Thread e IPv6

Matter utilizza IPv6 per le comunicazioni operative e sfrutta sia IPv6 Unicast che Multicast per l'accesso ai rispettivi nodi e gruppi.

Basso consumo

Alcuni Matter nodi sono cablati e dispongono di budget energetici che consentono loro di mantenere la radio ininterrotta. Altri tipi di nodi come I sensori hanno l'obbligo di funzionare per anni a batteria, in grado di far funzionare i segnali radio su reti a bassa potenza come Thread. Il proxy dell'architettura, insieme Thread dispositivi finali inattivi, consente ai nodi completamente alimentati di fornire sia a livello di rete che a livello di applicazione che isola i nodi figlio dai carichi di lavoro transazioni.

Un aspetto fondamentale di Matter è che funziona sia su mezzi di rete a velocità effettiva elevata, come Wi-Fi ed Ethernet, ma anche a bassa latenza e a bassa larghezza di banda, come Thread. Se tutte Multicast pacchetti dalla rete Wi-Fi sono stati instradati in modalità bridge Thread, avremmo sovraccaricato la rete e potenzialmente allagarlo. L'obiettivo di Thread è abilitare IPv6 a basso consumo, una rete mesh a bassa latenza, non un trasferimento di dati a elevata larghezza di banda. Mentre I ping ICMPv6 di Thread in una rete locale sono in genere in meno di poche decine di millisecondi (RTT), la sua larghezza di banda totale è limitata a 250 Kbps conforme allo standard IEEE 802.15.4 PHY. Con le ritrasmissioni dei pacchetti e l'overhead, la tipica e una larghezza di banda massima di circa 125 Kbps. In altre parole, ordini di grandezza inferiori a Wi-Fi.

I frame della serie IEEE 802.15.4 PHY sono di 127 byte, ma i più grandi (e tipici) unità massima di trasmissione (MTU) di pacchetti IPv6 in Thread è di 1280 byte. Di conseguenza, i pacchetti IPv6 devono spesso essere suddivisi in diversi frame PHY. Questo processo è definito RFC4944.

Per scoprire di più, consulta Indirizzi IPv6 nel Primer di Thread su openthread.io.

Router di confine

Quindi, in che modo i nodi possono coesistere su entrambi i mezzi di trasporto nella stessa infrastruttura? Sebbene entrambe le reti condividano Matter a livello di applicazione credenziali, non condividono la stessa tecnologia di collegamento. In questo scenario, una rete richiede Thread Router di confine (BR) per abilitare la connettività. I BR sono router IPv6 Stub.

I router stub consentono la connettività tra reti stub e reti normali. Una rete Stub è un "ultimo miglio" che fornisce connettività esterna ma non funge da percorso di rete di trasporto pubblico tra altre reti. In genere, le reti Matter Stub sono basate su Thread. Fai riferimento alla bozza della RFC per ulteriori informazioni sulle reti stub.

I BR hanno quindi la responsabilità di essere il collegamento tra e la rete dell'infrastruttura adiacente, ovvero la rete Wi-Fi locale rete Ethernet. Inoltrano solo i pacchetti pertinenti Rete Thread.

Questo processo viene realizzato assegnando prefissi IPv6 diversi a Thread e reti di infrastruttura adiacenti. Pertanto, il BR inoltra solo gli unicast da o verso il prefisso IPv6 Thread.

I router di confine si occupano anche di:

• Configura automaticamente i prefissi e i route IPv6 sia per la rete Thread sia per le reti di infrastruttura adiacenti in modo che gli host su entrambi i lati del router di confine Thread possano comunicare.
• pubblicando pacchetti di rilevamento mDNS DNS-SD per conto di Thread nodi, in modo che possano essere rilevati sull'area completamente gestita.

Per saperne di più, consulta il router di confine su openthread.io.

Multicast IPv6

Anche i messaggi di gruppo sono importanti in quanto consentono il controllo simultaneo di diversi nodi Matter tramite Multicast. Nel per instradare questo traffico alla rete Thread, sia Matter e Thread implementano Unicast IPv6 basato su prefisso Multicast schema di indirizzi definito RFC 3306.

Questo metodo consente di selezionare i nodi di destinazione di un Multicast pacchetto in base al relativo IPv6 condiviso Prefisso Unicast.

Ad esempio, un indirizzo Matter Multicast potrebbe avere il seguente aspetto:

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

La tabella 1 descrive in dettaglio come viene creato questo indirizzo:

Per ulteriori informazioni, consulta il Multicast della guida introduttiva di Thread e sul documento RFC stesso.

Quando vengono creati gli indirizzi IPv6 Multicast, includono anche a 56 bit superiori dell'ID Fabric. Ciò che è importante è che la portata Multicast si trova all'interno di un'Infrastruttura, mentre Unicast gli indirizzi IP vengono condivisi tra i Fabrics. I nodi con molti fabric possono potenzialmente avere diversi indirizzi Multicast che definiscono il nodo che si sovrappone Gruppi con ambito in ogni struttura.

Porte

Matter utilizza la porta 5540 per i suoi multicast.