Wątek i IPv6

Matter używa protokołu IPv6 do komunikacji operacyjnej oraz adresowania IPv6 Unicast i Multicast do uzyskiwania dostępu odpowiednio do węzłów i grup.

Niskie zużycie energii

Niektóre Matter węzły są przewodowe i mają budżety energetyczne, które pozwalają im na ciągłe włączanie radia. Inne typy węzłów, takie jak czujniki, muszą działać przez lata na baterii, używając radia w sieciach o niskim zużyciu energii, takich jak Thread. Architektura proxy wraz z Thread Sleepy End Devices, umożliwia węzłom o pełnej mocy zapewnianie funkcji na poziomie sieci i aplikacji , które izolują ich węzły podrzędne od transakcji wymagających dużej ilości energii.

Podstawowym aspektem Matter jest to, że działa on zarówno w sieciach o dużej przepustowości, takich jak Wi-Fi i Ethernet, jak i w sieciach o niskim opóźnieniu i małej przepustowości, takich jak Thread. Gdyby wszystkie Multicast pakiety z Wi-Fi były przekazywane do Thread, przeciążylibyśmy sieć i moglibyśmy ją zalać. Celem Thread jest włączenie protokołu IPv6 w sieciach kratowych o niskim zużyciu energii, niskim opóźnieniu, a nie przesyłanie danych o dużej przepustowości. Chociaż Thread pingi ICMPv6 w sieci lokalnej zwykle mają RTT poniżej kilkudziesięciu milisekund, ich całkowita przepustowość jest ograniczona do 250 kb/s w warstwie fizycznej IEEE 802.15.4. W przypadku retransmisji pakietów i narzutu typowa maksymalna przepustowość wynosi około 125 kb/s. Innymi słowy, jest to o kilka rzędów wielkości mniej niż w przypadku Wi-Fi.

Ramki w warstwie fizycznej IEEE 802.15.4 mają 127 bajtów, ale największa (i typowa) maksymalna jednostka transmisji (MTU) pakietów IPv6 w Thread wynosi 1280 bajtów. Dlatego pakiety IPv6 często trzeba dzielić na kilka ramek warstwy fizycznej. Ten proces jest zdefiniowany w RFC4944.

Więcej informacji znajdziesz w sekcji Adresowanie IPv6 w przewodniku Thread Primer na openthread.io.

Routery graniczne

Jak węzły mogą współistnieć w obu mediach transportowych w tej samej strukturze? Chociaż obie sieci mają wspólne dane logowania Matter Matter na poziomie aplikacji, nie korzystają z tej samej technologii łącza. W tym scenariuszu sieć potrzebuje Thread Border Router (TBR) aby umożliwić łączność. Routery graniczne to routery IPv6.

Routery Stub umożliwiają łączność między sieciami Stub a zwykłymi sieciami. Sieć Stub to sieć „ostatniej mili”, która zapewnia łączność zewnętrzną swoim członkom, ale nie służy jako ścieżka sieci tranzytowej między innymi sieciami. Zazwyczaj sieci Stub Matter są oparte na Thread. Więcej informacji o sieciach Stub znajdziesz w roboczej wersji RFC.

Routery graniczne są zatem odpowiedzialne za połączenie między siecią Stub a sąsiednią siecią infrastruktury, czyli lokalną siecią Wi-Fi lub Ethernet. Przekazują tylko pakiety, które są istotne dla sieci Thread.

Ten proces jest realizowany przez przypisanie różnych prefiksów IPv6 do Thread i sąsiedniej sieci infrastruktury. Dlatego router graniczny przekazuje tylko pakiety Unicast do lub z prefiksu IPv6 Thread.

Routery graniczne są też odpowiedzialne za:

• automatyczne konfigurowanie prefiksów i tras IPv6 zarówno dla sieci Thread i sąsiedniej sieci infrastruktury, aby hosty po obu stronach TBR mogły się komunikować.
• publikowanie pakietów wykrywania mDNS DNS-SD w imieniu Thread węzłów, aby można je było wykryć w sąsiedniej sieci infrastruktury.

Więcej informacji znajdziesz w przewodniku OpenThread Border Router (OTBR).

IPv6 Multicast

Ważne są też wiadomościgrupowe, ponieważ umożliwiają jednoczesne sterowanie kilkoma Matter węzłami za pomocą Multicast Aby kierować ten ruch do sieci Thread, zarówno Matter jak i Thread implementują Unicast schemat adresowania Multicast IPv6 Multicast oparty na prefiksie Unicast zdefiniowany w RFC 3306.

Ta metoda umożliwia wybieranie węzłów docelowych pakietu Multicast na podstawie ich wspólnego prefiksu IPv6 Unicast.

Na przykład adres Matter Multicast może wyglądać tak:

FF35:0040:FD<Fabric ID>00:<Group ID>

Tabela 1 zawiera szczegółowe informacje o tym, jak jest tworzony ten adres:

Więcej informacji znajdziesz w sekcji Multicast w przewodniku Thread Primer oraz w samym RFC.

Gdy tworzone są adresy Multicast IPv6, zawierają one też górne 56 bitów identyfikatora struktury. Ważne jest to, że zakres Multicast jest ograniczony do struktury, a Unicast adresy są współdzielone między strukturami. Węzły z wieloma strukturami mogą potencjalnie mieć kilka Multicast adresów definiujących nakładające się grupy węzłów w każdej strukturze.

Porty

Matter używa portu 5540 do Multicast.