1. ข้อมูลเบื้องต้น
ชุดข้อความคืออะไร
เทรดคือโปรโตคอลเครือข่ายที่ทํางานร่วมกันแบบไร้สายและมี IP เป็น IP ที่ทําให้การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์กับอุปกรณ์กับระบบคลาวด์ปลอดภัย เครือข่ายเธรดสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงโทโพโลยีเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวจากจุดเดียว
OpenThread คืออะไร
OpenThread ที่เผยแพร่โดย Google เป็นการใช้งาน Thread® แบบโอเพนซอร์ส
เราเตอร์ชายแดน OpenThread คืออะไร
เราเตอร์ Thread Border (OTBR) ที่ Google ออกให้นั้นเป็นการใช้งาน Thread Border Router แบบโอเพนซอร์ส
เธรด 1.2 มัลติคาสต์
เทรด 1.2 กําหนดชุดฟีเจอร์เพื่อรองรับมัลติแคสต์ทั่วทั้งเครือข่ายที่หลากหลาย (กลุ่มเทรดและ Wi-Fi/เครือข่ายอีเทอร์เน็ต) สําหรับที่อยู่มัลติแคสต์ที่มีขอบเขตใหญ่กว่าขอบเขตภายใน
เราเตอร์ Thread 1.2 Border Router ลงทะเบียนชุดข้อมูล Backbone Router (BBR) ไว้ และบริการ BBR ที่เลือกไว้คือเราเตอร์ Backbone Router (PBBR) หลัก ซึ่งทําหน้าที่ทําหน้าที่ส่งต่อ/ส่งข้อมูลขาออกแบบหลายขั้นตอน
อุปกรณ์เทรด 1.2 จะส่งข้อความ CoAP เพื่อลงทะเบียนที่อยู่มัลติแคสต์ไปยัง PBBR (การลงทะเบียน Listener ของมัลติแคสท์, MLR แบบสั้น) ถ้าที่อยู่มีขนาดใหญ่กว่าขอบเขต PBBR ใช้ MLDv2 บนอินเทอร์เฟซภายนอกของตนเพื่อสื่อสารกับ IPv6 LAN/WAN ในวงกว้างเกี่ยวกับกลุ่มมัลติแคสต์ IPv6 ที่ต้องฟัง ในนามของเครือข่ายเทรดในพื้นที่ และ PBBR จะส่งต่อการรับส่งข้อมูลมัลติแคสต์ไปยังเครือข่ายเทรดเฉพาะเมื่ออุปกรณ์เทรดอย่างน้อย 1 รายการสมัครใช้บริการปลายทาง
สําหรับชุดข้อความ 1.2 ขั้นต่ํา อุปกรณ์เหล่านั้นอาจต้องพึ่งพาผู้ปกครองในการรวบรวมที่อยู่มัลติแคสต์และทํา MLR ในนามของตนเอง หรือลงทะเบียนด้วยตนเองหากผู้ปกครองใช้ชุดข้อความ 1.1
โปรดดูรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนที่ 1.2 ข้อกําหนดจําเพาะของข้อ 5.24 การส่งต่อมัลติคาสต์สําหรับขอบเขต Realm-Local
สิ่งที่คุณจะสร้าง
ใน Codelab นี้ คุณจะต้องตั้งค่า Thread Border Router และอุปกรณ์ Thread 2 ตัว แล้วเปิดใช้และยืนยันฟีเจอร์ Multicast ในอุปกรณ์ Thread และอุปกรณ์ Wi-Fi
สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้
- วิธีการสร้างเฟิร์มแวร์ nRF52840 ด้วยฟีเจอร์มัลติเทรด Thread 1.2
- วิธีสมัครรับข้อมูลจากที่อยู่มัลติแคสต์ IPv6 บนอุปกรณ์เทรด
สิ่งที่คุณต้องมี
- อุปกรณ์ Raspberry Pi 3/4 และการ์ด SD ความจุอย่างน้อย 8 GB
- บอร์ด NRF52840 DK 3 แผ่นเกี่ยวกับนอร์ดิกเซมิคอนดักเตอร์
- AP ของ Wi-Fi ที่ไม่มีIP โฆษณาเราเตอร์ IPv6 ที่เปิดใช้งานบนเราเตอร์
- แล็ปท็อป Linux/macOS (Raspberry Pi ทํางานด้วย) ที่ติดตั้ง Python3 แล้ว
2. ตั้งค่า OTBR
ทําตาม เราเตอร์ Thread Border - การเชื่อมต่อ IPv6 แบบ 6 ทิศทางและ Service Discovery ที่ใช้ DNS codelab เพื่อตั้งค่า Thread Border Router ใน Raspberry Pi
เมื่อเสร็จแล้ว Raspberry Pi ควรสร้างเครือข่ายเทรดที่ใช้งานได้และเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi
OTBR ควรกลายเป็นเราเตอร์หลักแกนหลักภายในไม่กี่วินาที
$ 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. อุปกรณ์การสร้าง Flash และชุดข้อความ
สร้างแอปพลิเคชัน Thread 1.2 CLI ด้วย Multicast และแฟลชบอร์ด nRF52840 DK 2 แผ่น
สร้างเฟิร์มแวร์ nRF52840 DK
ทําตามวิธีการเพื่อโคลนโปรเจ็กต์และสร้างเฟิร์มแวร์ 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
เราค้นหาเฟิร์มแวร์ HEX ที่สร้างขึ้นเรียบร้อยแล้วได้ที่ ot-cli-ftd.hex
เฟิร์มแวร์ DR ของ Flash nRF52840
แฟลชเฟิร์มแวร์ไปที่ nRF52840 DK โดยใช้ nrfjprog ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือบรรทัดคําสั่ง nRF
$ nrfjprog -f nrf52 --chiperase --program ot-cli-ftd.hex --reset
4. แนบอุปกรณ์เทรดกับเครือข่ายชุดข้อความ
OTBR ได้สร้างเครือข่ายเทรดในขั้นตอนก่อนหน้า ตอนนี้เราสามารถเพิ่ม nRF52840 DKs ไปยังเครือข่ายชุดข้อความได้แล้ว
รับชุดข้อมูลที่มีการใช้งานจริงจาก OTBR:
$ sudo ot-ctl dataset active -x 0e080000000000000000000300000b35060004001fffc00208dead00beef00cafe0708fddead00beef00000510e50d3d0931b3430a59c261c684585a07030a4f70656e54687265616401022715041021cf5e5f1d80d2258d5cfd43416525e90c0302a0ff
วิธีเชื่อมต่อกับกระดาน nRF52840 DK
$ screen /dev/ttyACM0 115200
กําหนดค่าชุดข้อมูลที่มีการใช้งานสําหรับ nRF52840 DK:
> dataset set active 0e080000000000000000000300000b35060004001fffc00208dead00beef00cafe0708fddead00beef00000510e50d3d0931b3430a59c261c684585a07030a4f70656e54687265616401022715041021cf5e5f1d80d2258d5cfd43416525e90c0302a0ff Done
เริ่มกลุ่มชุดข้อความแล้วรอประมาณ 2-3 วินาที แล้วยืนยันว่าแนบอุปกรณ์แล้ว
> ifconfig up Done > thread start Done > state child
ทําขั้นตอนข้างต้นข้างต้นเพื่อแนบกระดาน nRF52840 DK อื่นกับเครือข่ายชุดข้อความ
ตอนนี้เราตั้งค่าเครือข่ายเทรดด้วยอุปกรณ์เทรด 3 เครื่องสําเร็จแล้ว ได้แก่ OTBR และบอร์ด DKboard 2 เครื่อง nRF52840
5. ตั้งค่าเครือข่าย Wi-Fi
ตั้งค่าเครือข่าย Wi-Fi ใน OTBR และแล็ปท็อปให้เชื่อมต่อกับ AP Wi-Fi เดียวกัน
เราใช้ raspi-config เพื่อตั้งค่า SSID ของ Wi-Fi และรหัสผ่านใน Raspberry Pi OTBR
ดูโทโพโลยีเครือข่ายสุดท้ายได้ที่ด้านล่าง
6. สมัครรับข้อมูลที่อยู่มัลติแคสต์ IPv6
สมัครใช้บริการ ff05::abcd บนอุปกรณ์รุ่น nRF52840 เครื่องที่ 1:
> ipmaddr add ff05::abcd Done
ยืนยันว่าสมัครรับข้อมูล ff05::abcd เรียบร้อยแล้ว
> 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
สมัครใช้บริการ ff05::abcd ในแล็ปท็อป
เราต้องการสคริปต์ Python subscribe6.py เพื่อสมัครรับที่อยู่มัลติแคสต์ในแล็ปท็อป
คัดลอกโค้ดด้านล่างและบันทึกเป็น 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.')
เรียกใช้ subscribe6.py เพื่อสมัครใช้บริการ ff05::abcd ในอินเทอร์เฟซเครือข่าย Wi-Fi (เช่น wlan0)
$ sudo python3 subscribe6.py wlan0 ff05::abcd Subscribed ff05::abcd on interface wlan0. Press ENTER to quit.
โทโพโลยีเครือข่ายสุดท้ายที่มีการสมัครใช้บริการมัลติคาสต์แสดงอยู่ด้านล่าง
ตอนนี้เราได้สมัครรับข้อมูลที่อยู่มัลติแคสต์ IPv6 ทั้งบนเครือข่าย nRF52840 อุปกรณ์ปิดท้าย 1 ในเธรดและแล็ปท็อปในเครือข่าย Wi-Fi แล้ว เราจึงจะยืนยันความสามารถในการเข้าถึงมัลติคาสต์แบบ IPv6 แบบ 2 ทิศทางในส่วนต่อไปนี้
7. ยืนยันมัลติคาสต์ IPv6 ขาเข้า
ตอนนี้เราน่าจะเข้าถึงทั้ง nRF52840 อุปกรณ์ปลายทางของ 1 ในเครือข่ายเทรดและแล็ปท็อปซึ่งใช้ที่อยู่มัลติแคสต์ IPv6 ff05::abcd จากเครือข่าย Wi-Fi ได้แล้ว
ใช้คําสั่ง ping ff05::abcd ใน OTBR ผ่านอินเทอร์เฟซ Wi-Fi ดังนี้
$ 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!) # If using MacOS, use this command. The interface is typically not "wlan0" for Mac. $ ping6 -h 5 -I wlan0 ff05::abcd
เราเห็นว่า OTBR สามารถรับการตอบกลับด้วยคําสั่ง ping 2 ครั้งจากทั้งอุปกรณ์ nRF52840 เครื่อง 1 และแล็ปท็อป เพราะทั้งสองคนได้สมัครใช้งาน ff05::abcd แสดงว่า OTBR สามารถส่งต่อแพ็กเกตคําขอ IPv1 Ping ของ IPv6 จากเครือข่าย Wi-Fi ไปยังเครือข่ายเทรดได้
8. ยืนยันการส่ง IPv6 ขาออก
ใช้คําสั่ง ping ff05::abcd กับ nRF52840 อุปกรณ์ปิดท้าย 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 อุปกรณ์ปลายทางของ 2 สามารถรับคําสั่ง ping จากทั้งอุปกรณ์ nRF52840 เครื่อง 1 และแล็ปท็อป ซึ่งแสดงให้เห็นว่า OTBR สามารถส่งต่อแพ็กเกจการส่ง Ping ตอบกลับ IPv6 จากเครือข่ายเทรดไปยังเครือข่าย Wi-Fi ได้
9. ขอแสดงความยินดี
ขอแสดงความยินดี คุณได้ตั้งค่าเราเตอร์ Thread Border และตรวจสอบมัลติแคสต์ IPv6 แบบ 2 ทิศทางเรียบร้อยแล้ว
ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ OpenThread ได้ที่ openthread.io
เอกสารอ้างอิง: