‫Thread و IPv6

‫Matter از IPv6 برای ارتباطات عملیاتی خود استفاده می‌کند و از هر دو نشانی IPv6 Unicast و Multicast برای دسترسی به «گره‌ها» و «گروه‌های» خود استفاده می‌کند.

کم‌مصرف

برخی‌از «گره‌های» Matter سیم‌کشی شده‌اند و بودجه انرژی دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد رادیوهایشان را به‌طور مداوم روشن نگه دارند. انواع دیگر «گره‌ها» مثل حسگرها برای کار کردن با باتری درطول سال‌ها و کار کردن با رادیوهایشان در شبکه‌های کم‌مصرف مثل Thread الزاماتی دارند. معماری پراکسی، همراه با Thread دستگاه‌های انتهایی خواب‌آلود، به «گره‌های» تمام‌قدرت اجازه می‌دهد هم عملکرد سطح شبکه و هم عملکرد سطح برنامه را ارائه دهند که «گره‌های» فرزندشان را از تراکنش‌های پرمصرف انرژی محافظت می‌کند.

یکی از جنبه‌های اساسی Matter این است که هم در شبکه‌های با توان عملیاتی بالا مثل Wi-Fi و اترنت کار می‌کند و هم در شبکه‌های با تأخیر کم و پهنای باند کم مثل Thread. اگر همه بسته‌های Multicast از Wi-Fi به Thread پل زده شوند، شبکه را بیش‌ازحد سنگین می‌کنیم و احتمالاً آن را سرریز می‌کنیم. هدف Thread فعال کردن IPv6 در شبکه‌های مش کم‌توان و کم‌تأخیر است، نه انتقال داده با پهنای باند بالا. اگرچه Thread پینگ‌های ICMPv6 در شبکه محلی معمولاً کمتر از چند ده میلی‌ثانیه زمان رفت‌وبرگشت دارند، پهنای باند کل آن در لایه فیزیکی IEEE 802.15.4 به ۲۵۰ کیلوبیت در ثانیه محدود است. با درنظر گرفتن سربار و انتقال مجدد بسته‌ها، پهنای باند بیشینه معمول حدود ۱۲۵ کیلوبیت در ثانیه است. به‌عبارت دیگر، مرتبه بزرگی کمتر از Wi-Fi.

قاب‌های IEEE 802.15.4 PHY‏ ۱۲۷ بایت است، اما بزرگ‌ترین (و معمول‌ترین) واحد انتقال بیشینه (MTU) بسته‌های IPv6 در Thread‏ ۱۲۸۰ بایت است. بنابراین بسته‌های IPv6 اغلب باید به چند قاب PHY تقسیم شوند. این فرایند توسط RFC4944 تعریف شده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر، به نشانی‌دهی IPv6 در Thread Primer on openthread.io مراجعه کنید.

رهیاب‌های مرزی

پس چگونه «گره‌ها» می‌توانند در هر دو محیط انتقال و درحالی‌که در یک ساختار هستند همزیستی داشته باشند؟ اگرچه هر دو شبکه از اطلاعات اعتباری سطح برنامه Matter استفاده می‌کنند، اما از فناوری پیوند یکسانی استفاده نمی‌کنند. در این سناریو، شبکه برای فعال کردن اتصال‌پذیری به Thread Border Router (TBR) نیاز دارد. ‫BRها «مسیرهای پروتکل اینترنتی نسخه ۶» شبه‌کد هستند.

رهیاب‌های تهی اتصال بین شبکه‌های تهی و شبکه‌های معمولی را فعال می‌کنند. شبکه بن‌بست یک شبکه «آخرین مایل» است که اتصال خارجی را برای اعضای خود فراهم می‌کند، اما به‌عنوان مسیر شبکه ترانزیت بین شبکه‌های دیگر عمل نمی‌کند. معمولاً Matter «شبکه کُند» براساس Thread است. برای اطلاعات بیشتر درباره شبکه‌های تهی، به پیش‌نویس RFC مراجعه کنید.

بنابراین BRها مسئولیت پیوند بین «شبکه کُند» و شبکه زیرساخت مجاور را برعهده دارند که شبکه Wi-Fi یا اترنت محلی است. این دستگاه‌ها فقط بسته‌هایی را بازارسال می‌کنند که مربوط به شبکه Thread است.

این فرایند با اختصاص پیشوندهای IPv6 مختلف به Thread و «شبکه‌های زیرساخت مجاور» انجام می‌شود. بنابراین BR فقط تک‌پخش‌ها را به یا از پیشوند Thread IPv6 بازارسال می‌کند.

رهیاب‌های مرزی همچنین مسئول موارد زیر هستند:

• پیشوندها و مسیرهای IPv6 را به‌طور خودکار برای هر دو Thread و «شبکه‌های زیرساخت مجاور» پیکربندی می‌کند تا میزبان‌های هر دو طرف TBR بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.
• بسته‌های شناسایی mDNS DNS-SD را ازطرف Thread «گره» منتشر می‌کند تا بتوان آن‌ها را در شبکه زیرساخت مجاور شناسایی کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر، به راهنمای OpenThread Border Router (OTBR) مراجعه کنید.

چندفرستی پروتکل اینترنتی نسخه ۶

پیام‌های گروهی نیز مهم هستند زیرا امکان کنترل هم‌زمان چندین Matter «گره» ازطریق Multicast را فراهم می‌کنند. برای مسیریابی این ترافیک به شبکه Thread، هم Matter و هم Thread طرح نشانی‌دهی Unicast مبتنی بر پیشوند پروتکل اینترنتی نسخه ۶ Multicast تعریف‌شده توسط RFC 3306 را پیاده‌سازی می‌کنند.

این روش امکان انتخاب «گره‌های» مقصد بسته Multicast را براساس پیشوند IPv6 Unicast مشترکشان فراهم می‌کند.

برای مثال، نشانی Matter Multicast ممکن است به‌این شکل باشد:

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

جدول ۱ جزئیات نحوه ساخت این نشانی را نشان می‌دهد:

اطلاعات بیشتر را می‌توانید در بخش Multicast «راهنمای مقدماتی Thread» و در خود RFC پیدا کنید.

وقتی نشانی‌های IPv6 Multicast تشکیل می‌شوند، شامل ۵۶ بیت بالایی «شناسه ساختار» نیز می‌شوند. پیامد مهم این است که محدوده Multicast در یک Fabric است، درحالی‌که Unicast نشانی‌ها بین Fabrics هم‌رسانی می‌شوند. گره‌های دارای ساختارهای زیاد می‌توانند به‌طور بالقوه چندین نشانی Multicast داشته باشند که «گروه‌های گره» هم‌پوشانی‌شده را در هر ساختار تعریف می‌کنند.

درگاه‌ها

‫Matter از درگاه ۵۵۴۰ برای «پخش‌های چندگانه» خود استفاده می‌کند.