Поток и IPv6

Matter использует протокол IPv6 для оперативной связи, а для доступа к своим узлам и группам, соответственно, применяет Unicast и Multicast адресацию IPv6.

Низкое энергопотребление

Некоторые узлы Matter подключены к сети и имеют энергетические бюджеты, позволяющие им постоянно поддерживать работу своих радиомодулей. Другие типы узлов, такие как датчики, требуют многолетней работы от батареи, используя свои радиомодули в сетях с низким энергопотреблением, таких как Thread . Прокси-архитектура, наряду с устройствами Thread Sleepy End Devices , позволяет узлам с полной мощностью предоставлять функциональность как на сетевом, так и на прикладном уровне, защищая дочерние узлы от энергоемких транзакций.

Фундаментальная особенность Matter заключается в том, что он работает как в высокоскоростных сетевых средах, таких как Wi-Fi и Ethernet, так и в сетях с низкой задержкой и низкой пропускной способностью, таких как Thread . Если бы все Multicast пакеты из Wi-Fi передавались через Thread , мы бы перегрузили сеть и потенциально затопили её. Цель Thread — обеспечить работу IPv6 в сетях с низким энергопотреблением и низкой задержкой, а не в сетях с высокой пропускной способностью. Хотя время отклика ICMPv6 в локальной сети Thread обычно составляет несколько десятков миллисекунд, его общая пропускная способность ограничена 250 кбит/с на физическом уровне IEEE 802.15.4. С учетом повторной передачи пакетов и накладных расходов типичная максимальная пропускная способность составляет около 125 кбит/с. Другими словами, на порядки меньше, чем у Wi-Fi.

Размер кадров на физическом уровне IEEE 802.15.4 составляет 127 байт, но наибольший (и типичный) максимальный размер передаваемого блока (MTU) пакетов IPv6 в Thread составляет 1280 байт. Таким образом, пакеты IPv6 часто необходимо разбивать на несколько кадров физического уровня. Этот процесс описан в RFC4944 .

Для получения более подробной информации обратитесь к разделу «Адресация IPv6» в руководстве по использованию Thread на сайте openthread.io .

Пограничные маршрутизаторы

Как же узлы могут сосуществовать в обеих транспортных средах, находясь в одной и той же сети? Хотя обе сети используют общие учетные данные Matter на уровне приложений, они не используют одну и ту же технологию каналов связи. В этом сценарии сети необходим маршрутизатор Thread Border Router (BR) для обеспечения связи. BR — это тупиковые маршрутизаторы IPv6.

Маршрутизаторы-заглушки обеспечивают связь между сетями-заглушками и обычными сетями. Сеть-заглушка — это сеть «последней мили», которая обеспечивает внешнюю связь со своими участниками, но не служит транзитным сетевым путем между другими сетями. Как правило, сети-заглушки Matter основаны на Thread . Для получения дополнительной информации о сетях-заглушках обратитесь к проекту RFC .

Таким образом, на BR-серверы возложена ответственность за связь между тупиковой сетью и смежной инфраструктурной сетью , которой является локальная сеть Wi-Fi или Ethernet. Они пересылают только те пакеты, которые имеют отношение к сети Thread .

Этот процесс осуществляется путем назначения различных префиксов IPv6 сетям Thread и смежной инфраструктуре. Таким образом, BR пересылает одноадресные сообщения только в сети Thread или из них.

Операторы пограничных маршрутов также отвечают за:

• Автоматическая настройка префиксов и маршрутов IPv6 для сети Thread и смежной инфраструктуры, чтобы хосты по обе стороны от пограничного маршрутизатора Thread могли взаимодействовать.
• публикация пакетов обнаружения mDNS DNS-SD от имени узлов Thread , чтобы их можно было обнаружить в соседней инфраструктурной сети.

Для получения более подробной информации обратитесь к руководству по Border Router на сайте openthread.io .

Многоадресная рассылка IPv6

Групповые сообщения также важны, поскольку они позволяют одновременно управлять несколькими узлами Matter посредством Multicast . Для маршрутизации этого трафика в сеть Thread как Matter , так и Thread реализуют схему Multicast рассылки IPv6 на основе Unicast префиксов, определенную в RFC 3306 .

Этот метод позволяет выбирать целевые узлы Multicast пакета на основе их общего префикса Unicast IPv6.

Например, адрес Multicast Matter может выглядеть так:

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

В таблице 1 подробно описано, как формируется этот адрес:

Более подробную информацию можно найти в разделе Multicast » руководства Thread Primer, а также в самом RFC.

При формировании Multicast IPv6-адресов они также включают старшие 56 бит идентификатора сети (Fabric ID). Важно отметить, что область действия Multicast находится в пределах одной сети, в то время как Unicast адреса используются совместно несколькими сетями. Узлы, имеющие множество сетей, потенциально могут иметь несколько Multicast адресов, определяющих перекрывающиеся группы узлов, область действия которых ограничена каждой сетью.

Порты

Для многоадресной рассылки Matter использует порт 5540.