Sieci Thread
Sieci wątków są identyfikowane za pomocą 3 unikalnych identyfikatorów:
- 2-bajtowy identyfikator sieci osobistej (PAN ID)
- 8-bajtowy identyfikator rozszerzonej sieci osobistej (XPAN ID)
- Zrozumiała dla człowieka nazwa sieci
Sieć Thread może mieć na przykład te identyfikatory:
Identyfikator | Wartość |
---|---|
PAN | 0xBEEF |
Identyfikator XPAN | 0xBEEF1111CAFE2222 |
Nazwa sieci | yourThreadCafe |
Podczas tworzenia nowej sieci Thread lub wyszukiwania istniejącej sieci, do której można dołączyć, urządzenie Thread wykonuje aktywne skanowanie sieci 802.15.4 w zasięgu radiowym:
- Urządzenie nadaje żądanie beacona 802.15.4 na określonym kanale.
- W odpowiedzi wszystkie routery lub kwalifikujące się urządzenia końcowe (REED) w zasięgu nadają sygnał beacon zawierający identyfikator PAN sieci Thread, identyfikator XPAN i nazwę sieci.
- Urządzenie powtarza 2 poprzednie kroki w przypadku każdego kanału.
Gdy urządzenie Thread wykryje wszystkie sieci w zakresie, może się do nich przyłączyć lub utworzyć nową, jeśli nie wykryje żadnych sieci.
Nawiązywanie połączenia typu mesh
Thread używa protokołu Mesh Link Establishment (MLE) do konfigurowania połączeń i rozpowszechniania informacji o sieci na urządzeniach Thread.
W konfiguracji linku MLE służy do:
- wykrywać połączenia z urządzeniami w pobliżu,
- Określanie jakości połączeń z urządzeniami sąsiednimi
- nawiązywanie połączeń z urządzeniami w pobliżu;
- Negocjowanie parametrów połączenia (typ urządzenia, liczniki klatek, limit czasu) z innymi urządzeniami
MLE rozpowszechnia te rodzaje informacji do urządzeń, które chcą nawiązać połączenia:
- Dane repliki wiodącej (RLOC repliki wiodącej, identyfikator partycji, waga partycji)
- dane sieciowe (prefiksy w sieci mesh, automatyczna konfiguracja adresów, bardziej szczegółowe trasy);
- Rozpowszechnianie trasy
Rozgłaszanie trasy w Thread działa podobnie jak protokół Routing Information Protocol (RIP), czyli protokół routingu wektorów odległości.
Utwórz nową sieć
Jeśli urządzenie zdecyduje się na utworzenie nowej sieci, wybierze najmniej obciążony kanał i identyfikator PAN, którego nie używają inne sieci. Następnie stanie się routerem i wybierze siebie jako lidera. To urządzenie wysyła komunikaty MLE Advertisement do innych urządzeń 802.15.4, aby informować je o stanie połączenia, oraz odpowiada na żądania beacona z innych urządzeń Thread wykonujących aktywne skanowanie.
Dołączanie do istniejącej sieci
Jeśli urządzenie zdecyduje się dołączyć do istniejącej sieci, skonfiguruje swój kanał, identyfikator PAN, identyfikator XPAN i nazwę sieci tak, aby pasowały do sieci docelowej za pomocą komisjonowania Thread, a następnie przejdzie proces MLE Attach, aby dołączyć jako urządzenie podrzędne (urządzenie końcowe). Ten proces jest używany w przypadku połączeń nadrzędnych i podrzędnych.
- Urządzenie podrzędne wysyła żądanie grupowe Parent Request do wszystkich sąsiednich routerów i urządzeń REED w sieci docelowej.
- Wszystkie sąsiednie routery i REED (jeśli maska skanowania prośby rodzica obejmuje REED) wysyłają odpowiedzi rodzica z informacjami o sobie.
- Urządzenie dziecka wybiera urządzenie rodzica i wysyła do niego żądanie identyfikatora dziecka.
- Podmiot nadrzędny wysyła odpowiedź z identyfikatorem podmiotu podrzędnego, aby potwierdzić utworzenie linku.
1. Prośba rodzica
Prośba nadrzędna to prośba multicastowa z urządzenia podłączonego, która służy do wykrywania routerów sąsiednich i kwalifikujących się urządzeń końcowych routera (REED) w sieci docelowej.
Treść wiadomości z prośbą rodzica | |
---|---|
Tryb | Opisuje urządzenie do podłączenia |
Wyzwanie | Testowanie aktualności odpowiedzi rodzica w celu zapobiegania atakom polegającym na odtwarzaniu odpowiedzi |
Maska skanowania | Ogranicza żądanie tylko do routerów lub do routerów i REED-ów |
2. Odpowiedź rodzica
Odpowiedź nadrzędna to odpowiedź unicastowa na żądanie nadrzędne, która zawiera informacje o routerze lub REED dla urządzenia dołączającego.
Treść odpowiedzi rodzica | |
---|---|
Wersja | Wersja protokołu Thread |
Odpowiedź | kopię odwołania od żądania rodzica; |
Link Frame Counter | 802.15.4 Licznik ramek w routerze/REED |
Ramka MLE Licznik | Licznik ramek MLE na routerze/REED |
Źródło adresu | RLOC16 routera/REED |
Link Margin | Odbieranie jakości sygnału routera/REED |
Połączenia | Opisuje poziom łączności Routera/REED. |
Lider Dane | Informacje o Routerze/REED |
Wyzwanie | Sprawdzanie terminowości żądania podania przez rodzica danych dziecka w celu zapobiegania atakom polegającym na odtwarzaniu treści |
3. Prośba o dokument tożsamości dziecka
Prośba o identyfikator podrzędnego to żądanie unicastowe z urządzenia podrzędnego (podrzędnego), które jest wysyłane do routera lub REED (nadrzędnego) w celu ustanowienia połączenia podrzędnego-nadrzędnego. Jeśli żądanie zostanie wysłane do REED, przekształca się w Router, zanim je zaakceptuje.
Treść wiadomości z prośbą o identyfikator dziecka | |
---|---|
Wersja | Wersja protokołu Thread |
Odpowiedź | Kopia odpowiedzi na wyzwanie dotyczące rodzica |
Link Frame Counter | 802.15.4 Licznik klatek na urządzeniu podrzędnym |
Ramka MLE Licznik | Licznik klatek MLE na urządzeniu podrzędnym |
Tryb | Opisuje element podrzędny |
Limit czasu | Okres bezczynności przed usunięciem podrzędnego obiektu przez nadrzędny |
Adres Rejestracja (tylko w przypadku MED i SED) | Rejestrowanie adresów IPv6 |
4. Odpowiedź dotycząca identyfikatora elementu podrzędnego
Odpowiedź identyfikatora podrzędnego to odpowiedź unicastowa z serwera nadrzędnego wysłana do serwera podrzędnego w celu potwierdzenia nawiązania połączenia serwera podrzędnego z serwerem nadrzędnym.
Treść odpowiedzi na roszczenie dotyczące treści dla dzieci | |
---|---|
Źródło adresu | RLOC16 rodzica |
Address16 | RLOC16 dla dzieci |
Lider Dane | informacje o liderze rodzica (RLOC, identyfikator partycji, waga partycji); |
Dane sieciowe | informacje o sieci Thread (prefiksy w sieci mesh, automatyczna konfiguracja adresów, bardziej szczegółowe trasy); |
Route (tylko w przypadku dyrektywy RED) | Rozpowszechnianie trasy |
Limit czasu | Okres bezczynności przed usunięciem podrzędnego obiektu przez nadrzędny |
Adres Rejestracja (dotyczy tylko MED i SED) | Potwierdź zarejestrowane adresy |
Podsumowanie
Czego się nauczysz:
- Urządzenie Thread wykonuje aktywne skanowanie w poszukiwaniu istniejących sieci
- Thread używa Mesh Link Establishment do konfigurowania połączeń i rozpowszechniania informacji o urządzeniach sieciowych
- Wiadomości MLE Advertisement informują inne urządzenia Thread o stanie sieci i połączenia urządzenia
- Proces dołączania MLE tworzy połączenia między elementami podrzędnymi a nadrzędnymi