在構建智能化網絡的今天，設備需具備IIoT的關鍵功能：標準化、可擴展性、與IT及OT系統的兼容性，以及互操作性。這些特性對于實現設備間的無縫連接和數據交換至關重要。當然，通信的安全性也是我們不可忽視的一環。

為了實現這一目標，我們采用了多種通信協議，包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API，它們共同構成了智能通信的堅實基礎。本期內容，讓我們聚焦REST API通信協議，探索它如何在IIoT領域中發揮關鍵作用。

什么是REST API？ 它如何工作？

表現層狀態轉化（REST）是一種旨在簡化網絡設備間通信的架構框架，由Roy Fielding在2000年作為其博士論文的一部分提出。REST架構能夠基于任何協議實現，已在互聯網上的廣泛應用，并以基于HTTP（S）規范定義而聞名。HTTP作為應用層的請求/響應協議，通過REST的規范使用，確保了組件間的同步與通信。

REST的核心在于以表現層的形式傳輸狀態，即從服務器向客戶端傳遞。這涉及到兩個關鍵概念：首先，服務器是無狀態的，它不保留與客戶端的連接狀態信息，僅發送即時狀態；其次，服務器能夠以多種格式（如JSON、XML、YAML或JPEG）向客戶端發送資源。在REST架構中，每個數據單元作為資源，通過統一資源標識符（URI）進行訪問。

REST的優勢在于資源與表現層的解耦。服務器可以內部以任意格式存儲資源，但對外提供時，能夠根據需求以不同的格式表現。這意味著客戶端訪問的是資源的表現層，而非資源本身。遵循REST原則的應用和接口被稱為RESTful。

RESTful的五大條件

在構建RESTful接口或應用時，需遵循五個基本原則以確保其高效性和靈活性：

客戶端/服務器模式 01

通信應在客戶端和服務器之間進行。客戶端發起請求，服務器響應信息。如圖例所示，客戶端請求溫度數據，服務器則以JSON格式返回相應信息。請求中應包含URI和HTTP方法，有6種標準 HTTP 方法（GET、PUT、POST、DELETE、HEAD 和 OPTIONS），用于特定情況下使用。例如，GET 用于接收資源狀態，PUT用于更新資源，POST 用于創建資源，DELETE 用于刪除資源。

典型的REST API 應用

無狀態 02

服務器不保留客戶端會話狀態，將狀態管理責任交給客戶端，簡化了服務器的部署和擴展。

可緩存 03

服務器提供資源的緩存信息，包括版本號，以便客戶端能夠驗證資源的有效性和歷史。

多層級 04

客戶端和服務器間的通信不應受中間層級（如代理、安全層、緩存層等）的影響，確保消息傳遞的順暢。

統一接口 05

接口需滿足以下條件：

每個資源都通過一個獨特的URI進行標識

客戶端在獲取資源及其元數據的表現層形式后，結合適當的權限，能夠執行添加、刪除或修改資源的操作

交換的消息設計為自描述性，包含處理資源所需的所有必要信息

資源之間的鏈接關系使得客戶端可以通過特定的URI訪問到所有相關資源的信息。

REST API 實現性對比

MQTT、OPC UA、AMQP

在比較REST API與MQTT、OPC UA、AMQP的實現時，我們發現MQTT和AMQP的設計非常緊湊，幾乎不預留優化空間，僅在安全功能的添加或省略上有所選擇。

RESTful接口同樣簡潔，但相對于MQTT的簡單性，它又不如AMQP和OPC UA那樣復雜。RESTful接口的開發可以非常迅速，尤其是在HTTP協議可用的情況下。然而，當REST API需要處理大量資源時，實現的復雜性會相應增加。

REST API 適用于

哪些應用場景？

REST API的應用廣泛，它在互聯網領域已成為標準配置，為廣大用戶所熟悉。在需要雙方直接通信時，RESTful接口是理想的選擇，無論是對機器還是用戶都很友好。如今，很少有公司不為自家設備或服務提供RESTful接口的定義。倍加福傳感器同樣基于RESTful API。此外，REST在網站后端的解析過程簡單直觀，能夠以用戶友好的方式呈現，提供更好的體驗。