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 كلّ من وسائط الشبكة ذات معدّل نقل البيانات العالي، مثل Wi-Fi وEthernet، وأيضًا على وسائط ذات معدّل نقل بيانات منخفض وزمن انتقال منخفض، مثل Thread. إذا تم ربط جميع Multicast حِزم البيانات من Wi-Fi بشبكة Thread، سنحمّل الشبكة فوق طاقتها، وقد نغمرها بالبيانات. هدف Thread هو تفعيل IPv6 في شبكات الربط الشبكي منخفضة الطاقة، منخفضة زمن الانتقال، وليس نقل البيانات بمعدّل نقل بيانات عالٍ. في حين أنّ Thread طلبات ping لبروتوكول ICMPv6 في شبكة محلية تكون عادةً أقل من بضع عشرات من الملّي ثوانٍ في وقت الاستجابة، فإنّ معدّل نقل البيانات الإجمالي محدود بـ 250 كيلوبت في الثانية في الطبقة الفعلية 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 بيانات Wi-Fi.

يبلغ حجم الإطارات في الطبقة الفعلية IEEE 802.15.4 ‏127 بايت، ولكن أكبر وحدة نقل قصوى (MTU) (والنموذجية) لحِزم بيانات الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (IPv6) في Thread هي 1280 بايت. لذلك، غالبًا ما يجب تقسيم حِزم بيانات IPv6 إلى عدة إطارات في الطبقة الفعلية. 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 كلّ من وسيطَي النقل أثناء وجودها في النسيج نفسه؟ على الرغم من أنّ كلتا الشبكتَين تشتركان في بيانات اعتماد Matter على مستوى التطبيق Matter ، فإنّهما لا تشتركان في تكنولوجيا الربط نفسها. 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 إمكانية الاتصال بين الشبكات الفرعية والشبكات العادية. الشبكة الفرعية هي شبكة "الميل الأخير" توفّر إمكانية اتصال خارجي 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 الإرسال أحادي البث إلا إلى بادئة IPv6 الخاصة بـ Threadأو منها.

تتحمّل أجهزة توجيه الحدود أيضًا مسؤولية ما يلي:

• ضبط بادئات IPv6 والمسارات تلقائيًا لكلّ من الشبكتَين Thread والبنية التحتية المجاورة، ما يتيح للأجهزة المضيفة على أيّ من جانبَي جهاز توجيه الحدود Thread التواصل مع بعضها بعضًا.
• نشر حِزم بيانات 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.

الإرسال المتعدّد لبروتوكول IPv6

تُعدّ رسائل المجموعة مهمة أيضًا لأنّها تسمح بالتحكّم المتزامن في عدة Matter عُقد من خلال Multicast. لتوجيه حركة مرور البيانات هذه إلى شبكة Thread، ينفّذ كلّ من Matter وThread Unicast المستند إلى بادئة الإرسال أحادي البث Multicast الذي تحدّده RFC 3306.

تسمح هذه الطريقة باختيار العُقد الوجهة لحزمة بيانات Multicast استنادًا إلى بادئة الإرسال أحادي البث المشتركة لبروتوكول 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 وعلى RFC نفسه.

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

المنافذ

Matter يستخدم المنفذ 5540 لعمليات الإرسال المتعدّد.