سلسلة المحادثات وIPv6

Matter يستخدم بروتوكول IPv6 في اتصالاته التشغيلية، و يستفيد من كلّ من عناوين IPv6 Unicast وMulticast للوصول إلى العُقد والمجموعات على التوالي.

استهلاك منخفض للطاقة

بعض عُقد Matter سلكية ولديها ميزانيات طاقة تسمح لها بإبقاء أجهزة الإرسال اللاسلكي قيد التشغيل باستمرار. تتطلّب أنواع العُقد الأخرى، مثل أجهزة الاستشعار، التشغيل لسنوات باستخدام بطارية، وتشغيل أجهزة الإرسال اللاسلكي على شبكات منخفضة الطاقة مثل Thread. يسمح تصميم الخادم الوكيل، إلى جانبThread أجهزة Thread الطرفية في وضع السكون، للعُقد كاملة الطاقة بتوفير وظائف على مستوى الشبكة ومستوى التطبيق تحمي عُقدها الفرعية من المعاملات التي تستهلك الكثير من الطاقة.

من الجوانب الأساسية في Matter أنّه يعمل على كلّ من وسائط الشبكة ذات معدّل نقل البيانات العالي، مثل Wi-Fi وEthernet، وأيضًا على وسائط الشبكة ذات معدّل نقل البيانات المنخفض والوقت القليل للوصول إلى البيانات، مثل Thread. إذا تم ربط جميع Multicast حِزم البيانات من Wi-Fi بشبكة Thread، سنحمّل الشبكة فوق طاقتها، وقد نغرقها. هدف Thread هو تفعيل بروتوكول IPv6 في شبكات الربط الشبكي منخفضة الطاقة، والوقت القليل للوصول إلى البيانات، وليس نقل البيانات بمعدّل نقل بيانات عالٍ. في حين أنّ Thread طلبات فحص الاتصال لبروتوكول ICMPv6 في شبكة محلية تكون عادةً أقل من بضع عشرات من الملّي ثوانٍ من وقت الاستجابة، فإنّ معدّل نقل البيانات الإجمالي يقتصر على 250 كيلوبت في الثانية في الطبقة المادية IEEE 802.15.4. مع عمليات إعادة إرسال الحِزم والبيانات الإضافية، يبلغ الحد الأقصى لمعدّل نقل البيانات النموذجي حوالي 125 كيلوبت في الثانية. بعبارة أخرى، يكون معدّل نقل البيانات أقل بكثير من معدّل نقل بيانات Wi-Fi.

يبلغ حجم الإطارات في الطبقة المادية IEEE 802.15.4 127 بايت، ولكن أكبر (والنموذجية) وحدة نقل قصوى (MTU) لحِزم بيانات الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (IPv6) في Thread هي 1280 بايت. وبالتالي، غالبًا ما يجب تقسيم حِزم بيانات IPv6 إلى عدة إطارات في الطبقة المادية. يتم تحديد هذه العملية من خلال RFC4944.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الرجوع إلى مقالة عناوين IPv6 في دليل Thread التمهيدي على openthread.io.

أجهزة توجيه الحدود

كيف يمكن للعُقد أن تتعايش على كلّ من وسائط النقل في النسيج نفسه؟ على الرغم من أنّ كلتا الشبكتَين تشتركان في بيانات اعتماد معيار Matter على مستوى التطبيق، فإنّهما لا تشتركان في تكنولوجيا الربط نفسها.Matter في هذا السيناريو، تحتاج الشبكة إلى Thread جهاز توجيه حدود Thread (BR) لتفعيل الاتصال. أجهزة توجيه الحدود هي أجهزة توجيه IPv6 فرعية.

تتيح أجهزة التوجيه الفرعية إمكانية الاتصال بين الشبكات الفرعية والشبكات العادية. الشبكة الفرعية هي شبكة "الميل الأخير" توفّر إمكانية اتصال خارجي لأعضائها، ولكنّها لا تعمل كمسار شبكة عبور بين الشبكات الأخرى. عادةً ما تكون شبكات Matter الفرعية مستندة إلى Thread. يُرجى الرجوع إلى مسودة RFC لمزيد من المعلومات عن الشبكات الفرعية.

وبالتالي، تتحمّل أجهزة توجيه الحدود مسؤولية الربط بين الشبكة الفرعية وشبكة البنية التحتية المجاورة، وهي شبكة Wi-Fi أو إيثرنت المحلية. ولا تعيد توجيه سوى الحِزم ذات الصلة بشبكة Thread

تتم هذه العملية من خلال تخصيص بادئات IPv6 مختلفة لـ Thread والبنية التحتية المجاورة. وبالتالي، لا يعيد جهاز توجيه الحدود توجيه عمليات الإرسال أحادي الإرسال إلا إلى بادئة IPv6 الخاصة بـ Threadأو منها.

تتحمّل أجهزة توجيه الحدود أيضًا مسؤولية ما يلي:

• الإعداد التلقائي لبادئات IPv6 والمسارات لكلّ من الـ Thread وشبكات البنية التحتية المجاورة حتى تتمكّن الـ أجهزة المضيفة على أيّ من جانبَي جهاز توجيه الحدود الـThread من الـ تواصل.
• نشر حِزم بيانات اكتشاف DNS-SD لبروتوكول mDNS نيابةً عن Thread العُقد، حتى يمكن اكتشافها على شبكة البنية التحتية المجاورة.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الرجوع إلى دليل جهاز توجيه الحدود على openthread.io.

IPv6 المتعدّد الإرسال

تُعدّ رسائل المجموعة مهمة أيضًا لأنّها تسمح بالتحكّم المتزامن في عدّة Matter عُقد من خلال Multicast. من أجل توجيه حركة مرور البيانات هذه إلى شبكة Thread، ينفّذ كلّ من Matter وThread Unicast مخطط عناوين IPv6 Multicast المستند إلى بادئة الإرسال أحادي الإرسال الذي تحدّده RFC 3306.

تسمح هذه الطريقة باختيار العُقد الوجهة لحزمة بيانات Multicast استنادًا إلى بادئة IPv6 Unicast المشتركة.

على سبيل المثال، قد يبدو عنوان Matter Multicast على النحو التالي:

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

يوضّح الجدول 1 كيفية إنشاء هذا العنوان:

يمكن العثور على مزيد من المعلومات في الـ Multicast قسم من دليل Thread التمهيدي وعلى RFC نفسه.

عند إنشاء عناوين IPv6 Multicast، فإنّها تتضمّن أيضًا الـ 56 بت العلوية من رقم تعريف النسيج. النتيجة المهمة هي أنّ نطاق Multicast يقتصر على نسيج، في حين تتم مشاركة Unicast بين الأنسجة. يمكن أن تحتوي العُقد التي تضم العديد من الأنسجة على عدّة عناوين Multicastتحدّد مجموعات العُقد المتداخلة التي يتم تحديد نطاقها في كل نسيج.

المنافذ

Matter يستخدم المنفذ 5540 لعمليات الإرسال المتعدّد.