映射为Uri-Path。
ResourceType,Response Type中的responseType,Result Persistence,Delivery Aggregation,ResultContent，FilterCriteria的参数，和DiscoveryResultType参数应在Uri-Query可选项中承载。
6.2.2.4新可选项的定义
6.2.2.4.1新可选项定义表
HiiKAoNiKAca
YDB1692017
本节描述了用来绑定多个oneM2M请求/响应参数的新的CoAP可选项。表2含有新的CoAP可选项定义本节的剩余部分定义了oneM2M参数与新定义CoAP可选项的映射。表2新可选项定义表
Critical
6.2.2.4.2 From
非安全转发
Unsafe
无缓存密码
NoCacheKey
From参数映射为oneM2M-FR可选项。6.2.2.4.3 Request Identifier可重复
Repeatable
RequestIdentifier参数映射为oneM2M-RQI可选项。6.2.2.4.4 Name
Name参数映射为oneM2M-NM可选项。6.2.2.4.5 Originating TimestampOriginatingTimestamp参数映射为oneM2M-OT可选项。6.2.2.4.6 Request ExpirationTimestampName
oneM2M-FR
oneM2M-RQI
oneM2M-NM
oneM2M-OT
oneM2M-RQE
oneM2M-RSE
oneM2M-OET
oneM2M-RTU
oneM2M-EC
oneM2M-RSC
oneM2M-GID
RequestExpirationTimestamp参数映射为oneM2M-RQET可选项。6.2.2.4.7ResultExpiration TimestampRequestExpirationTimestamp参数映射为oneM2M-RSET可选项。6.2.2.4.8Operation ExecutionTimeFormat
string
string
string
string
string
string
string
string
string
Length
Default
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
(None)
The OperationExecution Timeparameter shall be mappedto the oneM2M-OET可选项。6.2.2.4.9 notificationURl of Response Type5
HiiKAoiKAca
YDB1692017
notificationURIelementofResponseType参数映射为oneM2M-RTURI可选项。0Event Category
6.2.2.4.10
EventCategory参数映射为oneM2M-EC可选项。6.2.2.4.11ResponseStatusCodeResponseStatusCode参数映射为oneM2M-RSC可选项。6.2.2.4.12Group Request IdentifierGroupRequestIdentifier参数映射为oneM2M-GID可选项。负载
Content参数映射为CoAPpayload。Blockwise传输机制可用来出传递CoAP消息容纳不下的大长度的content参数。详细内容参见5.5节。如果在回复一个create请求的响应当中的Content参数包含URI和资源表征，URI应映射为Location-Path可选项。6.2.4响应代码映射
表3定义了oneM2M响应状态Code参数与CoAP响应Code之间的映射关系。在多个oneM2M响应状态Code映射为单一的CoAP结果Code的情况下，响应状态Code参数应在oneM2M-RSC可选项中定义
表3oneM2M响应状态Code参数与CoAP响应Code之间的映射关系oneM2M
响应代码
ACCEPTED
CREATED
DELETED
CHANGED
BADREQUEST
NOT_FOUND
OPERATIONNOTALLOWED
REQUEST_TIMEOUT
SUBSCRIPTIONCREATORHASNOPRIVILEGECONTENTS_UNACCEPTABLE
ACCESSDENIED
GROUP_REQUEST_IDENTIFIEREXISTSCONFLICT
INTERNAL SERVER ERROR
NOT_IMPLEMENTED
状态码
Empty Acknowledgement
Message shall be used.
Content
Created
Deleted
Changed
Bad Request
Not Found
Method Not Allowed
Not Found
Forbidden
Bad Request
Forbidden
Bad Request
Forbidden
Internal Server Error
Not Implemented
HiiKAoiKAca
oneM2M
响应代码
表3（续）
TARGET NOT_REACHABLE
NO_PRIVILEGE
ALREADY_EXISTS
TARGET NOTS
SUBSCRIBABLE
SUBSCRIPTION_VERIFICATION_INITIATION_FAILEDSUBSCRIPTIONHOSTHASNOPRIVILEGENON_BLOCKING_REQUEST_NOT_SUPPORTEDEXTENAL_OBJECT_NOT_REACHABLEEXTENAL_OBJECT_NOT_FOUND
MAX_NUMBERF_OF_MEMBER_EXCEEDEDMEMBER TYPE INCONSISTENT
MGMT_SESSION_CANNOT_BE_ESTABLISHEDMGMT_SESSION_ESTABLISHMENT_TIMEOUTINVALID_ CMDTYPE
INVALID_ARGUMENTS
INSUFFICIENT_ARGUMENTS
MGMT_CONVERSION ERROR
MGMT_CANCELATION_FAILURE
ALREADY_COMPLETE
COMMAND_NOT_CANCELLABLE
状态码
YDB169—2017
Not Found
Forbidden
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Forbidden
Internal Server Error
Forbidden
Internal Server Error
Not Found
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Internal
Server Error
Internal Server Error
Bad Request
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Bad Request
Internal Server Error
Internal Server Error
Bad Request
Bad Request
接收者决定了在CoAP响应Code和oneM2M-RSC可选项信息如何使用响应状态Code参数6.3
接入CSE中的资源
Blocking case
如果ResponseType参数被配置为“blockingRequest”，发起者（CoAP客户端）在从接收者（CoAP服务器）获取资源时应使用需确认方法。接收者成功执行了请求的情况下，接收者应在回复给需确认请求的ACK消息中带合适的响应代码。6.3.2
Non-Blocking异步情况
如果ResponseType参数被配置为“nonBlockingRequestAsynch”，发起者（CoAP客户端）在从接收者（CoAP服务器）获取资源时应使用需确认方法。发起者应在请求中提供一个独一无二的Token值。接收者应提供ACK消息作为收到请求的通知。接收者如果成功执行了请求消息，应以独立的需确认消息回复响应，而发起者应针对响应回复ACK消息。
Non-Blocking同步情况
YDB1692017
如果ResponseType参数被配置为“nonBlockingRequestAsynch”，发起者（CoAP客户端）在从接收者（CoAP服务器）获取资源时应使用需确认方法。发起者应在请求中提供一个独一无二的Token值接收者应提供ACK消息作为收到请求的通知。接收者在检查请求有效且完全执行之前，应使用独立的需确认消息回复一个合适的响应，发起者针对响应回复一个ACK消息。或者如果接收者允许，响应可以以挡带消息的方式在ACK中回复。发起者可以使用reference或者Token来同步接入或者取回资源。接收者取决于请求的答复，应以当前的资源状态进行响应。
如果接收者是转接CSE，接收者扮演CoAP客户端和CoAP服务器的角色，6.4缓存的映射规则
本节定义了如何打开或者关闭CoAP缓存机制以及如何使用缓存数据。如果CoAP端点通过刷新支持缓存机制，CoAP服务器应：为了支持完全的oneM2M映射，将Max-Age可选项值设置为“o”来禁用缓存；一为了在受限环境使用CoAP缓存机制，设置Max-Age可选项值为其他值（如默认值）在第二种情况下，oneM2M层中新的请求可以获取CoAP客户端而不是从CoAP服务器存储的新鲜的响应。
如果CoAP端点通过有效性来支持缓存机制：一CoAP服务器应在响应中不使用Etag来禁用缓存，为了支持完全的oneM2M映射：CoAP服务器应在响应中使用Etag，为了在受限环境中使用CoAP缓存机制。在第二种情况当中，oneM2M层中的新请求可以从CoAP服务器而不是oneM2M层来获得存储的新鲜消息。
6.5Blockwise传输的使用方法bZxz.net
使用Block可选项，大的oneM2M资源表征可以由CoAP底层和上层应用独立进行碎片化和重新组装。CoAPBlock1可选项应用来定义oneM2M请求原语使用的block大小，CoAPBlock2可选项应用来定义oneM2M响应的block大小。
7安全
CoAP本身不提供鉴权或认证协议原语，如果需要使用，则由DTLS提供。就像HTTP使用传输层安全（TransportLayerSecurityoverTCP），COAP应由DatagramTLS（DTLS）来进行安全保障。
所有的CoAP消息应以DTLS“应用数据”形式发送。为了使CON/NON/RST消息匹配ACK或者RST消息，DTLS会话和历元（epoch）应相同。为了匹配请求和响应，DTLS会话和历元（epoch）应相同。针对一个DTLS安全请求的响应应一直使用同样的安全会话和历元。
CoAP消息中包含的OneM2M原语参数可以由DTLS的hop-by-hopmanner保护。详见[oneM2MTS-0o03\Security Solutions\l。
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