سلسلة المحادثات وIPv6

يستخدم تطبيق 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. تتضمّن الأنواع الأخرى من العُقد، مثل أجهزة الاستشعار، متطلبات للتشغيل لسنوات باستخدام البطارية، وتشغيل أجهزة الراديو على شبكات منخفضة الطاقة مثل Thread. تتيح بنية الخادم الوكيل، إلى جانب Threadالأجهزة الطرفية في وضع السكون، للعُقد التي تعمل بكامل طاقتها توفير وظائف على مستوى الشبكة وعلى مستوى التطبيق، ما يحمي العُقد الفرعية من العمليات التي تستهلك الكثير من الطاقة.

من الجوانب الأساسية في Matter أنّه يعمل على وسائط الشبكة ذات معدل النقل العالي، مثل Wi-Fi وEthernet، كما يعمل على وسائط ذات معدل نقل منخفض ووقت استجابة قصير، مثل Thread. إذا تم نقل جميع حِزم البيانات من شبكة Wi-Fi إلى Thread، سيؤدي ذلك إلى إرهاق الشبكة، وربما إغراقها.Multicast يهدف معيار Thread إلى تفعيل بروتوكول IPv6 في شبكات الربط الشبكي ذات الطاقة المنخفضة ووقت الاستجابة المنخفض، وليس نقل البيانات ذات النطاق الترددي العالي. في حين أنّ عمليات اختبار الاتصال باستخدام بروتوكول ICMPv6 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.Thread مع إعادة إرسال الحِزم والوقت الإضافي، يبلغ الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات عادةً حوالي 125 كيلوبت في الثانية. بعبارة أخرى، تكون أقل من Wi-Fi بمقدار عدة مراتب.

يبلغ حجم الإطارات على الطبقة الفيزيائية IEEE 802.15.4‏ 127 بايت، ولكن يبلغ حجم أكبر وحدة نقل قصوى (MTU) (وهي الوحدة النموذجية) لحِزم IPv6 في Thread‏ 1280 بايت. وبالتالي، غالبًا ما يجب تقسيم حِزم IPv6 إلى عدة إطارات PHY. يتم تحديد هذه العملية بموجب 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 البنية الأساسية نفسها؟ على الرغم من أنّ كلتا الشبكتين تشتركان في بيانات اعتماد على مستوى التطبيق، إلا أنّهما لا تشتركان في تكنولوجيا الربط نفسها.Matter في هذا السيناريو، تحتاج الشبكة إلى Thread جهاز توجيه حدودي (BR) لإتاحة الاتصال. أجهزة التوجيه الحدودية 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 شبكة Ethernet المحلية. ولا يعيدون توجيه سوى الحِزم ذات الصلة بشبكة Thread.

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 شبكة Thread وشبكات البنية الأساسية المجاورة، وذلك لكي تتمكّن المضيفات على أي من جانبي جهاز توجيه حدود Thread من التواصل.
• نشر حِزم اكتشاف DNS-SD متعددة البث لنظام أسماء النطاقات 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.

البث المتعدد عبر الإصدار 6 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 القسم Multicast من 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 عُقد متداخلة ضمن نطاق كل قماش.

المنافذ

تستخدم Matter المنفذ 5540 لعمليات البث المتعدد.