سلسلة المحادثات وIPv6

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

طاقة منخفضة

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 بطارية، 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 بكامل طاقتها 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 النقل المنخفض والوقت المنخفض للاستجابة، مثل Thread. إذا تم نقل جميع Multicastحِزم البيانات من شبكة Wi-Fi إلى Thread، سيؤدي ذلك إلى إرهاق الشبكة، وربما إغراقها. 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 كيلو بت 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 الاعتمادMatter على مستوى التطبيق، إلا أنّهما لا تتشاركان تكنولوجيا الربط نفسها. في هذا السيناريو، تحتاج الشبكة إلى Thread Border Router (TBR) لإتاحة الاتصال. أجهزة التوجيه الحدودية هي أجهزة توجيه IPv6 غير كاملة الوظائف.

تتيح أجهزة التوجيه 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:

• إعداد بادئات IPv6 والمسارات تلقائيًا لكل من شبكات Thread وشبكات البنية الأساسية المجاورة، وذلك لكي تتمكّن المضيفات على أي من جانبي TBR من التواصل.
• نشر حِزم اكتشاف DNS-SD متعددة البث لنظام أسماء النطاقات (mDNS) نيابةً عن Thread العُقد، حتى يمكن اكتشافها على شبكة البنية الأساسية المجاورة.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الرجوع إلى دليل OpenThread Border Router (OTBR).

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 المحدّد في 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 Multicast، تتضمّن أيضًا 56 بتًا العليا من معرّف Fabric. والنتيجة المهمة هي أنّ نطاق Multicast يقع ضمن Fabric، بينما تتم مشاركة عناوين Unicast بين Fabrics. يمكن أن تحتوي العُقد التي تتضمّن العديد من الأقمشة على عدة عناوين Multicast تحدّد مجموعات العُقد المتداخلة التي يتم تحديد نطاقها في كل قماش.

المنافذ

يستخدم Matter المنفذ 5540 لعمليات البث المتعدد.