1. Introduction
Qu'est-ce que Thread ?
Thread est un protocole de mise en réseau sans fil à faible consommation d'énergie basé sur l'adresse IP, qui permet de sécuriser les communications entre les appareils et les appareils. Les réseaux Thread peuvent s'adapter aux changements de topologie pour éviter les défaillances d'un seul point.
Qu'est-ce que OpenThread ?
OpenThread publié par Google est une implémentation Open Source de Thread®.
Qu'est-ce qu'un routeur de bordure OpenThread ?
Le routeur de bordure Thread (OTBR, OpenThread Border Router) publié par Google est une implémentation Open Source du Thread Border Router.
NAT64
Le mécanisme NAT64 permet aux hôtes de réseaux IPv6 uniquement d'accéder aux ressources des réseaux IPv4. La passerelle NAT64 est un outil de traduction entre les protocoles IPv4 et IPv6.
Le traducteur NAT64, qui fait partie du routeur de bordure OpenThread, prend en charge la traduction des protocoles TCP, UDP et ICMP (ICMPv6).
Objectifs de l'atelier
Dans cet atelier de programmation, vous allez configurer un routeur de bordure OpenThread et un appareil Thread, puis activer et vérifier la communication entre les appareils Thread et les hôtes IPv4 sur Internet via OpenRoute Border Router.
Points abordés
- Créer un routeur de bordure OpenThread avec des fonctionnalités NAT64
- Communiquer avec des hôtes IPv4 à partir d'appareils Thread
Ce dont vous avez besoin
- Un poste de travail Linux, permettant de créer et de flasher un NCP Thread, la CLI OpenThread, et de tester la connectivité IPv4
- Raspberry Pi 4 avec 4 Go de RAM pour le routeur de bordure Thread. Votre poste de travail Linux doit être accessible via IPv4 à partir de cet appareil.
- 2 cartes Nordic Semiconductor nRF52840 DK.
Topologie du réseau pour cet atelier de programmation:
2. Configurer le routeur de bordure OpenThread
Suivez l'étape Configuration OTBR de l'atelier de programmation "Routeur de bordure Thread – Connectivité IPv6 bidirectionnelle et détection de services DNS basée sur le DNS" pour créer le routeur de bordure OpenThread, avec la modification suivante:
Dans Build and install OTBR, vous devez indiquer au script d'activer le traducteur NAT64 dans OpenThread en définissant la variable d'environnement NAT64 sur 1 et NAT64_SERVICE sur openthread. Exécutez la commande suivante avant l'étape:
$ export NAT64=1 NAT64_SERVICE=openthread
Poursuivez l'atelier de programmation Routeur de bordure Thread – Connectivité IPv6 bidirectionnelle et détection de services DNS. Après Form a Thread network, vous pouvez vérifier que le routeur de bordure publie un préfixe NAT64 à l'aide des commandes de la CLI OpenThread.
Tout d'abord, assurez-vous que notre routeur de bordure est opérationnel et que la fonctionnalité NAT64 est activée sur le routeur de bordure:
$ sudo ot-ctl state leader Done $ sudo ot-ctl nat64 enable Done $ sudo ot-ctl nat64 state PrefixManager: Active Translator: Active Done
Nous devons constater que OTBR agit en tant que leader Thread et qu'il existe un préfixe NAT64 (fd4c:9574:3720:2:0:0::/96 dans notre cas) dans les données du réseau Thread:
$ sudo ot-ctl netdata show Prefixes: fd4c:9574:3720:1::/64 paos low 0800 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 0800 fd4c:9574:3720:2:0:0::/96 sn low 0800 Services: 44970 01 41000500000e10 s 0800 44970 5d fdd20e532b87b93f50ad4eea0450f1bfd11f s 0800 Done
Le préfixe NAT64 sera utilisé par les appareils Thread lors de la communication avec un hôte IPv4.
3. Configurer l'appareil de fin de fil de discussion
Suivez l'étape Configurer les FTD de l'atelier de programmation "Créer un réseau Thread avec des cartes nRF52840" et l'atelier de programmation OpenThread pour créer et flasher un appareil final de la CLI nRF52840, avec une modification de l'étape suivante:
Dans Compilation et flash, vous devez ajouter -DOT_DNS_CLIENT=ON à la ligne de commande lorsque vous appelez script/build:
$ cd ~/src/ot-nrf528xx $ rm -rf build $ script/build nrf52840 USB_trans -DOT_JOINER=ON -DOT_COMMISSIONER=ON -DOT_DNS_CLIENT=ON
Continuez l'atelier de programmation Créer un réseau Thread avec des cartes nRF52840 et OpenThread tel qu'il est écrit. Une fois que l'image de la CLI a été flashée sur l'appareil final, suivez le tutoriel Routeur de bordure Thread – Connectivité IPv6 bidirectionnelle et détection de services DNS pour configurer l'appareil final Thread.
Attendez quelques secondes après avoir configuré l'appareil Thread End, puis vérifiez si la connexion au réseau Thread fonctionne. Vous devriez pouvoir trouver un préfixe NAT64 à partir des données du réseau (fd4c:9574:3720:2:0:0::/96 dans notre cas):
> netdata show Prefixes: fd4c:9574:3720:1::/64 paos low 0800 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 0800 fd4c:9574:3720:2:0:0::/96 sn low 0800 Services: 44970 01 41000500000e10 s 0800 44970 5d fdd20e532b87b93f50ad4eea0450f1bfd11f s 0800 Done
Assurez-vous que les données du réseau correspondent à celles d'OTBR.
4. Communiquer avec les hôtes IPv4 depuis l'appareil de thread Thread
Vous pouvez désormais communiquer avec les hôtes du réseau IPv4 depuis l'appareil final que nous venons de configurer.
Envoyer des requêtes d'écho ICMP aux hôtes IPv4
À partir de la CLI de notre appareil final Thread:
> ping 8.8.8.8 Pinging synthesized IPv6 address: fd4c:9574:3720:2:0:0:808:808 16 bytes from fd4c:9574:3720:2:0:0:808:808: icmp_seq=15 hlim=119 time=48ms 1 packets transmitted, 1 packets received. Packet loss = 0.0%. Round-trip min/avg/max = 48/48.0/48 ms. Done
Le routeur de bordure crée un élément de mappage NAT64 pour cet appareil à l'aide de la commande nat64 mappings:
$ sudo ot-ctl nat64 mappings | | Address | | 4 to 6 | 6 to 4 | +------------------+-------------------------------------------------------------+--------+-------------------------+-------------------------+ | ID | IPv6 | IPv4 | Expiry | Pkts | Bytes | Pkts | Bytes | +------------------+------------------------------------------+------------------+--------+----------+--------------+----------+--------------+ | 377ee63dd3127f1a | fd4c:9574:3720:1:1d61:b4c1:494f:f975 | 192.168.255.254 | 7190s | 1 | 16 | 1 | 16 | | | TCP | 0 | 0 | 0 | 0 | | | UDP | 0 | 0 | 0 | 0 | | | ICMP | 1 | 16 | 1 | 16 | Done
fd4c:9574:3720:1:1d61:b4c1:494f:f975 doit être l'adresse IPv6 de votre appareil Thread.
Exécutez cette commande sur le routeur de bordure à tout moment pour voir comment il compte le trafic.
Envoyer des requêtes DNS aux serveurs DNS IPv4
Utilisez dns resolve4 pour résoudre un nom d'hôte sur le réseau IPv4. L'adresse du serveur DNS peut également être une adresse IPv4:
> dns resolve4 example.com 8.8.8.8 Synthesized IPv6 DNS server address: fd4c:9574:3720:2:0:0:808:808 DNS response for example.com. - fd4c:9574:3720:2:0:0:5db8:d822 TTL:20456 Done
Communiquer via TCP
Il est possible d'établir des connexions TCP entre l'appareil final et les hôtes du réseau IPv4.
Supposons que votre adresse IPv4 Linux soit l'adresse IP 192.168.0.2.
Sur votre hôte IPv4 Linux, utilisez nc pour écouter les connexions TCP:
$ nc -l 0.0.0.0 12345
Depuis votre appareil Thread, établissez une connexion TCP et envoyez des messages à votre hôte IPv4 Linux:
> tcp init Done > tcp connect 192.168.0.2 12345 Connecting to synthesized IPv6 address: fd4c:9574:3720:2:0:0:c0a8:2 Done > tcp send hello
Votre hôte IPv4 Linux renvoie:
hello
Vous pouvez également envoyer des messages à partir de votre hôte IPv4 Linux sur un appareil Thread. Saisissez "world" et appuyez sur Entrée sur votre hôte IPv4 Linux exécutant nc, puis sur les appareils de fin de thread Thread:
TCP: Received 6 bytes: world
Communiquer via UDP
Il est possible de communiquer via UDP entre les appareils Thread et les hôtes du réseau IPv4.
Supposons que votre adresse IPv4 Linux soit l'adresse IP 192.168.0.2.
Utilisez nc pour écouter les connexions UDP:
$ nc -u -l 0.0.0.0 12345
Depuis votre appareil final Thread, établissez une connexion UDP et envoyez des messages à votre hôte IPv4 Linux:
> udp open Done > udp connect 192.168.0.2 12345 Connecting to synthesized IPv6 address: fd4c:9574:3720:2:0:0:c0a8:2 Done > udp send hello Done
Votre hôte IPv4 Linux renvoie:
hello
Vous pouvez également envoyer des messages à partir de votre hôte IPv4 Linux sur un appareil Thread. Saisissez "world" et appuyez sur Entrée sur votre hôte IPv4 Linux exécutant nc, puis sur les appareils de fin de thread Thread:
6 bytes from fd4c:9574:3720:2:0:0:c0a8:2 12345 world
5. Activer/Désactiver la fonctionnalité NAT64 sur le routeur de bordure
Vous pouvez activer ou désactiver la fonctionnalité NAT64 à tout moment. Utilisez nat64 disable pour désactiver NAT64. Et utilisez nat64 state pour vérifier l'état de NAT64.
$ sudo ot-ctl nat64 disable Done $ sudo ot-ctl nat64 state PrefixManager: Disabled Translator: Disabled Done
Après la désactivation, l'appareil ne publie plus de préfixe NAT64:
$ sudo ot-ctl netdata show Prefixes: fd4c:9574:3720:1::/64 paos low 0800 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 0800 Services: 44970 01 41000500000e10 s 0800 44970 5d fdd20e532b87b93f50ad4eea0450f1bfd11f s 0800 Done
De plus, les appareils du réseau Thread ne peuvent plus accéder à l'hôte IPv4 via ce routeur de bordure.
À partir de la CLI de notre appareil final Thread:
> ping 8.8.8.8 Error 13: InvalidState
Utilisez nat64 enable pour activer NAT64. L'annonce d'un préfixe NAT64 peut prendre un certain temps:
$ sudo ot-ctl nat64 enable Done $ sudo ot-ctl nat64 state PrefixManager: Idle Translator: NotWorking Done
Après quelques secondes, les composants NAT64 sont opérationnels:
$ sudo ot-ctl nat64 state PrefixManager: Active Translator: Active Done $ sudo ot-ctl netdata show Prefixes: fd4c:9574:3720:1::/64 paos low 0800 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 0800 fd4c:9574:3720:2:0:0::/96 sn low 0800 Services: 44970 01 41000500000e10 s 0800 44970 5d fdd20e532b87b93f50ad4eea0450f1bfd11f s 0800 Done
Notez que la désactivation de NAT64 efface la table de mappage:
$ sudo ot-ctl nat64 mappings | | Address | | 4 to 6 | 6 to 4 | +------------------+-------------------------------------------------------------+--------+-------------------------+-------------------------+ | ID | IPv6 | IPv4 | Expiry | Pkts | Bytes | Pkts | Bytes | +------------------+------------------------------------------+------------------+--------+----------+--------------+----------+--------------+ Done
6. Félicitations
Félicitations ! Vous avez configuré un routeur de bordure compatible avec le protocole NAT64 et vous l'avez utilisé pour fournir un accès Internet aux appareils Thread End.
Complément d'informations
- Guides OpenThread
- Documentation de référence de la CLI OpenThread
- Documentation de référence de l'API OpenThread pour NAT64