使用CoAP和NAT穿透技术的物联网设备

Question

背景：每个客户都可以在NAT后面拥有100-1000个物联网设备。我们有多个客户。目标是从外部管理这些设备。设备使用CoAP协议，该协议默认使用UDP。

有一些限制：

• 无法激活端口转发。
• 无法打开VPN连接。
• 不可能更改物联网设备的本地网络。

问题：我们想随时从外部打开与设备的连接。但是，NAT会阻止它。 选项：据我所知，设备必须先打开初始请求才能进行通信。 以下哪种选项最具有可扩展性和效率？

1. 每个节点发送UDP ping以保持NAT连接处于打开状态。
2. 每个节点使用TCP并发送保持连接的keepalive消息以保持NAT连接处于打开状态。
3. 每个节点使用UDP与位于NAT后面的本地代理进行通信。代理将CoAP映射到HTTP。代理使用TCP与服务器建立连接，并发送keepalive消息以保持NAT连接处于打开状态。
4. 与选项3相同，但是本地代理使用WebSocket而不是普通TCP。

非常感谢！

- Sukar Lofer

Answer 1

官方LWM2M的解决方案是排队模式，更多信息请参见https://www.slideshare.net/OpenMobileAlliance/oma-lwm2m-tutorial-by-arm-to-ietf-ace的第30页或https://mbed-media.mbed.com/filer_public/c1/c3/c1c35bec-5f0e-4a28-a422-115248c9a181/armmbed-lwm2m-webinar.pdf的第19页。因此，所提出的解决方案未列在上述1到4中，而是使用LWM2M协议以注册更新的形式发送“ping”。

从安全角度来看，如果您部署到公共互联网，则建议：

a）必须使用DTLS

b）应支持设备固件更新，并能够快速部署新的补丁固件。

个人观点：LWM2M从错误的想法开始，即认为物联网设备是服务器，因此其设计存在缺陷。

- Stefan Vaillant

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你为什么说“LWM2M从错误的想法开始，认为IoT设备是服务器，因此设计上存在缺陷”？OMA规范指出，LwM2M客户端是驻留在LwM2M设备中的逻辑组件。因此，设备具有LwM2M客户端而不是LwM2M服务器。另一方面，对于CoAP来说可以这样说。CoAP假定设备是服务器端。 - yeniv

@yeniv 我所知道的所有LWM2M项目（包括OMA测试节）都有一个设置，其中物联网设备“侦听”端口以接收传入数据。从纯技术角度来看，我称之为“服务器”。请注意，这也是上面提出的原始问题的根本原因。我假设您所指的文档使用了不同的“服务器”含义，如“服务器是一台大型计算机”。 - Stefan Vaillant

@StefanVaillant 我同意你的观点，认为任何监听设备都可以被视为“服务器”。我的建议是不要试图将LwM2M适应于客户端-服务器模型。考虑它更像是一种点对点的方式，其中任何设备都可以是服务器和客户端。如果我们试图在物联网上下文中将设备映射为服务器和客户端，那么这将成为一个瓶颈。这只是我的想法。 - Reji

只是补充一下：使用CoAP，对等方可以很容易地成为服务器和客户端。请求和响应的消息结构相同，因此实现并不太困难。这只是间接相关的更重要的问题，即哪个对等方发起通信。这也必须考虑到DTLS。LwM2M会处理这个问题，设备会启动通信和DTLS。一旦建立了连接，两个对等方都会作为CoAP客户端和服务器进行操作。最初的问题是，如果没有交换消息，NAT会关闭路由，设备必须再次发起连接。 - Achim Kraus

Answer 2

你应该尝试使用MQTT，它更易于使用，没有NAT/经典防火墙问题，所有最近的材料都包括它。MQTT + LoRaWAN或DASH7可以通过网关实现。

- user17730899

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