عناوين IPv6

الاطّلاع على المصدر على GitHub

لنلقِ نظرة على الطريقة التي تحدد بها شبكة Thread كل جهاز من الأجهزة المتصلة بالشبكة. وأنواع العناوين التي يستخدمونها للتواصل مع بعضهم البعض.

المصطلح الرئيسي: في هذه المقدمة، مصطلح "الواجهة" يُستخدم لتحديد نقطة نهاية جهاز Thread ضمن الشبكة. يتضمّن عادةً جهاز Thread واحد واجهة Thread واحدة.

المستويات

هناك ثلاثة نطاقات في شبكة Thread للمعالجة الأحادية:

• رابط محلي: جميع الواجهات التي يمكن الوصول إليها من خلال إرسال لاسلكي واحد
• شبكة متداخلة (Mesh-Local): جميع الواجهات التي يمكن الوصول إليها ضمن شبكة Thread نفسها
• عالمي: جميع الواجهات التي يمكن الوصول إليها من خارج شبكة Thread

يتوافق أول نطاقين مع البادئات التي تحددها شبكة Thread. تحتوي Link-Local على بادئات fe80::/16، بينما تحتوي Mesh-Local على بادئات fd00::/8

Unicast

هناك العديد من عناوين البث الأحادي IPv6 التي تحدِّد جهاز Thread واحد. ولكل منهما دالة مختلفة بناءً على النطاق وحالة الاستخدام.

قبل أن نتناول كل نوع بالتفصيل، لنتعرف أكثر على نوع شائع يسمى محدد مواقع التوجيه (RLOC). يحدد RLOC واجهة Thread استنادًا إلى وموقعه في طوبولوجيا الشبكة.

كيفية إنشاء محدِّد مواقع التوجيه

يتم تخصيص "معرّف جهاز التوجيه" و"معرّف ثانوي" لجميع الأجهزة. يحتفظ كل جهاز توجيه جدول جميع أطفالهم، الذي يعرّف مجموعتهم بشكل فريد ضمن المخطط. على سبيل المثال، ضع في الاعتبار العُقد المميزة في التالي، حيث يكون الرقم في جهاز التوجيه (الخماسي) هو معرف الموجه، والرقم في جهاز النهاية (الدائرة) هو رقم تعريف الطفل:

يتوافق "رقم تعريف جهاز التوجيه" لكل طفل مع رقم تعريفه الرئيسي (جهاز التوجيه). لأن جهاز التوجيه ليست طفلاً، تكون قيمة الرقم التعريفي الفرعي لجهاز التوجيه دائمًا 0. تُعد هذه القيم معًا فريدة من نوعها لكل جهاز في شبكة Thread، كما تُستخدم لإنشاء RLOC16، الذي يُمثل آخر 16 بت من RLOC.

على سبيل المثال، إليك كيفية حساب RLOC16 للعقدة العلوية اليسرى (جهاز التوجيه رقم التعريف = 1 والرقم التعريفي الفرعي = 1):

RLOC16 هو جزء من معرّف الواجهة (IID)، الذي يتجاوب مع آخر 64 بت من عنوان IPv6. يمكن استخدام بعض معرّفات IID لتحديد بعض أنواع من واجهات Thread. على سبيل المثال، يكون معرّف IID لـ RLOC دائمًا على النحو التالي:

0000:00ff:fe00:RLOC16

ينتج عن معرّف IID، بالإضافة إلى بادئة شبكة محلية متداخلة، RLOC. على سبيل المثال: باستخدام بادئة Mesh-Local لـ fde5:8dba:82e1:1::/64، RLOC للعقدة حيث قيمة RLOC16 = 0x401 هي:

يمكن استخدام هذا المنطق نفسه لتحديد RLOC لجميع العُقد المميزة في طوبولوجيا العينة أعلاه:

ومع ذلك، ونظرًا لأن RLOC يعتمد على موقع العقدة في المخطط، يمكن أن يتغير RLOC في أي جزء كلما تغيرت المخطط.

على سبيل المثال، ربما تمت إزالة العقدة 0x400 من شبكة Thread. العُقد ينشئ 0x401 و0x402 روابط جديدة إلى أجهزة توجيه مختلفة، ونتيجةً لذلك. يتم تعيين RLOC16 وRLOC جديد لكل منهما:

أنواع العناوين ذات البث الأحادي

RLOC هو واحد فقط من العديد من عناوين IPv6 الأحادية التي يمكن أن يحتوي عليها جهاز Thread. هناك فئة أخرى من العناوين تُسمى معرّفات نقاط النهاية (EIDs)، والتي تحديد واجهة Thread فريدة ضمن قسم شبكة Thread. معرّفات EID هي بشكل مستقل عن طوبولوجي شبكة Thread.

في ما يلي شرح تفصيلي لأنواع البث الأحادي الشائعة.

عنوان الرابط المحلي (LLA)
معرّف شريحة SIM المضمّنة (EID) الذي يحدّد واجهة Thread التي يمكن الوصول إليها من خلال إرسال لاسلكي واحد
مثال	fe80::54db:881c:3845:57f4
IID	استنادًا إلى معيار 802.15.4 الموسع
المستوى	رابط محلي
التفاصيل	يتم استخدام البيانات لاكتشاف الجيران وإعداد الروابط وتبادل معلومات التوجيه. ليس عنوانًا قابلاً للتوجيه يحتوي دائمًا على بادئة fe80::/16

معرّف شريحة SIM المضمّنة (EID) الشبكة المحلية (ML-EID)
معرّف شريحة SIM المضمّنة (EID) الذي يحدّد واجهة Thread بشكل مستقل عن طوبولوجيا الشبكة يُستخدَم للوصول إلى واجهة Thread ضمن قسم Thread نفسه. يُعرف أيضًا باسم العنوان المحلي الفريد (ULA).
مثال	fde5:8dba:82e1:1:416:993c:8399:35ab
IID	يتم اختياره عشوائيًا بعد اكتمال عملية الإعداد.
المستوى	شبكة محلية
التفاصيل	ولا تتغيّر مع تغيّر المخطط الزمني. يجب استخدامها بواسطة التطبيقات يحتوي دائمًا على بادئة fd00::/8

محدد مواقع التوجيه (RLOC)
يحدّد واجهة Thread بناءً على مكانها في هيكل الشبكة.
مثال	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:1001
IID	0000:00ff:fe00:RLOC16
المستوى	شبكة محلية
التفاصيل	يتم إنشاؤه بعد اتصال جهاز بإحدى الشبكات لإرسال مخططات بيانات IPv6 في شبكة Thread التغييرات مع تغير المخطط لا تستخدمه التطبيقات بشكل عام

محدِّد موقع Anycast (ALOC)
تحدد واجهة Thread عبر بحث RLOC، عندما يكون RLOC لجهة غير معروفة.
مثال	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:fc01
IID	0000:00ff:fe00:fcXX
المستوى	شبكة محلية
التفاصيل	fcXX = وجهة ALOC التي تبحث عن RLOC المناسب لا تستخدمه التطبيقات بشكل عام

عنوان عالمي أحادي (GUA)
معرّف شريحة SIM المضمّنة (EID) الذي يحدّد واجهة Thread على نطاق عام خارج شبكة Thread
مثال	2000::54db:881c:3845:57f4
IID	SLAAC - يتم تعيينه عشوائيًا بواسطة الجهاز نفسه DHCP - تم تعيينه بواسطة خادم DHCPv6 يدوي — يتم تعيينه بواسطة طبقة التطبيق
المستوى	عالمي
التفاصيل	عنوان IPv6 علني يحتوي دائمًا على بادئة 2000::/3

البث المتعدد

يُستخدم البث المتعدد لتوصيل المعلومات إلى أجهزة متعددة في وقت واحد. في شبكة Thread، يتم حجز عناوين محدَّدة لاستخدام البث المتعدد مع مجموعات من الأجهزة، اعتمادًا على النطاق.

عنوان IPv6	النطاق	تم التسليم إلى
ff02::1	رابط محلي	جميع FTD وMED
ff02::2	رابط محلي	جميع FTD
ff03::1	شبكة محلية	جميع FTD وMED
ff03::2	شبكة محلية	جميع FTD

نقطة رئيسية: هناك فرق كبير بين الأرباح التي يتم تحصيلها من خلال FTD وMTD، وهو أنّ اشتراك FTD عنوان البث المتعدد في ff03::2. ولا ينطبق ذلك على المبيعات من أصل حتى الآن.

قد تلاحظ أن الأجهزة الطرفية النعاسة (SEDs) غير مدرجة كـ المستلم في جدول البث المتعدد أعلاه. بدلاً من ذلك، تحدد Thread البث المتعدد عبر IPv6 باستخدام بادئة link-local ونطاق محلي حقيقي العنوان المستخدم لجميع عُقد سلسلة التعليمات، بما في ذلك وحدات SED. تعمل أحداث البث المتعدد هذه تختلف العناوين حسب شبكة Thread، لأنها تعتمد على البث الأحادي بادئة الشبكة المحلية (Mesh-Local) (راجِع RFC 3306 للحصول على مزيد من التفاصيل حول عناوين البث المتعدد لـ IPv6 المستندة إلى بادئة أحادية البث).

تتوفّر أيضًا في Thread النطاقات العشوائية غير المدرَجة من قبل الأجهزة.

البث العشوائي

ويتم استخدام Anycast لتوجيه حركة البيانات إلى واجهة Thread عندما يجري RLOC الوجهة غير معروفة. يُحدِّد محدِّد موقع Anycast (ALOC) موقع واجهات متعددة في قسم Thread. آخر 16 بت من ALOC، التي تسمى ALOC16، بالتنسيق 0xfcXX، الذي نوع ALOC.

على سبيل المثال، يتم حجز ALOC16 بين 0xfc01 و0xfc0f لـ DHCPv6 موظّفو الدعم. إذا كان RLOC لوكيل DHCPv6 المحدد غير معروف (ربما بسبب قد تغيرت طوبولوجيا الشبكة)، فيمكن إرسال رسالة إلى وكيل DHCPv6 ALOC إلى الحصول على RLOC.

تحدّد سلسلة التعليمات قيم ALOC16 التالية:

ALOC16	النوع
0xfc00	صاحب الصدارة
0xfc01 – 0xfc0f	وكيل DHCPv6
0xfc10 – 0xfc2f	الخدمة
0xfc30 – 0xfc37	المفوّض
0xfc40 – 0xfc4e	وكيل استكشاف الجيران
0xfc38 – 0xfc3f 0xfc4f – 0xfcff	تم الحجز

ملخّص

ما تعلمته:

• تتألّف شبكة Thread من ثلاثة نطاقات: محلّي الروابط ونطاق محلي متداخل وعالمي
• جهاز Thread يتضمّن عدة عناوين IPv6 أحادية الإرسال
  • يُمثِّل RLOC الموقع الجغرافي للجهاز في شبكة Thread.
  • يُعد معرّف ML-EID فريدًا لجهاز Thread داخل قسم ويجب استخدامه من خلال التطبيقات.
• تستخدم سلسلة المحادثات البث المتعدد لإعادة توجيه البيانات إلى مجموعات من العُقد والموجهات.
• تستخدم سلسلة المحادثات أي إرسال عندما يكون RLOC للوجهة غير معروف.

لمعرفة المزيد عن عنونة IPv6 في Thread، راجع القسمين 5.2 و5.3 من مواصفات سلسلة المحادثات:

التحقق من فهمك

ما هي النطاقات الثلاثة المستخدمة للعناوين الأحادية في شبكة Thread؟

خاص

إجابة غير صحيحة

الواجهة المحلية

إجابة غير صحيحة

رابط محلي

إجابة صحيحة.

الموقع الإلكتروني المحلي

إجابة غير صحيحة

شبكة محلية

إجابة صحيحة.

عالمي

إجابة صحيحة.

ما معنى أن يكون للجهاز رقم تعريف طفل 0؟

الجهاز طفل.

إجابة غير صحيحة

الجهاز من النوع REED.

إجابتك مغلقة، لكنها غير صحيحة.

الجهاز هو جهاز توجيه.

إجابة صحيحة. دائمًا ما يكون لدى جهاز التوجيه رقم تعريف ثانوي بقيمة 0.

تتلقّى الكاميرا، وهي عقدة على شبكة Thread، RLOC16 جديدًا. وRLOC. أي من الأحداث التالية ربما تسبب في ذلك؟

نزَّل شخص ما الصور عن بُعد من الكاميرا.

إجابة غير صحيحة لن يكون لهذا الحدث تأثير على سلسلة المحادثات الشبكة.

انقطع اتصال جهاز التوجيه بالشبكة.

إجابة صحيحة. عندما ينقطع جهاز التوجيه عن الشبكة، فإن الشبكة والتي قد تؤدي إلى ترويج الجهاز لنفسه في الموجه والحصول على RLOC جديد.

دخلت الكاميرا في وضع السكون، ما أدى إلى تغيير طوبولوجي الشبكة.

إجابة غير صحيحة لن يؤدي الدخول إلى وضع السكون بالضرورة إلى جعل الجهاز لتلقي عنوان شبكة جديد.

يشترك جهاز متصل بشبكة Thread في ff03::2. عنوان البث المتعدد. ماذا يخبرنا هذا عن الجهاز؟

وهو الحد الأدنى من الأجهزة النهائية (MED).

إجابة غير صحيحة

هو جهاز كامل (FED).

إجابة غير صحيحة (تلميح: قد يكون أو لا يكون برنامجًا FED.)

وهو الحد الأدنى من جهاز مؤشر الترابط (MTD).

إجابة غير صحيحة

أنّ الجهاز مزوّد بمؤشر تسلسلي كامل (FTD).

إجابة صحيحة. لا تشترك سوى أجهزة Threads الكاملة في عنوان البث المتعدد لـ ff03::2. وهو يفعل ذلك في الشبكة المحلية النطاق.

ما نوع العناوين والتوجيه الذي تستخدمه Thread لإعادة توجيه البيانات إليه للعُقد والموجهات؟

البث الأحادي

إجابة غير صحيحة

البث العشوائي

إجابة غير صحيحة

بث متعدّد الوجهات

إجابة صحيحة.

رسالة بث

إجابة غير صحيحة

ما نوع العناوين والتوجيه المستخدم في جهاز Thread عندما هل RLOC لمستلم الرسالة المقصودة غير معروف؟

البث الأحادي

إجابة غير صحيحة

البث العشوائي

إجابة صحيحة. يُتيح Anycast للجهاز الوصول إلى عقدة لا يكون RLOC فيها من خلال معالجة ALOC للجهاز.

بث متعدّد الوجهات

إجابة غير صحيحة

رسالة بث

إجابة غير صحيحة