CoAP ゲートウェイ

EMQX の CoAP ゲートウェイは、Publish-Subscribe Broker for the CoAP プロトコルに準拠し、標準的なパブリッシュ、サブスクライブ、およびメッセージ受信を実装できます。

以下は、コネクションモードとコネクションレスモードでサポートされる機能一覧です。

機能	コネクションレスモード	コネクションモード
メッセージパブリッシュ	√	√
トピックサブスクライブ	√	√
トピックのサブスクライブ解除	×	√
コネクション作成	×	√
コネクション終了	×	√
ハートビート	×	√
認証	×	√

CoAP ゲートウェイの有効化

EMQX 5 では、CoAP ゲートウェイはダッシュボード、REST API、設定ファイル base.hocon を通じて設定および有効化できます。本節では、ダッシュボードによる設定を例に操作手順を説明します。

EMQX ダッシュボードの左ナビゲーションメニューで Extensions -> Gateways をクリックします。Gateway ページにはサポートされているすべてのゲートウェイが一覧表示されます。CoAP を見つけ、Actions 列の Setup をクリックすると、Initialize CoAP ページに遷移します。

TIP

EMQX をクラスターで運用している場合、ダッシュボードや REST API で行った設定はクラスター全体に影響します。特定のノードのみ設定を変更したい場合は、base.hocon にて設定してください。

EMQX CoAP ゲートウェイは、コネクションレスモードとコネクションモードの両方をサポートします。コネクションレスモードでは、メッセージは一回限りの送信として扱われ、センサーのデータ読み取りや単純なコマンド送信など短時間のやり取りに適しています。コネクションモードでは、クライアントがデータ転送開始前にブローカーとコネクションを確立します。

Connection Requested の設定で、コネクションモード（true）またはコネクションレスモード（false）を選択できます。デフォルトは false です。

コネクションモードを確認したら、設定を続けます。大幅なカスタマイズが不要な場合は、以下の3ステップで CoAP ゲートウェイを有効化できます。

Basic Configuration タブで Next をクリックし、すべてのデフォルト設定を受け入れます。
次に遷移する Listeners タブでは、EMQX がポート 5683 で UDP リスナーを事前設定しています。ここでも Next をクリックして設定を確定します。
最後に Enable ボタンをクリックして CoAP ゲートウェイを有効化します。

有効化が完了すると、Gateways ページに戻り、CoAP ゲートウェイのステータスが Enabled と表示されます。

上記の設定は REST API でも可能です。

例:

bash

curl -X 'PUT' 'http://127.0.0.1:18083/api/v5/gateways/coap' \
  -u <your-application-key>:<your-security-key> \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
  "name": "coap",
  "enable": true,
  "mountpoint": "coap/",
  "connection_required": false,
  "listeners": [
    {
      "type": "udp",
      "name": "default",
      "bind": "5683",
      "max_conn_rate": 1000,
      "max_connections": 1024000
    }
  ]
}'

詳細な REST API の説明は REST API - Gateway を参照してください。

カスタマイズが必要な場合やリスナーの追加、認証ルールの追加を行いたい場合は、CoAP ゲートウェイのカスタマイズセクションをお読みください。

CoAP ゲートウェイは UDP および DTLS タイプリスナーのみをサポートしています。設定可能なパラメータの完全な一覧は Gateway Configuration - Listeners を参照してください。

CoAP クライアントとの連携

クライアントライブラリ

CoAP ゲートウェイを構築した後、CoAP クライアントツールを使って接続をテストし、正常に動作することを確認できます。以下は推奨される CoAP クライアントツールの例です。

パブリッシュ／サブスクライブ

CoAP ゲートウェイは、Publish-Subscribe Broker for the CoAP 標準で定義された URI パスとメソッドを使用します。

詳細なパラメータはメッセージパブリッシュ、トピックサブスクライブ、トピックサブスクライブ解除を参照してください。

CoAP ゲートウェイのカスタマイズ

デフォルト設定に加え、EMQX はさまざまな設定オプションを提供し、特定のビジネス要件に柔軟に対応できます。本節では、Gateways ページで利用可能な各フィールドについて詳しく説明します。以下のスクリーンショット下の説明もご参照ください。

Connection Required: コネクションレスモードかコネクションモードかを設定します。デフォルトは false（コネクションレス）、選択肢は false（コネクションレス）、true（コネクション）。
Notification Message Type: 配信される CoAP メッセージのタイプを設定します。デフォルトは qos。選択肢は以下の通りです。
- qos: 受信メッセージの QoS レベルに応じて CoAP 通知のアックが必要か決まります。
  - QoS 0 の場合、クライアントからのアックは不要
  - QoS 1/2 の場合、クライアントからのアックが必要
- con: CoAP 通知はクライアントからのアックが必要
- non: CoAP 通知はクライアントからのアックは不要
Heartbeat: Connection Required が true の場合のみ必要。接続維持のための最小ハートビート間隔を設定します。デフォルトは 30 秒。
Enable Statistics: ゲートウェイによる統計収集と報告を許可するか設定します。デフォルトは true。選択肢は true、false。
Subscriber QoS: サブスクライブ要求のデフォルト QoS レベルを設定します。デフォルトは coap。選択肢は以下の通りです。
- coap: Notification Message Type の設定に従い QoS レベルを決定します。
  - アック不要の場合は QoS 0
  - アック必要の場合は QoS 1
- qos0, qos1, qos2
Publish QoS: パブリッシュ要求のデフォルト QoS レベルを設定します。デフォルトは coap。選択肢は coap、qos0、qos1、qos2。
MountPoint: パブリッシュやサブスクライブ時にすべてのトピックにプレフィックスとして付加される文字列を設定します。異なるプロトコル間でのメッセージルーティングの分離を実現するために使用します。例: CoAP
注意: このトピックプレフィックスはゲートウェイが管理しており、CoAP クライアントはパブリッシュやサブスクライブ時に明示的にこのプレフィックスを付ける必要はありません。

リスナーの追加

デフォルトで、名前が default の UDP リスナーがポート 5683 に設定されており、最大 1,024,000 の同時接続をサポートしています。Settings をクリックすると詳細設定が可能で、Delete でリスナーの削除、Add Listener で新規リスナーの追加ができます。

coap-advanced-conf

Add Listener をクリックすると Add Listener ページが開き、以下の設定項目を入力できます。

基本設定

Name: リスナーの一意識別子を設定します。
Type: プロトコルタイプを選択します。CoAP では udp または dtls が選択可能です。
Bind: リスナーが接続を受け付けるポート番号を設定します。
MountPoint（任意）: パブリッシュやサブスクライブ時にすべてのトピックに付加されるプレフィックス文字列を設定します。

リスナー設定

Max Connections: リスナーが処理可能な最大同時接続数を設定します。デフォルトは 1024000。
Max Connection Rate: リスナーが1秒あたり受け入れ可能な新規接続の最大レートを設定します。デフォルトは 1000。

UDP 設定

ActiveN: ソケットの {active, N} オプションを設定します。これはソケットが積極的に処理できる受信パケット数です。詳細は Erlang Documentation - setopts/2 を参照してください。
Buffer: 受信および送信パケットを格納するバッファのサイズを KB 単位で設定します。
Receive Buffer: 受信バッファのサイズを KB 単位で設定します。
Send Buffer: 送信バッファのサイズを KB 単位で設定します。
SO_REUSEADDR: ポート番号のローカル再利用を許可するか設定します。

DTLS 設定（DTLS リスナーのみ）

TLS Verify の有効化はトグルスイッチで設定可能ですが、その前に関連する TLS Cert、TLS Key、および CA Cert の情報をファイルの内容入力または Select File ボタンでアップロードして設定する必要があります。詳細は Enable SSL/TLS Connection を参照してください。

認証の設定

クライアント ID、ユーザー名、パスワードはクライアントの Create Connection リクエストで提供されます。CoAP ゲートウェイは以下の認証方式をサポートします。

ここではダッシュボードを例に認証設定方法を説明します。

Gateways ページで CoAP を見つけ、Actions 列の Setup をクリックし、Authentication タブに入ります。

Create Authentication をクリックし、Mechanism に Password-Based または JWT を選択、必要に応じて Backend を選択します。

認証方式の詳細な設定方法は、本節冒頭のリンク先を参照してください。

ダッシュボード以外に REST API でも認証設定が可能です。例えば、CoAP ゲートウェイ用の組み込みデータベース認証を作成する場合、以下のコードを使います。

bash

curl -X 'POST' \
  'http://127.0.0.1:18083/api/v5/gateway/coap/authentication' \
  -u <your-application-key>:<your-security-key> \
  -H 'accept: application/json' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
  "backend": "built_in_database",
  "mechanism": "password_based",
  "password_hash_algorithm": {
    "name": "sha256",
    "salt_position": "suffix"
  },
  "user_id_type": "username"
}'

TIP

MQTT プロトコルとは異なり、ゲートウェイでは認証方式のリスト（または認証チェーン）の作成はサポートしておらず、認証方式の作成のみ可能です。認証方式が有効化されていない場合、すべての CoAP クライアントのログインが許可されます。

参考：CoAP クライアントガイド

コネクション作成

Connection Mode の場合のみ利用可能です。

このインターフェースは CoAP ゲートウェイへのクライアントコネクションを作成します。CoAP ゲートウェイの認証が有効な場合、このリクエストで提供された clientid、username、password を検証し、不正なユーザーを防止します。

リクエストパラメータ:

メソッド: POST
URI: mqtt/connection{?QueryString*}、QueryString は以下の通り:
- clientid: 必須パラメータ、UTF-8 文字列。ゲートウェイはこの文字列をコネクションの一意識別子として使用します。
- username: 任意パラメータ、UTF-8 文字列。接続認証に使用。
- password: 任意パラメータ、UTF-8 文字列。接続認証に使用。
ペイロード: 空

レスポンス:

ステータスコード:
- 2.01: コネクション作成成功。トークン文字列がメッセージボディに返されます。
- 4.00: 不正なリクエスト。詳細なエラー情報がメッセージボディに返されます。
- 4.01: 認可失敗。リクエスト形式は正しいが認可に失敗。
ペイロード: ステータスコードが 2.01 の場合は Token、それ以外は ErrorMessage。
- Token: 以降のリクエストで使用するトークン文字列。
- ErrorMessage: エラーの説明メッセージ。

libcoap を例に示します。

bash

# clientid 123、username と password に admin/public を指定して接続リクエストを送信。
# 返却されたトークンは 3404490787
coap-client -m post -e "" "coap://127.0.0.1/mqtt/connection?clientid=123&username=admin&password=public"

3404490787

TIP

コネクション作成成功後、ダッシュボード、REST API、CLI で CoAP ゲートウェイのクライアント一覧を確認できます。

コネクション終了

Connection Mode の場合のみ利用可能です。

このインターフェースは CoAP コネクションを終了します。

リクエストパラメータ:

メソッド: DELETE
URI: mqtt/connection{?QueryString*}、QueryString は以下の通り:
- clientid: 必須パラメータ、UTF-8 文字列。ゲートウェイはこの文字列をコネクションの一意識別子として使用します。
- token: 必須パラメータ。Create Connection リクエストで返されたトークン文字列を使用します。
ペイロード: 空

レスポンス:

ステータスコード:
- 2.01: コネクション終了成功。
- 4.00: 不正なリクエスト。詳細なエラー情報がメッセージボディに返されます。
- 4.01: 認可失敗。リクエスト形式は正しいが認可に失敗。
ペイロード: ステータスコードが 2.01 の場合は Token、それ以外は ErrorMessage。

例:

bash

coap-client -m delete -e "" "coap://127.0.0.1/mqtt/connection?clientid=123&token=3404490787"

ハートビート

Connection Mode の場合のみ利用可能です。

このインターフェースは CoAP クライアントとゲートウェイ間の接続維持に使用します。ハートビートが期限切れになると、ゲートウェイはセッションとサブスクリプションを削除し、そのクライアントのすべてのリソースを解放します。

リクエストパラメータ:

メソッド: PUT
URI: mqtt/connection{?QueryString*}、QueryString は以下の通り:
- clientid: 必須パラメータ、UTF-8 文字列。ゲートウェイはこの文字列をコネクションの一意識別子として使用します。
- token: 必須パラメータ。Create Connection リクエストで返されたトークン文字列を使用します。
ペイロード: 空

レスポンス:

ステータスコード:
- 2.01: コネクション終了成功。
- 4.00: 不正なリクエスト。詳細なエラー情報がメッセージボディに返されます。
- 4.01: 認可失敗。リクエスト形式は正しいが認可に失敗。
ペイロード: ステータスコードが 2.01 の場合は Token、それ以外は ErrorMessage。

例:

bash

coap-client -m put -e "" "coap://127.0.0.1/mqtt/connection?clientid=123&token=3404490787"

TIP

ハートビート間隔は CoAP ゲートウェイの heartbeat オプションで決まり、デフォルトは 30 秒です。

メッセージパブリッシュ

このインターフェースは CoAP クライアントが指定したトピックにメッセージを送信するために使用します。Connection Mode が有効な場合は追加の識別情報を含める必要があります。

リクエストパラメータ:

メソッド: POST
URI: ps/{+topic}{?QueryString*}
- {+topic} はパブリッシュするメッセージのトピック。例: coap/test にパブリッシュする場合、URI は ps/coap/test。
- {?QueryString} はリクエストパラメータ:
  - clientid: Connection Mode では必須、Connectionless Mode では任意。
  - token: Connection Mode のみ必須。
  - retain（任意）: リテインメッセージとしてパブリッシュするかどうか。ブール値で、デフォルトは false。
  - qos: メッセージの QoS。MQTT クライアントがメッセージを受信する際の QoS レベルを示します。0、1、2 の列挙値。
  - expiry: メッセージの有効期限（秒単位）。デフォルトは 0（期限なし）。
ペイロード: メッセージペイロード

レスポンス:

ステータスコード:
- 2.04: パブリッシュ成功
- 4.00: 不正なリクエスト。詳細なエラー情報がメッセージボディに返されます。
- 4.01: 認可失敗。リクエスト形式は正しいが認可に失敗。
ペイロード: ステータスコードが 2.04 の場合は空、そうでなければ ErrorMessage。

例: コネクションレスモードでメッセージをパブリッシュ

bash

coap-client -m post -e "Hi, this is libcoap" "coap://127.0.0.1/ps/coap/test"

または、コネクションモードで clientid と token を付与してパブリッシュ

bash

coap-client -m post -e "Hi, this is libcoap" "coap://127.0.0.1/ps/coap/test?clientid=123&token=3404490787"

トピックサブスクライブ

このインターフェースは CoAP クライアントがトピックをサブスクライブするために使用します。Connection Mode が有効な場合は追加の識別情報を含める必要があります。

リクエストパラメータ:

メソッド: GET
オプション: observer を 0 に設定
URI: ps/{+topic}{?QueryString*}
- {+topic} はサブスクライブするトピック。例: coap/test にサブスクライブする場合、URI は ps/coap/test。
- {?QueryString} はリクエストパラメータ:
  - clientid: Connection Mode では必須、Connectionless Mode では任意。
  - token: Connection Mode のみ必須。
  - qos: サブスクライブの QoS。ゲートウェイが CoAP クライアントにメッセージ配信時に使用する MessageType（CON または NON）を示します。列挙値は以下の通り。
    - 0: NON メッセージを使用して配信
    - 1 または 2: CON メッセージを使用して配信
ペイロード: 空

レスポンス:

ステータスコード:
- 2.05: サブスクライブ成功
- 4.00: 不正なリクエスト。詳細なエラー情報がメッセージボディに返されます。
- 4.01: 認可失敗。リクエスト形式は正しいが認可に失敗。
ペイロード: ステータスコードが 2.05 の場合は空、そうでなければ ErrorMessage。

例: コネクションレスモードで coap/test をサブスクライブ

bash

coap-client -m get -s 60 -O 6,0x00 -o - -T "obstoken" "coap://127.0.0.1/ps/coap/test"

または、コネクションモードで clientid と token を付与してサブスクライブ

bash

coap-client -m get -s 60 -O 6,0x00 -o - -T "obstoken" "coap://127.0.0.1/ps/coap/test?clientid=123&token=3404490787"

トピックサブスクライブ解除

このインターフェースは CoAP クライアントがトピックのサブスクライブを解除するために使用します。

現状の実装では、サブスクライブ解除操作は Connection Mode のみで利用可能です。

リクエストパラメータ:

メソッド: GET
URI: ps/{+topic}{?QueryString*}
- {+topic} はサブスクライブ解除するトピック。例: coap/test のサブスクライブを解除する場合、URI は ps/coap/test。
- {?QueryString} はリクエストパラメータ:
  - clientid: Connection Mode では必須、Connectionless Mode では任意。
  - token: Connection Mode のみ必須。
ペイロード: 空

レスポンス:

ステータスコード:
- 2.07: サブスクライブ解除成功
- 4.00: 不正なリクエスト。詳細なエラー情報がメッセージボディに返されます。
- 4.01: 認可失敗。リクエスト形式は正しいが認可に失敗。
ペイロード: ステータスコードが 2.07 の場合は空、そうでなければ ErrorMessage。

例: コネクションモードで coap/test のサブスクライブを解除

bash

coap-client -m get -O 6,0x01 "coap://127.0.0.1/ps/coap/test?clientid=123&token=3404490787"

短縮パラメータ名

メッセージサイズ削減のため、CoAP ゲートウェイは短縮パラメータ名をサポートしています。例えば、clientid=barx は c=bar と書けます。対応する短縮パラメータ名は以下の表の通りです。

パラメータ名	短縮名
`clientid`	`c`
`username`	`u`
`password`	`p`
`token`	`t`
`qos`	`q`
`retain`	`r`

パスワード認証

スキーマレジストリ

監視

アクセスコントロール

統合

管理

OpenTelemetry との統合

プラグイン

JT/T 808 ゲートウェイ

CoAP ゲートウェイ ​

CoAP ゲートウェイの有効化 ​

CoAP クライアントとの連携 ​

クライアントライブラリ ​

パブリッシュ／サブスクライブ ​

CoAP ゲートウェイのカスタマイズ ​

リスナーの追加 ​

認証の設定 ​

参考：CoAP クライアントガイド ​

コネクション作成 ​

コネクション終了 ​

ハートビート ​

メッセージパブリッシュ ​

トピックサブスクライブ ​

トピックサブスクライブ解除 ​

短縮パラメータ名 ​

CoAP ゲートウェイ

CoAP ゲートウェイの有効化

CoAP クライアントとの連携

クライアントライブラリ

パブリッシュ／サブスクライブ

CoAP ゲートウェイのカスタマイズ

リスナーの追加

認証の設定

参考：CoAP クライアントガイド

コネクション作成

コネクション終了

ハートビート

メッセージパブリッシュ

トピックサブスクライブ

トピックサブスクライブ解除

短縮パラメータ名