Thread dan IPv6

Matter menggunakan IPv6 untuk komunikasi operasionalnya, dan memanfaatkan alamat IPv6 Unicast dan Multicast untuk mengakses Node dan Grupnya masing-masing.

Daya Rendah

Beberapa Node Matter terhubung dengan kabel dan memiliki anggaran energi yang memungkinkannya untuk terus mengaktifkan radionya. Jenis Node lain seperti sensor memiliki persyaratan untuk dijalankan selama bertahun-tahun dengan baterai, yang mengoperasikan radionya pada jaringan berdaya rendah seperti Thread. Arsitektur proxy, beserta Thread Perangkat Akhir yang Mengantuk, memungkinkan Node berteknologi penuh untuk menyediakan fungsi tingkat jaringan dan tingkat aplikasi yang mengisolasi Node turunannya dari transaksi yang memerlukan banyak energi.

Aspek dasar Matter adalah berfungsi pada media jaringan dengan throughput tinggi seperti Wi-Fi dan Ethernet, tetapi juga pada latensi rendah dan bandwidth rendah, seperti Thread. Jika semua paket Multicast dari Wi-Fi di-jembatani ke Thread, kita akan membebani jaringan, dan berpotensi membanjirinya. Tujuan Thread adalah mengaktifkan IPv6 dalam jaringan mesh berdaya rendah dan berlatensi rendah, bukan transfer data bandwidth tinggi. Meskipun ping ICMPv6 Thread di jaringan lokal biasanya kurang dari beberapa puluh milidetik RTT, total bandwidth-nya dibatasi hingga 250 kbps di IEEE 802.15.4 PHY. Dengan transmisi ulang dan overhead paket, bandwidth maksimum biasanya sekitar 125 kbps. Dengan kata lain, urutan magnitudonya kurang dari Wi-Fi.

Frame pada IEEE 802.15.4 PHY adalah 127 byte, tetapi unit transmisi maksimum (MTU) maksimum (dan standar) terbesar (dan umum) dari paket IPv6 di Thread adalah 1.280 byte. Dengan demikian paket IPv6 sering kali perlu dipecah menjadi beberapa {i>frame<i} PHY. Proses ini ditentukan oleh RFC4944.

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat Pengalamatan IPv6 di Thread Primer di openthread.io.

Router Pembatas

Jadi, bagaimana Node dapat berdampingan di kedua media transpor saat berada di kain yang sama? Meskipun kedua jaringan berbagi kredensial Matter tingkat aplikasi, keduanya tidak berbagi teknologi link yang sama. Dalam skenario ini, jaringan memerlukan Thread Border Router (BR) untuk mengaktifkan konektivitas. BR adalah {i>Router<i} IPv6 Stub.

Router Stub memungkinkan konektivitas antara jaringan stub dan jaringan reguler. Jaringan Stub adalah jaringan "mil terakhir" yang menyediakan konektivitas luar kepada anggotanya, tetapi tidak berfungsi sebagai jalur jaringan transit antarjaringan lainnya. Biasanya, Jaringan Stub Matter berbasis Thread. Lihat draf RFC untuk informasi lebih lanjut tentang jaringan stub.

Oleh karena itu, BR bertanggung jawab untuk menjadi penghubung antara Jaringan Stub dan Jaringan Infrastruktur yang Berdekatan, yang merupakan jaringan Wi-Fi atau Ethernet lokal. Fungsi ini hanya meneruskan paket yang relevan dengan jaringan Thread.

Proses ini dilakukan dengan menetapkan awalan IPv6 yang berbeda ke Thread dan Jaringan Infrastruktur yang Berdekatan. Dengan demikian, BR hanya meneruskan unicast ke atau dari awalan IPv6 Thread.

Router Perbatasan juga bertanggung jawab untuk:

  • secara otomatis mengonfigurasi awalan dan rute IPv6 untuk Thread dan Jaringan Infrastruktur Adjacent sehingga host di kedua sisi router Border Thread dapat berkomunikasi.
  • memublikasikan paket penemuan mDNS DNS-SD atas nama Node Thread, sehingga dapat ditemukan di jaringan infrastruktur yang berdekatan.

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan Router Batas di openthread.io.

Multicast IPv6

Pesan grup juga penting karena memungkinkan kontrol simultan untuk beberapa Node Matter melalui Multicast. Untuk merutekan traffic ini ke jaringan Thread, Matter dan Thread terapkan Skema Pengalamatan Multicast IPv6 berbasis awalan yang ditentukan oleh RFC 3306.Unicast

Metode ini memungkinkan pemilihan Node tujuan paket Multicast berdasarkan awalan Unicast IPv6 yang dibagikan.

Misalnya, alamat Matter Multicast mungkin terlihat seperti ini:

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

Tabel 1 menjelaskan cara alamat ini dibuat:

Tabel 1: Unicast Alamat IPv6 berbasis awalan
Bit Deskripsi
12 bit 0xFF3
4 bit 0x05

Cakupan: site-local

8 bit 0x00

tersimpan

8 bit 0x40

Menunjukkan awalan panjang 64-bit

8 bit 0xFD

Menetapkan awalan ULA

56 bit ID Fabric
8 bit 0x00
16 bit ID Grup

Informasi selengkapnya dapat ditemukan di bagian Multicast pada Thread Primer dan di RFC.

Saat Alamat Multicast IPv6 dibuat, alamat tersebut juga akan menyertakan 56-bit atas ID Fabric. Implikasi pentingnya adalah cakupan Multicast berada dalam Fabric, sedangkan alamat Unicast digunakan bersama oleh Fabric. Node dengan banyak fabric berpotensi memiliki beberapa alamat Multicast yang menentukan Grup Node yang tumpang tindih dan dicakupkan pada setiap fabric.

Port

Matter menggunakan Port 5540 untuk Multicast-nya.