详解REST API通信协议

　　在构建智能化网络的今天，设备需具备IIoT的关键功能：标准化、可扩展性、与IT及OT系统的兼容性，以及互操作性。这些特性对于实现设备间的无缝连接和数据交换至关重要。当然，通信的安全性也是我们不可忽视的一环。

　　为了实现这一目标，我们采用了多种通信协议，包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API，它们共同构成了智能通信的坚实基础。本期内容，让我们聚焦REST API通信协议，探索它如何在IIoT领域中发挥关键作用。

　　什么是REST API？ 它如何工作？

　　表现层状态转化（REST）是一种旨在简化网络设备间通信的架构框架，由Roy Fielding在2000年作为其博士论文的一部分提出。REST架构能够基于任何协议实现，已在互联网上的广泛应用，并以基于HTTP（S）规范定义而闻名。HTTP作为应用层的请求/响应协议，通过REST的规范使用，确保了组件间的同步与通信。

　　REST的核心在于以表现层的形式传输状态，即从服务器向客户端传递。这涉及到两个关键概念：首先，服务器是无状态的，它不保留与客户端的连接状态信息，仅发送即时状态；其次，服务器能够以多种格式（如JSON、XML、YAML或JPEG）向客户端发送资源。在REST架构中，每个数据单元作为资源，通过统一资源标识符（URI）进行访问。

　　REST的优势在于资源与表现层的解耦。服务器可以内部以任意格式存储资源，但对外提供时，能够根据需求以不同的格式表现。这意味着客户端访问的是资源的表现层，而非资源本身。遵循REST原则的应用和接口被称为RESTful。

　　RESTful的五大条件

　　在构建RESTful接口或应用时，需遵循五个基本原则以确保其高效性和灵活性：

　　客户端/服务器模式 01

　　通信应在客户端和服务器之间进行。客户端发起请求，服务器响应信息。如图例所示，客户端请求温度数据，服务器则以JSON格式返回相应信息。请求中应包含URI和HTTP方法，有6种标准 HTTP 方法（GET、PUT、POST、DELETE、HEAD 和 OPTIONS），用于特定情况下使用。例如，GET 用于接收资源状态，PUT用于更新资源，POST 用于创建资源，DELETE 用于删除资源。

　　

　　典型的REST API 应用

　　无状态 02

　　服务器不保留客户端会话状态，将状态管理责任交给客户端，简化了服务器的部署和扩展。

　　可缓存 03

　　服务器提供资源的缓存信息，包括版本号，以便客户端能够验证资源的有效性和历史。

　　多层级 04

　　客户端和服务器间的通信不应受中间层级（如代理、安全层、缓存层等）的影响，确保消息传递的顺畅。

　　统一接口 05

　　接口需满足以下条件：

　　每个资源都通过一个独特的URI进行标识

　　客户端在获取资源及其元数据的表现层形式后，结合适当的权限，能够执行添加、删除或修改资源的操作

　　交换的消息设计为自描述性，包含处理资源所需的所有必要信息

　　资源之间的链接关系使得客户端可以通过特定的URI访问到所有相关资源的信息。

　　REST API 实现性对比

　　MQTT、OPC UA、AMQP

　　在比较REST API与MQTT、OPC UA、AMQP的实现时，我们发现MQTT和AMQP的设计非常紧凑，几乎不预留优化空间，仅在安全功能的添加或省略上有所选择。

　　RESTful接口同样简洁，但相对于MQTT的简单性，它又不如AMQP和OPC UA那样复杂。RESTful接口的开发可以非常迅速，尤其是在HTTP协议可用的情况下。然而，当REST API需要处理大量资源时，实现的复杂性会相应增加。

　　REST API 适用于

　　哪些应用场景？

　　REST API的应用广泛，它在互联网领域已成为标准配置，为广大用户所熟悉。在需要双方直接通信时，RESTful接口是理想的选择，无论是对机器还是用户都很友好。如今，很少有公司不为自家设备或服务提供RESTful接口的定义。倍加福传感器同样基于RESTful API。此外，REST在网站后端的解析过程简单直观，能够以用户友好的方式呈现，提供更好的体验。