سلسلة المحادثات وIPv6

يستخدم Matter بروتوكول IPv6 في عمليات التواصل، ويستفيد من عناوين IPv6 Unicast وMulticast للوصول إلى العُقد والمجموعات على التوالي.

الطاقة المنخفضة

بعض عُقد Matter موصولة بأسلاك ولها ميزانيات طاقة تسمح لها بإبقاء أجهزة الراديو قيد التشغيل باستمرار. تتطلّب أنواع أخرى من العُقد، مثل أجهزة الاستشعار، أن تعمل لسنوات على البطارية، وتشغّل أجهزة الراديو الخاصة بها على شبكات منخفضة الطاقة، مثل Thread. تتيح بنية الخادم الوكيل، إلى جانب Thread الأجهزة الطرفية التي تعمل ببطارية منخفضة الطاقة، للعُقد التي تعمل بالطاقة الكاملة توفير وظائف على مستوى الشبكة وعلى مستوى التطبيق، ما يمنع العُقد الفرعية من إجراء معاملات تتطلّب طاقة عالية.

من الجوانب الأساسية في Matter أنّه يعمل على وسائط الشبكة ذات معدل النقل العالي، مثل شبكة Wi-Fi وشبكة Ethernet، كما يعمل على الشبكات ذات معدل الاستجابة المنخفض والنطاق الترددي المنخفض، مثل Thread. إذا تم نقل جميع حِزم البيانات من شبكة Wi-Fi إلى Thread، سيؤدي ذلك إلى إرهاق الشبكة، وربما إغراقها.Multicast يهدف Thread إلى تفعيل بروتوكول IPv6 في شبكات الربط الشبكي ذات الطاقة المنخفضة ووقت الاستجابة المنخفض، وليس نقل البيانات بمعدّل نقل بيانات عالٍ. في حين أنّ عمليات اختبار الاتصال ICMPv6 التي تجريها Thread في شبكة محلية تكون عادةً أقل من بضع عشرات من الملّي ثانية من وقت الاستجابة الكامل، فإنّ إجمالي معدل نقل البيانات يقتصر على 250 كيلوبت في الثانية في الطبقة الفيزيائية IEEE 802.15.4. مع إعادة إرسال الحِزم والوقت الإضافي، يبلغ الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات عادةً حوالي 125 كيلوبت في الثانية. بمعنى آخر، تكون أقل بكثير من شبكة Wi-Fi.

يبلغ حجم إطارات الطبقة الفيزيائية IEEE 802.15.4‏ 127 بايت، ولكن يبلغ حجم أكبر وحدة نقل قصوى (MTU) (وهي الحجم النموذجي) لحِزم IPv6 في Thread‏ 1280 بايت. وبالتالي، غالبًا ما يجب تقسيم حِزم IPv6 إلى عدة إطارات PHY. يتم تحديد هذه العملية من خلال RFC4944.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الرجوع إلى عناوين IPv6 في Thread Primer on openthread.io.

أجهزة توجيه الحدود

إذًا، كيف يمكن أن تتعايش العُقد على وسيطَي النقل معًا في النسيج نفسه؟ على الرغم من أنّ كلتا الشبكتين تتشاركان بيانات الاعتماد على مستوى التطبيق، إلا أنّهما لا تتشاركان تكنولوجيا الربط نفسها.Matter في هذه الحالة، تحتاج الشبكة إلى Thread جهاز توجيه حدودي (BR) لإتاحة الاتصال. أجهزة BR هي أجهزة توجيه IPv6 غير كاملة.

تتيح الموجّهات الفرعية إمكانية الاتصال بين الشبكات الفرعية والشبكات العادية. شبكة Stub هي شبكة "الميل الأخير" التي توفّر اتصالاً خارجيًا لأعضائها، ولكنها لا تعمل كمسار شبكة عبور بين الشبكات الأخرى. عادةً ما تستند Matter شبكات Stub إلى Thread. يُرجى الرجوع إلى مسودة RFC للحصول على مزيد من المعلومات حول شبكات Stub.

وبالتالي، تتحمّل أجهزة التوجيه الحدودية مسؤولية الربط بين شبكة Stub وشبكة البنية الأساسية المجاورة، وهي شبكة Wi-Fi أو Ethernet المحلية. وهي تعيد توجيه الحِزم ذات الصلة بشبكة Thread فقط.

تتم هذه العملية من خلال تخصيص بادئات IPv6 مختلفة لشبكات Thread وشبكات البنية الأساسية المجاورة. وبالتالي، لا يعيد BR توجيه عمليات الإرسال الأحادي إلا إلى أو من بادئة Thread IPv6.

تكون أجهزة توجيه الحدود مسؤولة أيضًا عمّا يلي:

• ضبط بادئات IPv6 والمسارات تلقائيًا لكل من شبكات Thread وشبكات البنية الأساسية المجاورة، وذلك لكي تتمكّن المضيفات على أي من جانبي جهاز توجيه حدود Thread من التواصل.
• نشر حِزم اكتشاف DNS-SD الخاصة ببروتوكول mDNS نيابةً عن Thread العُقد، حتى يمكن اكتشافها على شبكة البنية الأساسية المجاورة.

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

البث المتعدد عبر الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت

تُعد رسائل المجموعة مهمة أيضًا لأنّها تتيح التحكّم بشكل متزامن في العديد من Matter العُقد من خلال Multicast. من أجل توجيه حركة المرور هذه إلى شبكة Thread، يجب أن تنفّذ كل من Matter وThread Unicast نظام عناوين IPv6 المستند إلى البادئة Multicast الذي حدّدته RFC 3306.

تتيح هذه الطريقة اختيار عقد الوجهة لحزمة Multicast استنادًا إلى البادئة المشتركة لبروتوكول IPv6 Unicast.

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:

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات في Multicast ضمن Thread Primer وفي RFC نفسه.

عند إنشاء عناوين IPv6، تتضمّن أيضًا 56 بتًا العليا من معرّف Fabric.Multicast والنتيجة المهمة هي أنّ نطاق Multicast يقع ضمن Fabric، بينما تتم مشاركة عناوين Unicast بين Fabrics. يمكن أن تحتوي العُقد التي تتضمّن العديد من الشبكات على عدة عناوين Multicast تحدّد مجموعات عُقد متداخلة ضمن نطاق كل شبكة.

المنافذ

يستخدم Matter المنفذ 5540 لعمليات البث المتعدد.