سلسلة المحادثات وIPv6

يستخدم "Matter" بروتوكول IPv6 في اتصالاته التشغيلية، ويستفيد من عناوين IPv6 Unicast وMulticast للوصول إلى العُقد والمجموعات على التوالي.

طاقة منخفضة

بعض عُقد Matter سلكية ولديها ميزانيات طاقة تسمح لها بإبقاء أجهزة الراديو قيد التشغيل باستمرار. هناك أنواع أخرى من العُقد، مثل أجهزة الاستشعار، تتطلّب العمل لسنوات باستخدام بطارية، وتشغيل أجهزة الراديو الخاصة بها على شبكات منخفضة الطاقة، مثل Thread. تتيح بنية الخادم الوكيل، إلى جانب أجهزة Thread Sleepy End، للعُقَد التي تعمل بكامل طاقتها توفير وظائف على مستوى الشبكة والتطبيق تعزل العُقَد الفرعية عن المعاملات التي تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة.

من الجوانب الأساسية لبروتوكول Matter أنّه يعمل على وسائط الشبكات ذات معدّل نقل البيانات العالي، مثل Wi-Fi وإيثرنت، وعلى وسائط الشبكات ذات وقت الاستجابة المنخفض والنطاق الترددي المنخفض، مثل Thread. إذا تم ربط جميع حزم Multicast من شبكة Wi-Fi بشبكة Thread، سنثقل كاهل الشبكة، وقد نغمرها. الهدف من Thread هو تفعيل IPv6 في الشبكات المتداخلة ذات الطاقة المنخفضة ووقت الاستجابة المنخفض، وليس نقل البيانات ذات معدل نقل البيانات العالي. على الرغم من أنّ طلبات ICMPv6 ping في شبكة Thread المحلية عادةً ما تكون أقل من بضع عشرات من الملّي ثانية في وقت الاستجابة، فإنّ إجمالي معدل نقل البيانات يقتصر على 250 كيلوبت في الثانية في الطبقة المادية IEEE 802.15.4. ومع إعادة إرسال الحِزم والبيانات الإضافية، يبلغ الحد الأقصى المعتاد لمعدّل نقل البيانات حوالي 125 كيلوبت في الثانية. بعبارة أخرى، أقل بكثير من شبكة Wi-Fi

يبلغ حجم الإطارات في الطبقة المادية IEEE 802.15.4 ‏127 بايت، ولكنّ أكبر (وأكثر) وحدة نقل قصوى (MTU) لحزم IPv6 في Thread تبلغ 1280 بايت. وبالتالي، غالبًا ما تحتاج حزم IPv6 إلى تقسيمها إلى عدة إطارات PHY. يتم تحديد هذه العملية من خلال RFC4944.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الاطّلاع على عناوين IPv6 في دليل Thread التمهيدي على openthread.io.

أجهزة توجيه الحدود

فكيف يمكن للعُقد أن تتعايش على وسيطَي النقل في الوقت نفسه ضمن البنية نفسها؟ على الرغم من أنّ الشبكتَين تشتركان في بيانات اعتماد Matter على مستوى التطبيق، إلا أنّهما لا تشتركان في تكنولوجيا الربط نفسها. في هذا السيناريو، تحتاج الشبكة إلى Thread Border Router (TBR) لإتاحة إمكانية الاتصال. أجهزة التوجيه الحدودية هي أجهزة توجيه Stub IPv6.

تتيح أجهزة توجيه Stub إمكانية الاتصال بين شبكات Stub والشبكات العادية. الشبكة الطرفية هي شبكة "الميل الأخير" التي توفّر إمكانية الاتصال خارجيًا لأعضائها، ولكنّها لا تعمل كمسار شبكة عبور بين الشبكات الأخرى. عادةً ما تكون شبكات Matter Stub مستندة إلى Thread. يُرجى الرجوع إلى مسودة RFC لمزيد من المعلومات حول الشبكات الطرفية.

وبالتالي، تقع على عاتق أجهزة BR مسؤولية الربط بين "الشبكة الطرفية" وشبكة البنية الأساسية المجاورة، وهي شبكة Wi-Fi أو شبكة إيثرنت المحلية. وتعيد توجيه الحِزم ذات الصلة بشبكة Thread فقط.

يتم تنفيذ هذه العملية من خلال تخصيص بادئات IPv6 مختلفة لـ "Thread" وشبكات البنية التحتية المجاورة. وبالتالي، لا يعيد جهاز التوجيه الحدودي توجيه رسائل البث الأحادي إلا من بادئة IPv6 Thread أو إليها.

تتولّى أجهزة توجيه الحدود أيضًا مسؤولية ما يلي:

• ضبط بادئات ومسارات IPv6 تلقائيًا لكل من Thread وشبكات البنية الأساسية المجاورة حتى تتمكن المضيفات على أي من جانبي TBR من التواصل.
• نشر حزم اكتشاف mDNS DNS-SD نيابةً عن عُقد "Thread"، ليتم اكتشافها على شبكة البنية الأساسية المجاورة.

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

البث المتعدّد الوجهات عبر الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (IPv6)

Group messages are also important as they allow simultaneous control of several Matter Nodes through Multicast. لتوجيه هذه الزيارات إلى شبكة Thread، يطبّق كل من Matter وThread Unicastمخطط عناوين IPv6 المستند إلى البادئة Multicast المحدّد في RFC 3306.

تتيح هذه الطريقة اختيار عُقد الوجهة لحزمة 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:

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات في قسم Multicast من دليل Thread التمهيدي وفي معيار RFC نفسه.

عند إنشاء عناوين IPv6 Multicast، فإنّها تتضمّن أيضًا أعلى 56 بت من معرّف Fabric. النتيجة المهمة هي أنّ نطاق Multicast يقع ضمن شبكة Fabric، بينما تتم مشاركة عناوين Unicast بين شبكات Fabric. 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 المتعدّد الوجهات.