سلسلة المحادثات وIPv6

Matter يستخدم بروتوكول IPv6 في اتصالاته التشغيلية، و يستفيد من كلّ من عناوين IPv6 Unicast وMulticast للوصول إلى العُقد والمجموعات على التوالي.

استهلاك منخفض للطاقة

بعض عُقد Matter سلكية ولديها ميزانيات طاقة تسمح لها بإبقاء أجهزة الإرسال اللاسلكي قيد التشغيل باستمرار. تتطلّب أنواع العُقد الأخرى، مثل أجهزة الاستشعار، التشغيل لسنوات باستخدام بطارية، وتشغيل أجهزة الإرسال اللاسلكي على شبكات منخفضة الطاقة مثل Thread. يسمح تصميم الخادم الوكيل، إلى جانبThread أجهزة Thread الطرفية في وضع السكون، للعُقد كاملة الطاقة بتوفير وظائف على مستوى الشبكة ومستوى التطبيق تحمي عُقدها الفرعية من المعاملات التي تستهلك الكثير من الطاقة.

من الجوانب الأساسية في Matter أنّه يعمل على وسائط الشبكة ذات معدّل نقل البيانات العالي، مثل Wi-Fi وEthernet، ولكن أيضًا على الوسائط ذات معدّل نقل البيانات المنخفض والوقت القليل للانتظار، مثل Thread. إذا تم ربط جميع Multicast حِزم من Wi-Fi بشبكة Thread، سنحمّل الشبكة فوق طاقتها، وقد نغرقها. هدف Thread هو تفعيل IPv6 في شبكات متداخلة منخفضة الطاقة، منخفضة وقت الانتظار، وليس نقل البيانات بمعدّل نقل بيانات عالٍ. في حين أنّ طلبات ICMPv6 ping من Thread في شبكة محلية تكون عادةً أقل من بضع عشرات من الملّي ثوانٍ من وقت الاستجابة، فإنّ معدّل نقل البيانات الإجمالي محدود بـ 250 كيلوبت في الثانية في الطبقة المادية IEEE 802.15.4. مع عمليات إعادة إرسال الحِزم والبيانات الإضافية، يبلغ الحد الأقصى لمعدّل نقل البيانات النموذجي حوالي 125 كيلوبت في الثانية. بعبارة أخرى، يكون معدّل نقل البيانات أقل بكثير من معدّل نقل البيانات في Wi-Fi.

يبلغ حجم الإطارات في الطبقة المادية IEEE 802.15.4 127 بايت، ولكن أكبر وحدة نقل قصوى (MTU) (والنموذجية) لحِزم IPv6 في Thread هي 1280 بايت. لذلك، غالبًا ما يجب تقسيم حِزم IPv6 إلى عدة إطارات في الطبقة المادية. يتم تحديد هذه العملية بموجب RFC4944.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الرجوع إلى مقالة عناوين IPv6 في دليل Thread التمهيدي على openthread.io.

أجهزة توجيه الحدود

كيف يمكن للعُقد أن تتعايش على كلتا وسيطتَي النقل في النسيج نفسه؟ على الرغم من أنّ كلتا الشبكتَين تشتركان في بيانات اعتماد معيار Matter على مستوى التطبيق، فإنّهما لا تشتركان في تكنولوجيا الربط نفسها.Matter في هذا السيناريو، تحتاج الشبكة إلى Thread جهاز توجيه حدود Thread (BR) لتفعيل الاتصال. أجهزة توجيه الحدود هي أجهزة توجيه IPv6 فرعية.

تتيح أجهزة التوجيه الفرعية الاتصال بين الشبكات الفرعية والشبكات العادية. الشبكة الفرعية هي شبكة "الميل الأخير" توفّر اتصالاً خارجيًا لأعضائها، ولكنّها لا تعمل كمسار شبكة عبور بين الشبكات الأخرى. عادةً ما تكون شبكات Matter الفرعية مستندة إلى Thread. يُرجى الرجوع إلى مسودة RFC لمزيد من المعلومات عن الشبكات الفرعية.

لذلك، تتحمّل أجهزة توجيه الحدود مسؤولية الربط بين الشبكة الفرعية وشبكة البنية التحتية المجاورة، وهي شبكة Wi-Fi أو Ethernet المحلية. لا تعيد توجيه سوى الحِزم ذات الصلة بشبكة Thread.

تتم هذه العملية من خلال تخصيص بادئات IPv6 مختلفة لـ Thread والبنية التحتية المجاورة. وبالتالي، لا يعيد جهاز توجيه الحدود توجيه عمليات البث الأحادي إلا إلى بادئة IPv6 الخاصة بـ Threadأو منها.

تكون أجهزة توجيه الحدود مسؤولة أيضًا عن:

• الإعداد التلقائي لبادئات IPv6 والمسارات لكلّ من شبكتَي Thread والبنية التحتية المجاورة، ما يتيح للأجهزة المضيفة على أيّ من جانبَي جهاز توجيه حدود Thread التواصل مع بعضها بعضًا.
• نشر حِزم اكتشاف DNS-SD لبروتوكول mDNS نيابةً عن Thread العُقد، ما يتيح اكتشافها على شبكة البنية التحتية المجاورة.

لمزيد من المعلومات، يُرجى الرجوع إلى دليل جهاز توجيه الحدود على openthread.io.

البث المتعدد عبر IPv6

تُعدّ رسائل المجموعة مهمة أيضًا لأنّها تسمح بالتحكّم المتزامن في عدة Matter عُقد من خلال Multicast. من أجل توجيه حركة البيانات هذه إلى شبكة Thread، ينفّذ كلّ من Matter وThread Unicast المستند إلى بادئة البث الأحادي عبر IPv6 Multicast نظام عناوين البث المتعدد الذي تم تحديده بموجب RFC 3306.

تسمح هذه الطريقة باختيار العُقد الوجهة لحزمة Multicast استنادًا إلى بادئة البث الأحادي المشتركة عبر 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:

يمكن العثور على مزيد من المعلومات في الـ Multicast قسم من دليل Thread التمهيدي وفي RFC نفسه.

عند إنشاء عناوين Multicast عبر IPv6، فإنّها تتضمّن أيضًا أعلى 56 بت من رقم تعريف النسيج. النتيجة المهمة هي أنّ نطاق Multicastيقتصر على نسيج، بينما تتم مشاركة Unicast العناوين بين الأنسجة. يمكن أن تحتوي العُقد التي تتضمّن العديد من الأنسجة على عدة عناوين بث متعدد تحدّد مجموعات عُقد متداخلة ضمن نطاق كل نسيج.Multicast

المنافذ

Matter يستخدم المنفذ 5540 لعمليات البث المتعدد.