Redes de Thread
Las redes Thread se identifican con tres identificadores únicos:
- ID de red de área personal (ID de PAN) de 2 bytes
- ID de red de área personal extendida (ID de XPAN) de 8 bytes
- Un nombre de red legible por humanos
Por ejemplo, una red Thread puede tener los siguientes identificadores:
| Identificador | Valor |
|---|---|
| ID PAN | 0xBEEF |
| ID de XPAN | 0xBEEF1111CAFE2222 |
| Nombre de la red | yourThreadCafe |
Cuando se crea una red Thread nueva o se busca una existente para unirse a ella, un dispositivo Thread realiza un análisis activo de redes 802.15.4 dentro del rango de radio:
- El dispositivo transmite una solicitud de beacon 802.15.4 en un canal específico.
- A cambio, cualquier router o dispositivo final apto para routers (REED) dentro del alcance transmite un píxel contador que contiene el ID de PAN, el ID de XPAN y el nombre de la red de Thread.
- El dispositivo repite los dos pasos anteriores para cada canal.
Una vez que un dispositivo Thread descubre todas las redes en el alcance, puede conectarse a una red existente o crear una nueva si no se descubre ninguna.
Establecimiento de vínculos de malla
Thread usa el protocolo de establecimiento de vínculos de malla (MLE) para configurar vínculos y difundir información sobre la red a los dispositivos Thread.
En la configuración de vínculos, MLE se usa para lo siguiente:
- Descubre vínculos a dispositivos vecinos
- Determina la calidad de los vínculos a dispositivos vecinos
- Establece vínculos con dispositivos vecinos
- Negocia los parámetros de vínculo (tipo de dispositivo, contadores de tramas, tiempo de espera) con los pares
El MLE difunde los siguientes tipos de información a los dispositivos que desean establecer vínculos:
- Datos de líder (RLOC de líder, ID de partición, peso de partición)
- Datos de red (prefijos en malla, configuración automática de direcciones, rutas más específicas)
- Propagación de rutas
La propagación de rutas en Thread funciona de manera similar al protocolo de información de enrutamiento (RIP), un protocolo de enrutamiento de vectores de distancia.
Crear red nueva
Si el dispositivo decide crear una red nueva, selecciona el canal menos ocupado y un ID de PAN que no esté en uso por otras redes, luego se convierte en un router y se elige como líder. Este dispositivo envía mensajes de publicidad de MLE a otros dispositivos 802.15.4 para informarles sobre su estado de vínculo y responde a las solicitudes de píxeles contadores de otros dispositivos Thread que realizan un análisis activo.
Cómo unirse a una red existente
Si el dispositivo decide unirse a una red existente, configura su canal, su ID de PAN, su ID de XPAN y su nombre de red para que coincidan con los de la red de destino a través de la comisión de Thread y, luego, pasa por el proceso de conexión de MLE para conectarse como secundario (dispositivo final). Este proceso se usa para los vínculos entre cuentas de hijo o hija y de madre o padre.
- El secundario envía una solicitud de superior multicast a todos los routers y REED vecinos de la red de destino.
- Todos los routers y REED vecinos (si la máscara de análisis de solicitudes superiores incluye REED) envían respuestas superiores con información sobre sí mismos.
- El dispositivo secundario elige un dispositivo principal y le envía una solicitud de ID secundario.
- El elemento superior envía una respuesta de ID secundario para confirmar el establecimiento del vínculo.
1. Solicitud de la madre o el padre
Una solicitud principal es una solicitud multicast del dispositivo de conexión que se usa para detectar routers vecinos y dispositivos finales aptos para routers (REED) en la red de destino.
| Contenido de los mensajes de solicitud de la madre o el padre | |
|---|---|
| Modo | Describe el dispositivo de conexión |
| Desafío | Prueba la oportunidad de la respuesta del publicador para evitar ataques de repetición |
| Máscara de escaneo | Limita la solicitud solo a routers o a routers y REED |
2. Respuesta de la madre o el padre
Una respuesta principal es una respuesta unicast a una solicitud principal que proporciona información sobre un router o un REED al dispositivo de conexión.
| Contenido de los mensajes de respuesta de los padres | |
|---|---|
| Versión | Versión del protocolo de subproceso |
| Respuesta | Copia de la solicitud de impugnación de la madre o el padre |
| Contador de tramas de vinculación | Contador de tramas 802.15.4 en el router/REED |
| Contador de marcos de MLE | Contador de tramas de MLE en el router/REED |
| Dirección de origen | RLOC16 del router/REED |
| Márgen de vinculación | Calidad de la señal recibida del router o RED |
| Conectividad | Describe el nivel de conectividad del router o el RED |
| Datos de líderes | Información sobre el líder del router o de la red de distribución de energía |
| Desafío | Prueba la oportunidad de la solicitud de ID secundario para evitar ataques de reproducción |
3. Solicitud de ID secundario
Una solicitud de ID secundario es una solicitud unicast del dispositivo de conexión (secundario) que se envía al router o al REED (principal) para establecer un vínculo entre el secundario y el principal. Si la solicitud se envía a un REED, este se actualiza a un router antes de aceptarla.
| Contenido del mensaje de solicitud de ID secundario | |
|---|---|
| Versión | Versión del protocolo de subproceso |
| Respuesta | Copia del desafío de respuesta de la madre |
| Contador de tramas de vinculación | Contador de tramas 802.15.4 en el elemento secundario |
| Contador de marcos de MLE | Contador de fotogramas de MLE en el elemento secundario |
| Modo | Describe el elemento secundario |
| Tiempo de espera | Duración de la inactividad antes de que el elemento superior quite el secundario |
| Registro de direcciones (solo MED y SED) | Registra direcciones IPv6 |
4. Respuesta del ID secundario
Una respuesta de ID secundario es una respuesta unicast del elemento superior que se envía al elemento secundario para confirmar que se estableció un vínculo entre el elemento secundario y el superior.
| Contenido del mensaje de respuesta del ID secundario | |
|---|---|
| Dirección de origen | RLOC16 del elemento superior |
| Address16 | RLOC16 del hijo |
| Datos de líderes | Información sobre el líder del elemento superior (RLOC, ID de partición, peso de la partición) |
| Datos de la red | Información sobre la red Thread (prefijos en el entramado, configuración automática de direcciones, rutas más específicas) |
| Ruta (solo RED) | Propagación de rutas |
| Tiempo de espera | Duración de la inactividad antes de que el elemento superior quite el secundario |
| Registro de direcciones (solo MED y SED) | Confirma las direcciones registradas |
Resumen
Qué aprendiste:
- Un dispositivo Thread realiza un análisis activo de las redes existentes.
- Thread usa el establecimiento de vínculos de malla para configurar vínculos y difundir información sobre los dispositivos de red.
- Los mensajes de anuncio de MLE informan a otros dispositivos Thread sobre el estado de la red y el vínculo de un dispositivo.
- El proceso de conexión de MLE establece vínculos entre elementos secundarios y superiores.