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Quando uma mensagem de uplink de um dispositivo final é recebida pelo Servidor de Rede, ele extrai o payload contido na mensagem e a encaminha para o servidor de aplicação associado. O servidor de aplicação pode ser combinado com um aplicativo específico ou separado. O servidor de aplicação também pode enviar mensagens de downlink de uma aplicação para o Servidor de Rede para transmissão até o dispositivo final.

O servidor de aplicação recebe e descriptografa dados dos dispositivos finais e encaminha os dados descriptografados, juntamente com outras informações sobre a mensagem do dispositivo, para uma aplicação. A aplicação armazena os dados do dispositivo e os exibe em formato legível ou age sobre eles. As principais responsabilidades do servidor de aplicação são descriptografar as mensagens de uplink do Servidor de Rede e criptografar as mensagens de downlink a serem transmitidas de volta ao dispositivo final por meio do Servidor de Rede. Isso mantém o conteúdo do payload do aplicativo confidencial: o payload nunca é exposto ao Servidor de Rede.

Os servidores de aplicação, que podem ser integrados a outras plataformas de IoT, geralmente possuem uma interface baseada na Web ou em API que permite aos usuários extrair dados de carga útil.