1. Pengantar
Apa itu Thread?
Thread adalah protokol jaringan mesh nirkabel berdaya rendah berbasis IP yang memungkinkan komunikasi antar-perangkat dan cloud-ke-perangkat yang aman. Jaringan thread dapat beradaptasi dengan perubahan topologi untuk menghindari kegagalan titik tunggal.
Apa itu OpenThread?
OpenThread dirilis oleh Google adalah implementasi open source dari Thread®.
Apa itu Router Perbatasan OpenThread?
OpenThread Border Router (OTBR) yang dirilis Google adalah penerapan open source Thread Border Router.
Thread 1.2 Multicast
Thread 1.2 menentukan serangkaian fitur untuk mendukung multicast di seluruh jaringan heterogen (segmen Jaringan Thread dan Wi-Fi/Ethernet) untuk alamat multicast dengan cakupan lebih besar dari realm lokal.
Thread 1.2 Border Router mendaftarkan Data Backbone Router (BBR)-nya, dan layanan BBR yang dipilih adalah Router Backbone Utama (PBBR), yang bertanggung jawab atas penerusan/keluar masuk multicast.
Perangkat Thread 1.2 mengirimkan pesan CoAP untuk mendaftarkan alamat multicast ke PBBR (Multicast Listener Registrations, disingkat MLR) jika alamat lebih besar dari realm lokal. PBBR menggunakan MLDv2 di Antarmuka Eksternalnya untuk berkomunikasi dengan LAN/WAN IPv6 yang lebih luas tentang grup multicast IPv6 yang perlu didengarkan, atas nama Jaringan Thread lokalnya. Dan PBBR hanya meneruskan traffic multicast ke dalam Jaringan Thread jika tujuan diikuti oleh setidaknya satu perangkat Thread.
Untuk Thread 1.2, Perangkat Akhir Minimal, mereka dapat bergantung pada induknya untuk menggabungkan alamat multicast dan melakukan MLR atas nama mereka, atau mendaftarkan diri mereka jika induknya adalah dari Thread 1.1.
Untuk detail selengkapnya, lihat Thread 1.2 Spesifikasi Bagian 5.24 Penerusan Multicast untuk lebih besar dari Realm-Local Scope.
Yang akan Anda buat
Dalam codelab ini, Anda akan menyiapkan Router Thread Border dan dua perangkat Thread, lalu mengaktifkan dan memverifikasi fitur Multicast di perangkat Thread dan perangkat Wi-Fi.
Yang akan Anda pelajari
- Cara mem-build firmware nRF52840 dengan fitur Multicast Thread 1.2.
- Cara berlangganan alamat multicast IPv6 di perangkat Thread.
Yang akan Anda perlukan
- Perangkat Raspberry Pi 3/4 dan kartu SD dengan kemampuan minimal 8 GB.
- 3 papan nRF52840 DK Nordik Semikonduktor.
- Wi-Fi AP tanpa IPv6 Router Advertising Guard diaktifkan pada router.
- Laptop Linux/macOS (Raspberry Pi juga berfungsi) dengan Python3 yang terinstal.
2. Menyiapkan OTBR
Ikuti codelabThread Border Router - Dua Arah IPv6 Konektivitas dan Layanan Berbasis DNS untuk menyiapkan Router Border Thread di Raspberry Pi.
Setelah selesai, Raspberry Pi seharusnya telah membuat jaringan Thread yang berfungsi dan terhubung ke jaringan Wi-Fi.
OTBR akan menjadi Router Tulang Punggung Utama dalam hitungan detik.
$ sudo ot-ctl bbr state Primary Done $ sudo ot-ctl bbr BBR Primary: server16: 0xD800 seqno: 23 delay: 1200 secs timeout: 3600 secs Done
3 Perangkat Build dan Flash Thread
Build aplikasi Thread 1.2 CLI dengan Multicast dan flash dua board nRF52840 DK.
Build firmware nRF52840 DK
Ikuti petunjuk untuk meng-clone project dan mem-build firmware nRF52840.
$ mkdir -p ~/src $ cd ~/src $ git clone --recurse-submodules --depth 1 https://github.com/openthread/ot-nrf528xx.git $ cd ot-nrf528xx/ $ script/build nrf52840 USB_trans -DOT_MLR=ON -DOT_THREAD_VERSION=1.2 $ arm-none-eabi-objcopy -O ihex build/bin/ot-cli-ftd ot-cli-ftd.hex
Kita dapat menemukan firmware HEX yang berhasil dibuat di ot-cli-ftd.hex.
Firmware nRF52840 DK
Flash firmware ke nRF52840 DK menggunakan nrfjprog, yang merupakan bagian dari nRF Command Line Tools.
$ nrfjprog -f nrf52 --chiperase --program ot-cli-ftd.hex --reset
4. Melampirkan perangkat Thread ke jaringan Thread
OTBR telah membuat jaringan Thread di langkah sebelumnya. Sekarang kita dapat menambahkan DK5n82840 ke jaringan Thread:
Mendapatkan Set Data Aktif mentah dari OTBR:
$ sudo ot-ctl dataset active -x 0e080000000000000000000300000b35060004001fffc00208dead00beef00cafe0708fddead00beef00000510e50d3d0931b3430a59c261c684585a07030a4f70656e54687265616401022715041021cf5e5f1d80d2258d5cfd43416525e90c0302a0ff
Hubungkan ke board nRF52840 DK:
$ screen /dev/ttyACM0 115200
Konfigurasikan Set Data Aktif untuk nRF52840 DK:
> dataset set active 0e080000000000000000000300000b35060004001fffc00208dead00beef00cafe0708fddead00beef00000510e50d3d0931b3430a59c261c684585a07030a4f70656e54687265616401022715041021cf5e5f1d80d2258d5cfd43416525e90c0302a0ff Done
Mulai Thread thread dan tunggu beberapa detik, lalu pastikan bahwa perangkat berhasil dilampirkan:
> ifconfig up Done > thread start Done > state child
Ulangi langkah-langkah di atas untuk memasang board nRF52840 DK lainnya ke jaringan Thread.
Kami telah berhasil menyiapkan jaringan Thread dengan 3 perangkat Thread: OTBR dan dua board nRF52840 DK.
5. Siapkan Jaringan Wi-Fi
Siapkan jaringan Wi-Fi di OTBR dan Laptop agar terhubung ke AP Wi-Fi yang sama.
Kita dapat menggunakan raspi-config untuk menyiapkan SSID dan frasa sandi Wi-Fi di Raspberry Pi OTBR.
Topologi jaringan terakhir ditampilkan di bawah ini:
6. Berlangganan ke alamat multicast IPv6
Berlangganan ff05::abcd di nRF52840 End Device 1:
> ipmaddr add ff05::abcd Done
Verifikasi bahwa ff05::abcd berhasil berlangganan:
> ipmaddr ff33:40:fdde:ad00:beef:0:0:1 ff32:40:fdde:ad00:beef:0:0:1 ff05:0:0:0:0:0:0:abcd <--- ff05::abcd subscribed ff02:0:0:0:0:0:0:2 ff03:0:0:0:0:0:0:2 ff02:0:0:0:0:0:0:1 ff03:0:0:0:0:0:0:1 ff03:0:0:0:0:0:0:fc Done
Berlangganan ff05::abcd di Laptop:
Kami memerlukan skrip Python subscribe6.py untuk berlangganan alamat multicast di Laptop.
Salin kode di bawah dan simpan sebagai subscribe6.py:
import ctypes
import ctypes.util
import socket
import struct
import sys
libc = ctypes.CDLL(ctypes.util.find_library('c'))
ifname, group = sys.argv[1:]
addrinfo = socket.getaddrinfo(group, None)[0]
assert addrinfo[0] == socket.AF_INET6
s = socket.socket(addrinfo[0], socket.SOCK_DGRAM)
group_bin = socket.inet_pton(addrinfo[0], addrinfo[4][0])
interface_index = libc.if_nametoindex(ifname.encode('ascii'))
mreq = group_bin + struct.pack('@I', interface_index)
s.setsockopt(socket.IPPROTO_IPV6, socket.IPV6_JOIN_GROUP, mreq)
print("Subscribed %s on interface %s." % (group, ifname))
input('Press ENTER to quit.')
Jalankan subscribe6.py untuk berlangganan ff05::abcd di antarmuka jaringan Wi-Fi (misalnya wlan0):
$ sudo python3 subscribe6.py wlan0 ff05::abcd Subscribed ff05::abcd on interface wlan0. Press ENTER to quit.
Topologi jaringan terakhir dengan langganan multicast ditampilkan di bawah ini:
Setelah kita berlangganan alamat multicast IPv6 pada nRF52840 End Device 1 di jaringan Thread dan Laptop di jaringan Wi-Fi, kita akan memverifikasi jangkauan multicast IPv6 dua arah di bagian berikut.
7. Verifikasi Multicast IPv6 Masuk
Sekarang kita akan dapat menjangkau Perangkat Akhir nRF52840 1 di jaringan Thread dan Laptop menggunakan alamat multicast IPv6 ff05::abcd dari jaringan Wi-Fi.
Ping ff05::abcd di OTBR melalui antarmuka Wi-Fi:
$ ping -6 -b -t 5 -I wlan0 ff05::abcd PING ff05::abcd(ff05::abcd) from 2401:fa00:41:801:83c1:a67:ae22:5346 wlan0: 56 data bytes 64 bytes from fdb5:8d36:6af9:7669:e43b:8e1b:6f2a:b8fa: icmp_seq=1 ttl=64 time=57.4 ms 64 bytes from 2401:fa00:41:801:8c09:1765:4ba8:48e8: icmp_seq=1 ttl=64 time=84.9 ms (DUP!) 64 bytes from fdb5:8d36:6af9:7669:e43b:8e1b:6f2a:b8fa: icmp_seq=2 ttl=64 time=54.8 ms 64 bytes from 2401:fa00:41:801:8c09:1765:4ba8:48e8: icmp_seq=2 ttl=64 time=319 ms (DUP!) 64 bytes from fdb5:8d36:6af9:7669:e43b:8e1b:6f2a:b8fa: icmp_seq=3 ttl=64 time=57.5 ms 64 bytes from 2401:fa00:41:801:8c09:1765:4ba8:48e8: icmp_seq=3 ttl=64 time=239 ms (DUP!)
Kita dapat melihat bahwa OTBR dapat menerima dua balasan ping dari Perangkat Akhir 1 nRF52840 dan Laptop karena keduanya telah berlangganan ff05::abcd. Hal ini menunjukkan bahwa OTBR dapat meneruskan paket multicast Permintaan IPv6 Ping dari jaringan Wi-Fi ke jaringan Thread.
8 Verifikasi Multicast IPv6 Keluar
Ping ff05::abcd di Perangkat Akhir nRF52840 2:
$ ping ff05::abcd 100 10 1 108 bytes from fdb5:8d36:6af9:7669:e43b:8e1b:6f2a:b8fa: icmp_seq=12 hlim=64 time=297ms 108 bytes from 2401:fa00:41:801:64cb:6305:7c3a:d704: icmp_seq=12 hlim=63 time=432ms 108 bytes from fdb5:8d36:6af9:7669:e43b:8e1b:6f2a:b8fa: icmp_seq=13 hlim=64 time=193ms 108 bytes from 2401:fa00:41:801:64cb:6305:7c3a:d704: icmp_seq=13 hlim=63 time=306ms 108 bytes from fdb5:8d36:6af9:7669:e43b:8e1b:6f2a:b8fa: icmp_seq=14 hlim=64 time=230ms 108 bytes from 2401:fa00:41:801:64cb:6305:7c3a:d704: icmp_seq=14 hlim=63 time=279ms
nRF52840 End Device 2 dapat menerima balasan ping dari nRF52840 End Device 1 dan Laptop. Ini menunjukkan bahwa OTBR dapat meneruskan paket multicast IPv6 Ping Reply dari jaringan Thread ke jaringan Wi-Fi.
9. Selamat
Selamat, Anda telah berhasil menyiapkan Router Batas Benang dan memverifikasi multicast IPv6 dua arah.
Selengkapnya tentang OpenThread, kunjungi openthread.io.
Dokumen referensi: