थ्रेड और IPv6

Matter, अपने ऑपरेशनल कम्यूनिकेशन के लिए IPv6 का इस्तेमाल करता है. साथ ही, अपने नोड और ग्रुप को ऐक्सेस करने के लिए, IPv6 Unicast और Multicast, दोनों तरह के पतों का इस्तेमाल करता है.

कम पावर

कुछ Matter नोड वायर वाले होते हैं और उनके पास एनर्जी बजट होता है. इससे वे अपने रेडियो को लगातार चालू रख सकते हैं. सेंसर जैसे अन्य तरह के नोड को बैटरी पर सालों तक चलाने की ज़रूरत होती है. इसके लिए, वे अपने रेडियो को Thread जैसे कम पावर वाले नेटवर्क पर चलाते हैं. प्रॉक्सी आर्किटेक्चर और Thread स्लीपी एंड डिवाइस, पूरी क्षमता वाले नोड को नेटवर्क-लेवल और ऐप्लिकेशन-लेवल, दोनों तरह की सुविधाएं देने की अनुमति देते हैं. इससे उनके चाइल्ड नोड को ज़्यादा ऊर्जा खर्च करने वाले लेन-देन से बचाया जा सकता है.

Matter की एक बुनियादी खासियत यह है कि यह वाई-फ़ाई और ईथरनेट जैसे हाई-थ्रूपुट नेटवर्क मीडियम के साथ-साथ, Thread जैसे कम बैंडविड्थ और कम इंतज़ार के समय वाले नेटवर्क पर भी काम करता है. अगर वाई-फ़ाई के सभी Multicast पैकेट को Thread में ब्रिज कर दिया जाए, तो नेटवर्क पर बहुत ज़्यादा लोड पड़ जाएगा. इससे नेटवर्क क्रैश भी हो सकता है. Thread का मकसद, कम पावर और कम इंतज़ार के समय वाले मेश नेटवर्किंग में IPv6 को चालू करना है, न कि ज़्यादा बैंडविड्थ वाले डेटा ट्रांसफ़र में. Thread के लोकल नेटवर्क में आईसीएमपीवी6 पिंग, आम तौर पर कुछ मिलीसेकंड के आरटीटी से कम होते हैं. हालांकि, आईईईई 802.15.4 PHY पर इसकी कुल बैंडविड्थ 250 केबीपीएस तक सीमित होती है. पैकेट को फिर से ट्रांसमिट करने और ओवरहेड की वजह से, आम तौर पर ज़्यादा से ज़्यादा बैंडविड्थ 125 केबीपीएस के आस-पास होती है. दूसरे शब्दों में, वाई-फ़ाई की तुलना में बहुत कम.

IEEE 802.15.4 PHY पर फ़्रेम 127 बाइट के होते हैं. हालांकि, Thread में IPv6 पैकेट की सबसे बड़ी (और सामान्य) मैक्सिमम ट्रांसमिशन यूनिट (एमटीयू) 1280 बाइट होती है. इसलिए, IPv6 पैकेट को अक्सर कई PHY फ़्रेम में बांटना पड़ता है. इस प्रोसेस के बारे में RFC4944 में बताया गया है.

ज़्यादा जानने के लिए, openthread.io पर Thread प्राइमर में IPv6 ऐड्रेसिंग देखें.

बॉर्डर राऊटर

ऐसे में, एक ही फ़ैब्रिक में मौजूद नोड, दोनों ट्रांसपोर्ट मीडियम पर एक साथ कैसे काम कर सकते हैं? दोनों नेटवर्क, ऐप्लिकेशन-लेवल के Matter क्रेडेंशियल शेयर करते हैं. हालांकि, दोनों नेटवर्क, लिंक करने की एक जैसी टेक्नोलॉजी शेयर नहीं करते. इस स्थिति में, नेटवर्क को कनेक्टिविटी चालू करने के लिए, Thread Border Router (TBR) की ज़रूरत होती है. बीआर, स्टब IPv6 राऊटर होते हैं.

स्टब राऊटर, स्टब नेटवर्क और सामान्य नेटवर्क के बीच कनेक्टिविटी चालू करते हैं. स्टब नेटवर्क एक "लास्ट-माइल" नेटवर्क है. यह अपने सदस्यों को बाहरी कनेक्टिविटी देता है. हालांकि, यह अन्य नेटवर्क के बीच ट्रांज़िट नेटवर्क पाथ के तौर पर काम नहीं करता. आम तौर पर, Matter स्टब नेटवर्क, Thread पर आधारित होते हैं. स्टब नेटवर्क के बारे में ज़्यादा जानकारी के लिए, आरएफ़सी ड्राफ़्ट देखें.

इसलिए, बीआर की ज़िम्मेदारी होती है कि वह स्टब नेटवर्क और आस-पास के इन्फ़्रास्ट्रक्चर नेटवर्क के बीच लिंक के तौर पर काम करे. आस-पास का इन्फ़्रास्ट्रक्चर नेटवर्क, स्थानीय वाई-फ़ाई या ईथरनेट नेटवर्क होता है. ये सिर्फ़ उन पैकेट को फ़ॉरवर्ड करते हैं जो Thread नेटवर्क के लिए ज़रूरी होते हैं.

यह प्रोसेस, Thread और आस-पास के इंफ़्रास्ट्रक्चर नेटवर्क को अलग-अलग IPv6 प्रीफ़िक्स असाइन करके पूरी की जाती है. इसलिए, बीआर सिर्फ़ Thread IPv6 प्रीफ़िक्स पर या उससे यूनिकास्ट फ़ॉरवर्ड करता है.

बॉर्डर राऊटर की ये ज़िम्मेदारियां भी होती हैं:

• Thread और आस-पास के इंफ़्रास्ट्रक्चर नेटवर्क, दोनों के लिए IPv6 प्रीफ़िक्स और रूट को अपने-आप कॉन्फ़िगर करना, ताकि TBR के दोनों तरफ़ मौजूद होस्ट आपस में कम्यूनिकेट कर सकें.
• Thread नोड की ओर से mDNS DNS-SD डिस्कवरी पैकेट पब्लिश करना, ताकि उन्हें आस-पास के इन्फ़्रास्ट्रक्चर नेटवर्क पर खोजा जा सके.

ज़्यादा जानने के लिए, OpenThread Border Router (OTBR) की गाइड देखें.

IPv6 मल्टीकास्ट

ग्रुप मैसेज भी अहम होते हैं, क्योंकि इनसे एक साथ कई Matter नोड को Multicast से कंट्रोल किया जा सकता है. इस ट्रैफ़िक को Thread नेटवर्क में रूट करने के लिए, Matter और Thread, दोनों Unicast प्रीफ़िक्स पर आधारित IPv6 Multicast ऐड्रेसिंग स्कीम लागू करते हैं. इस स्कीम के बारे में RFC 3306 में बताया गया है.

इस तरीके से, Multicast पैकेट के डेस्टिनेशन नोड को उनके शेयर किए गए IPv6 Unicast प्रीफ़िक्स के आधार पर चुना जा सकता है.

उदाहरण के लिए, Matter Multicast पता कुछ ऐसा दिख सकता है:

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

टेबल 1 में बताया गया है कि यह पता कैसे बनाया जाता है:

ज़्यादा जानकारी के लिए, Thread प्राइमर के Multicast सेक्शन और RFC पर जाएं.

IPv6 Multicast पते बनाते समय, उनमें फ़ैब्रिक आईडी के ऊपरी 56-बिट भी शामिल होते हैं. इसका मतलब है कि Multicast का दायरा फ़ैब्रिक के अंदर होता है, जबकि Unicast पते, फ़ैब्रिक के बीच शेयर किए जाते हैं. कई फ़ैब्रिक वाले नोड में, ओवरलैप होने वाले कई नोड ग्रुप को तय करने वाले कई Multicast पते हो सकते हैं. ये नोड ग्रुप, हर फ़ैब्रिक के दायरे में आते हैं.

पोर्ट

Matter, मल्टीकास्ट के लिए पोर्ट 5540 का इस्तेमाल करता है.