‫Thread و IPv6

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

کم‌مصرف

برخی‌از گره‌های Matter سیمی هستند و بودجه انرژی دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد رادیوهایشان را به‌طور مداوم روشن نگه دارند. انواع دیگر گره‌ها مانند حسگرها باید سال‌ها با باتری کار کنند و رادیوهای خود را در شبکه‌های کم‌مصرف مانند Thread راه‌اندازی کنند. معماری پراکسی، همراه با Thread دستگاه‌های پایانی خواب‌آلود، به گره‌های با توان کامل اجازه می‌دهد تا هم عملکرد سطح شبکه و هم عملکرد سطح برنامه را ارائه دهند که گره‌های فرزند آن‌ها را از تراکنش‌های پرمصرف انرژی عایق می‌کند.

جنبه اساسی Matter این است که هم در رسانه‌های شبکه با توان گذرداد بالا مانند Wi-Fi و اترنت کار می‌کند و هم در رسانه‌های با تأخیر کم و پهنای باند کم مانند Thread. اگر همه Multicast بسته‌های Wi-Fi به Thread پل شوند، بار شبکه را بیش‌ازحد سنگین می‌کنیم و احتمالاً آن را غرق می‌کنیم. هدف Thread فعال کردن IPv6 در شبکه‌بندی توری کم‌مصرف و با تأخیر کم است، نه انتقال داده با پهنای باند بالا. درحالی‌که پینگ‌های ICMPv6‏ Thread در شبکه محلی معمولاً کمتر از چند ده میلی‌ثانیه RTT است، کل پهنای باند آن به ۲۵۰ کیلوبیت در ثانیه در IEEE 802.15.4 PHY محدود است. با ارسال مجدد بسته و سربار، حداکثر پهنای باند معمول حدود ۱۲۵ کیلوبیت در ثانیه است. به عبارت دیگر، مرتبه بزرگی آن کمتر از Wi-Fi است.

قاب‌ها در IEEE 802.15.4 PHY‏ ۱۲۷ بایت هستند، اما بزرگ‌ترین (و معمول‌ترین) حداکثر واحد انتقال (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 نشانی IPv6 در «Threadکتاب مقدماتی» در openthread.io مراجعه کنید.

رهیاب‌های مرزی

بنابراین چگونه «گره‌ها» می‌توانند در یک ساختار یکسان در هر دو رسانه انتقال هم‌زیستی داشته باشند؟ اگرچه هر دو شبکه اعتبارنامه‌های سطح برنامه Matter را هم‌رسانی می‌کنند، اما فناوری پیوند یکسانی را هم‌رسانی نمی‌کنند. در این سناریو، شبکه به Thread Border Router (TBR) نیاز دارد تا اتصال‌پذیری را فعال کند. ‫BRها روترهای IPv6 شبه‌کد هستند.

رهیاب‌های Stub اتصال بین شبکه‌های stub و شبکه‌های معمولی را فعال می‌کنند. شبکه Stub یک شبکه «مایل آخر» است که اتصال بیرونی را برای اعضای خود فراهم می‌کند، اما به‌عنوان مسیر شبکه ترانزیت بین شبکه‌های دیگر عمل نمی‌کند. معمولاً «شبکه‌های Stub» Matter مبتنی بر Thread هستند. برای اطلاعات بیشتر درباره شبکه‌های فرعی، به پیش‌نویس RFC مراجعه کنید.

بنابراین، «رهیاب‌های مرزی» مسئولیت برقراری پیوند بین «شبکه فرعی» و شبکه زیرساخت مجاور را برعهده دارند که همان شبکه Wi-Fi یا اترنت محلی است. آن‌ها فقط بسته‌هایی را بازارسال می‌کنند که به شبکه Thread مربوط است.

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

رهیاب‌های مرزی همچنین مسئول موارد زیر هستند:

• به‌طور خودکار پیشوندها و مسیرهای IPv6 را برای هر دو Thread و «شبکه‌های زیرساخت مجاور» پیکربندی می‌کند تا میزبان‌ها در هر طرف TBR بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
• انتشار بسته‌های اکتشاف mDNS DNS-SD ازطرف گره‌های Thread، تا بتوان آن‌ها را در شبکه زیرساخت مجاور اکتشاف کرد.

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

چندفرستی IPv6

پیام‌های گروهی نیز مهم هستند زیرا امکان کنترل هم‌زمان چندین Matter گره را ازطریق Multicast فراهم می‌کنند. برای مسیریابی این ترافیک به شبکه Thread، هم Matter و هم Thread Unicast طرح نشانی‌دهی IPv6 مبتنی بر پیشوند Multicast تعریف‌شده توسط RFC 3306 را پیاده‌سازی می‌کنند.

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

برای مثال، نشانی Matter Multicast ممکن است این‌گونه 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 از «کتاب راهنمای» Thread و در خود RFC پیدا کنید.

وقتی نشانی‌های IPv6 Multicast تشکیل می‌شوند، ۵۶ بیت بالایی شناسه Fabric را نیز شامل می‌شوند. پیامد مهم این است که دامنه Multicast در یک Fabric است، درحالی‌که نشانی‌های Unicast بین Fabricها هم‌رسانی می‌شود. گره‌هایی که چندین فابریک دارند ممکن است چندین نشانی Multicast داشته باشند که «گروه‌های گره» هم‌پوشان را در هر فابریک تعریف می‌کنند.

درگاه‌ها

Matter از درگاه ۵۵۴۰ برای چندفرستی‌هایش استفاده می‌کند.