스레드 및 IPv6

Matter는 운영 통신에 IPv6를 사용하고, 각각 노드와 그룹에 액세스하기 위해 IPv6 Unicast 및 Multicast 주소 지정을 활용합니다.

전원 부족

일부 Matter 노드는 유선으로 연결되어 있으며 무선 통신을 계속 켜둘 수 있는 에너지 예산이 있습니다. 센서와 같은 다른 유형의 노드는 Thread와 같은 저전력 네트워크에서 무선 통신을 작동하여 배터리로 수년간 실행해야 합니다. 프록시 아키텍처는 Thread 절전 모드 엔드 기기와 함께 전원이 완전히 공급되는 노드가 에너지 집약적인 트랜잭션으로부터 하위 노드를 보호하는 네트워크 수준 및 애플리케이션 수준 기능을 모두 제공할 수 있도록 지원합니다.

Matter의 기본 측면은 Wi-Fi 및 이더넷과 같은 높은 처리량 네트워크 매체뿐만 아니라 Thread와 같은 낮은 지연 시간, 낮은 대역폭에서도 작동한다는 것입니다. Wi-Fi의 모든 Multicast 패킷이 Thread로 브리징되면 네트워크에 과부하가 걸리고 네트워크가 잠재적으로 플러딩될 수 있습니다. Thread의 목표는 높은 대역폭 데이터 전송이 아닌 저전력, 짧은 지연 시간 메시 네트워킹에서 IPv6를 사용 설정하는 것입니다. 로컬 네트워크에서 Thread의 ICMPv6 핑은 일반적으로 수십 밀리초 미만의 RTT이지만 총 대역폭은 IEEE 802.15.4 PHY에서 250kbps로 제한됩니다. 패킷 재전송 및 오버헤드로 인해 일반적인 최대 대역폭은 약 125kbps입니다. 즉, Wi-Fi보다 훨씬 적은 전력을 사용합니다.

IEEE 802.15.4 PHY의 프레임은 127바이트이지만 Thread에서 IPv6 패킷의 최대 전송 단위(MTU)는 1, 280바이트입니다. 따라서 IPv6 패킷은 여러 PHY 프레임으로 분할해야 하는 경우가 많습니다. 이 프로세스는 RFC4944에 정의되어 있습니다.

자세한 내용은 openthread.io의 Thread 기본 사항에 있는 IPv6 주소 지정을 참고하세요.

보더 라우터

그렇다면 동일한 패브릭에 있는 동안 노드가 두 전송 매체에서 공존할 수 있는 방법은 무엇일까요? 두 네트워크가 모두 애플리케이션 수준 Matter 사용자 인증 정보를 공유하지만 동일한 링크 기술을 공유하지는 않습니다. 이 시나리오에서는 연결을 사용 설정하기 위해 네트워크에 Thread Border Router (BR)가 필요합니다. BR은 스텁 IPv6 라우터입니다.

스텁 라우터를 사용하면 스텁 네트워크와 일반 네트워크 간에 연결할 수 있습니다. 스텁 네트워크는 구성원에게 외부 연결을 제공하지만 다른 네트워크 간의 전송 네트워크 경로로 사용되지 않는 '라스트 마일' 네트워크입니다. 일반적으로 Matter 스텁 네트워크는 Thread 기반입니다. 스텁 네트워크에 관한 자세한 내용은 RFC 초안을 참고하세요.

따라서 BR은 스텁 네트워크와 로컬 Wi-Fi 또는 이더넷 네트워크인 인접 인프라 네트워크 간의 링크 역할을 합니다. Thread 네트워크와 관련된 패킷만 전달합니다.

이 프로세스는 Thread 및 인접 인프라 네트워크에 서로 다른 IPv6 접두사를 할당하여 완료됩니다. 따라서 BR은 Thread IPv6 접두사로 또는 이 접두사에서 유니캐스트만 전달합니다.

보더 라우터는 다음 역할도 담당합니다.

• Thread 및 인접 인프라 네트워크 모두에 IPv6 접두사와 경로를 자동으로 구성하여 Thread 테두리 라우터 양쪽의 호스트가 통신할 수 있습니다.
• Thread 노드를 대신하여 mDNS DNS-SD 검색 패킷을 게시하여 인접한 인프라 네트워크에서 검색할 수 있도록 합니다.

자세한 내용은 openthread.io의 보더 라우터 가이드를 참고하세요.

IPv6 멀티캐스트

그룹 메시지는 Multicast을 통해 여러 Matter 노드를 동시에 제어할 수 있으므로 중요합니다. 이 트래픽을 Thread 네트워크로 라우팅하기 위해 Matter와 Thread 모두 RFC 3306에 정의된 Unicast 프리픽스 기반 IPv6 Multicast 주소 지정 체계를 구현합니다.

이 메서드를 사용하면 공유 IPv6 Unicast 접두사를 기반으로 Multicast 패킷의 대상 노드를 선택할 수 있습니다.

예를 들어 Matter Multicast 주소는 다음과 같이 표시될 수 있습니다.

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

표 1에는 이 주소가 구성되는 방식이 자세히 설명되어 있습니다.

자세한 내용은 Thread 기본 사항의 Multicast 섹션과 RFC 자체를 참고하세요.

IPv6 Multicast 주소가 형성되면 패브릭 ID의 상위 56비트도 포함됩니다. 중요한 점은 Multicast의 범위는 패브릭 내에 있는 반면 Unicast 주소는 패브릭 간에 공유된다는 것입니다. 패브릭이 많은 노드는 각 패브릭에서 범위가 지정된 중복 노드 그룹을 정의하는 Multicast 주소가 여러 개 있을 수 있습니다.

포트

Matter는 멀티캐스트에 포트 5540을 사용합니다.