Questão de Engenharia de Software — Inteligencia Artificial — INSTITUTO AOCP 2025

Protocolo CoAP na Internet das Coisas (IoT)

Gabarito: letra E. O protocolo descrito é o CoAP (Constrained Application Protocol), projetado para dispositivos com recursos limitados na IoT. Ele opera sobre o UDP, possui duas camadas de arquitetura interna (mensagens e requisição/resposta) e define quatro tipos de mensagens: confirmable, non-confirmable, reset e acknowledgement. Essas características são exclusivas do CoAP, diferenciando-o de REST, MQTT e outros protocolos.

O CoAP (Constrained Application Protocol) é um protocolo de aplicação desenvolvido pela IETF (RFC 7252) especificamente para ambientes com restrições de processamento, memória e energia, como sensores e atuadores em redes IoT. Ele foi projetado para funcionar sobre o UDP, que é um protocolo de transporte leve e sem conexão, ideal para dispositivos de baixo custo. A escolha do UDP em vez do TCP reduz a sobrecarga de comunicação, mas exige que o próprio CoAP implemente mecanismos de confiabilidade quando necessário.

A arquitetura interna do CoAP é dividida em duas camadas principais: a camada de mensagens (Message Layer) e a camada de requisição/resposta (Request/Response Layer). A primeira é responsável pelo transporte confiável ou não confiável das mensagens, utilizando os quatro tipos de mensagens. A segunda lida com a semântica de requisições e respostas, similar ao HTTP, mas adaptada ao contexto restrito. Essa separação permite que o CoAP ofereça tanto comunicação confiável (com confirmação) quanto não confiável (sem confirmação), conforme a necessidade da aplicação.

Os quatro tipos de mensagens do CoAP são:

• Confirmable (CON): mensagem que exige confirmação do destinatário, garantindo entrega confiável.

• Non-confirmable (NON): mensagem que não exige confirmação, usada para dados que podem ser perdidos sem grande impacto.

• Acknowledgement (ACK): resposta a uma mensagem confirmable, indicando que ela foi recebida.

• Reset (RST): mensagem enviada quando o destinatário não consegue processar a mensagem recebida, indicando que ela deve ser ignorada.

Esses tipos de mensagens são fundamentais para o funcionamento do CoAP, permitindo que ele ofereça confiabilidade sob demanda, sem o custo de uma conexão TCP completa. Por exemplo, um sensor de temperatura pode enviar leituras periódicas como mensagens NON, enquanto um comando crítico, como desligar um equipamento, seria enviado como CON para garantir a entrega.

A banca explora a confusão entre CoAP e MQTT, ambos protocolos comuns em IoT. Enquanto o MQTT utiliza o TCP e um modelo publish/subscribe com broker central, o CoAP utiliza UDP e um modelo requisição/resposta, similar ao HTTP. Além disso, o CoAP é frequentemente comparado ao REST, pois ambos seguem o estilo arquitetural REST, mas o CoAP é uma implementação específica para ambientes restritos, enquanto REST é um estilo arquitetural genérico. Essas distinções são cruciais para identificar o protocolo correto na prova.

Guarde as características-chave do CoAP: UDP, duas camadas, quatro tipos de mensagens (CON, NON, ACK, RST). É exatamente essa combinação que a questão descreve, e é nela que as alternativas se separam.

Alternativa A — ❌ Incorreta

REST (Representational State Transfer) é um estilo arquitetural, não um protocolo de comunicação. Ele define princípios como stateless, recursos e métodos HTTP, mas não especifica camadas internas nem tipos de mensagens como confirmable ou reset. O CoAP, embora siga o estilo REST, é um protocolo concreto que implementa esses conceitos sobre UDP.

Alternativa B — ❌ Incorreta

DAO (Destination Advertisement Object) é um objeto de controle usado no protocolo de roteamento RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks), não um protocolo de comunicação entre dispositivos IoT. Ele não opera sobre UDP nem define tipos de mensagens como confirmable ou acknowledgement.

Alternativa C — ❌ Incorreta

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) é um protocolo de mensagens publish/subscribe que opera sobre TCP, não UDP. Ele utiliza um broker central e não possui os quatro tipos de mensagens descritos (confirmable, non-confirmable, reset, acknowledgement). Embora seja amplamente usado em IoT, suas características diferem das apresentadas no enunciado.

Alternativa D — ❌ Incorreta

LLN (Low-Power and Lossy Networks) não é um protocolo, mas um tipo de rede caracterizada por dispositivos com recursos limitados e conexões instáveis. Protocolos como RPL e CoAP são projetados para operar em LLNs, mas a sigla em si não designa um protocolo de comunicação com camadas e tipos de mensagens.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O CoAP (Constrained Application Protocol) é o protocolo que se encaixa perfeitamente na descrição: utiliza UDP para transporte, possui duas camadas de arquitetura interna (mensagens e requisição/resposta) e define exatamente os quatro tipos de mensagens citados: confirmable, non-confirmable, reset e acknowledgement. É a alternativa correta.

Gabarito: letra E