1. Introdução
O que é um Thread Border Router?
Thread é um protocolo de rede mesh sem fio de baixa potência baseado em IP que permite comunicações seguras de dispositivo para dispositivo e dispositivo para nuvem. As redes de thread podem se adaptar às mudanças de topologia para evitar um único ponto de falha.
Um Thread Border Router conecta uma rede Thread a outras redes baseadas em IP, como Wi-Fi ou Ethernet. Uma rede Thread requer um roteador de borda para se conectar a outras redes. Um Thread Border Router oferece suporte mínimo às seguintes funções:
- Conectividade IP bidirecional entre redes Thread e Wi-Fi / Ethernet.
- Descoberta do serviço bidirecional via mDNS (em Wi-Fi / link Ethernet) e SRP (na rede Thread).
- Thread sobre infraestrutura que mescla partições Thread em links baseados em IP.
- Comissionamento de Thread Externo (por exemplo, um telefone móvel) para autenticar e unir um dispositivo Thread a uma rede Thread.
OpenThread Border Router (OTBR) lançado pela Google é uma implementação open-source do Fio Border Router.
O que você vai construir
Neste codelab, você vai configurar um Thread Border Router e conectar seu telefone celular a um Thread End Device por meio do Border Router.
O que você aprenderá
- Como configurar o OTBR
- Como formar uma rede Thread com OTBR
- Como construir um dispositivo OpenThread CLI com o recurso SRP
- Como registrar um serviço com SRP
- Como descobrir e alcançar um dispositivo final de Thread.
O que você precisará
- Um dispositivo Raspberry Pi 3/4 e um cartão SD com capacidade de pelo menos 8 GB.
- 2 Nordic Semiconductor nRF52840 placas desenv.
- A Wi-Fi AP sem IPv6 Router Advertisement Guarda habilitado no roteador.
- Um telefone iOS com pelo menos iOS 14 ou um telefone Android com pelo menos Android 8.1.
2. Configurar OTBR
Configuração Raspberry Pi
É simples de configurar um dispositivo Raspberry Pi fresco com a rpi-imager ferramenta seguindo as instruções sobre raspberrypi.org (em vez de usar o mais recente Raspberry Pi OS na ferramenta, baixar 2021-05-07-raspios-buster-armhf -Lite por si mesmo). Para concluir as etapas do telefone celular neste codelab, você precisa conectar o Raspberry Pi a um ponto de acesso Wi-Fi. Siga este guia para configurar a conectividade sem fio. É conveniente para acessar o Raspberry Pi com SSH, você pode encontrar instruções aqui .
Obtenha o código OTBR
Entre na sua Raspberry Pi e clone ot-br-posix do GitHub:
$ git clone https://github.com/openthread/ot-br-posix.git --depth 1
Construir e instalar OTBR
OTBR tem dois scripts que inicializam e configuram o Thread Border Router:
$ cd ot-br-posix $ ./script/bootstrap $ INFRA_IF_NAME=wlan0 ./script/setup
OTBR funciona tanto em uma interface de rede de interface da linha e infra-estrutura (por exemplo, Wi-Fi / Ethernet), que é especificado com INFRA_IF_NAME . A interface da linha é criada pela própria OTBR e nomeado wpan0 por padrão ea interface de infra-estrutura tem um valor padrão de wlan0 se INFRA_IF_NAME não é especificado explicitamente. Se o seu Raspberry Pi está ligado por um cabo Ethernet, especifique o nome da interface Ethernet (por exemplo, eth0 ):
$ INFRA_IF_NAME=eth0 ./script/setup
Verifique se o OTBR foi instalado com sucesso:
$ sudo service otbr-agent status ● otbr-agent.service - Border Router Agent Loaded: loaded (/lib/systemd/system/otbr-agent.service; enabled; vendor preset: enabled) Active: activating (auto-restart) (Result: exit-code) since Mon 2021-03-01 05:43:38 GMT; 2s ago Process: 2444 ExecStart=/usr/sbin/otbr-agent $OTBR_AGENT_OPTS (code=exited, status=2) Main PID: 2444 (code=exited, status=2)
Espera-se que o otbr-agent serviço não está ativo, porque requer uma RCP chip para executar.
Reinicie o Raspberry Pi para que as alterações tenham efeito.
Construir e atualizar o firmware RCP
OTBR suporta um chip 15,4 rádio na Rádio Co-processador modo (RCP). Nesse modo, a pilha OpenThread está sendo executada no lado do host e transmite / recebe quadros pelo transceptor IEEE802.15.4.
Siga o passo 4 deste codelab para construir e piscar um dispositivo nRF52840 RCP. Você precisa de uma opção adicional -DOT_THREAD_VERSION=1.2 para a etapa de compilação:
$ script/build nrf52840 USB_trans -DOT_THREAD_VERSION=1.2
Inicie o OTBR e verifique o status
Ligue a placa nRF52840 ao seu Raspberry Pi e iniciar o otbr-agent do serviço:
$ sudo service otbr-agent restart
Verifique se o otbr-agent serviço está ativo:
$ sudo service otbr-agent status
● otbr-agent.service - Border Router Agent
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/otbr-agent.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Mon 2021-03-01 05:46:26 GMT; 2s ago
Main PID: 2997 (otbr-agent)
Tasks: 1 (limit: 4915)
CGroup: /system.slice/otbr-agent.service
└─2997 /usr/sbin/otbr-agent -I wpan0 -B wlan0 spinel+hdlc+uart:///dev/ttyACM0
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: Stop publishing service
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: [adproxy] Stopped
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: PSKc is not initialized
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: Check if PSKc is initialized: OK
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: Initialize OpenThread Border Router Agent: OK
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: Border router agent started.
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: [INFO]-CORE----: Notifier: StateChanged (0x00038200) [NetData PanId NetName ExtPanId]
Mar 01 05:46:26 raspberrypi otbr-agent[2997]: [INFO]-PLAT----: Host netif is down
3. Forme uma rede Thread
Existe uma ot-ctl de comando que pode ser usado para controlar a otbr-agent serviço. ot-ctl aceita todos os comandos OpenThread CLI, consulte Guia OpenThread CLI para mais detalhes.
Forme uma rede Thread com OTBR:
$ sudo ot-ctl dataset init new Done $ sudo ot-ctl dataset commit active Done $ sudo ot-ctl ifconfig up Done $ sudo ot-ctl thread start Done
Aguarde alguns segundos, devemos ser capazes de ver que OTBR está agindo como um fio leader e há um off-mesh-routable (OMR) prefixo no segmento de dados de rede:
$ sudo ot-ctl state leader Done $ sudo ot-ctl netdata show Prefixes: Prefixes: fd76:a5d1:fcb0:1707::/64 paos med 4000 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 4000 Services: 44970 5d c000 s 4000 44970 01 9a04b000000e10 s 4000 Done $ sudo ot-ctl ipaddr fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:fc11 fda8:5ce9:df1e:6620:0:0:0:fc38 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:fc10 fd76:a5d1:fcb0:1707:f3c7:d88c:efd1:24a9 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:fc00 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:4000 fda8:5ce9:df1e:6620:3593:acfc:10db:1a8d fe80:0:0:0:a6:301c:3e9f:2f5b Done
4. Configure o dispositivo final do cliente SRP
Construir e atualizar OT CLI
Siga o passo 5 deste codelab para construir e piscar um dispositivo final nRF52840 CLI. Mas em vez de ter OT_COMMISSIONER e OT_JOINER habilitado, o nó CLI requer OT_SRP_CLIENT e OT_ECDSA apresenta:
$ script/build nrf52840 USB_trans -DOT_SRP_CLIENT=ON -DOT_ECDSA=ON
Junte-se à rede OTBR
Para aderir à rede Tópico criado pelo otbr-agent serviço, precisamos obter o conjunto de dados operacional activa do dispositivo OTBR. Vamos voltar para o otbr-agent linha de comando e obter o conjunto de dados ativo:
$ sudo ot-ctl dataset active -x 0e080000000000010000000300001235060004001fffe002083d3818dc1c8db63f0708fda85ce9df1e662005101d81689e4c0a32f3b4aa112994d29692030f4f70656e5468726561642d35326532010252e204103f23f6b8875d4b05541eeb4f9718d2f40c0302a0ff Done
Retorne à sessão de tela do nó cliente SRP e defina o conjunto de dados ativo:
> dataset set active 0e080000000000010000000300001235060004001fffe002083d3818dc1c8db63f0708fda85ce9df1e662005101d81689e4c0a32f3b4aa112994d29692030f4f70656e5468726561642d35326532010252e204103f23f6b8875d4b05541eeb4f9718d2f40c0302a0ff Done
Em seguida, inicie a interface Thread:
> ifconfig up Done > thread start Done
Aguarde alguns segundos e verifique se a conexão com a rede Thread foi bem-sucedida:
> state child Done > netdata show Prefixes: fd76:a5d1:fcb0:1707::/64 paos med 4000 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 4000 Services: 44970 5d c000 s 4000 44970 01 9a04b000000e10 s 4000 Done > ipaddr fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:4001 fda8:5ce9:df1e:6620:ed74:123:cc5d:74ba fe80:0:0:0:d4a9:39a0:abce:b02e Done
Certifique-se de que os dados da rede correspondam aos impressos no OTBR. Agora podemos fazer ping do endereço OMR do OTBR:
> ping fd76:a5d1:fcb0:1707:f3c7:d88c:efd1:24a9 Done > 16 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:f3c7:d88c:efd1:24a9: icmp_seq=1 hlim=64 time=49ms
5. Publique o serviço no dispositivo final
O mDNS tem sido amplamente usado para publicar o serviço DNS-SD no link-local. Mas as mensagens multicast consomem muita largura de banda e esgotam rapidamente a bateria dos dispositivos de baixo consumo de energia. Thread usa o unicast SRP protocolo para registrar seus serviços com o roteador de borda e conta com o roteador de borda para anunciar os serviços na ligação Wi-Fi ou Ethernet.
Nós podemos registrar um serviço com o srp client comando.
Vá para a sessão de tela do nó cliente SRP e inicialize automaticamente o cliente SRP:
> srp client autostart enable Done
Defina o nome do host que será anunciado no link Wi-Fi / Ethernet:
> srp client host name ot-host Done
Para que um dispositivo no link Wi-Fi / Ethernet alcance um dispositivo final Thread, o endereço OMR do dispositivo final precisa ser anunciado:
> srp client host address fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 Done
No final, registrar um falso _ipps._tcp serviço:
> srp client service add ot-service _ipps._tcp 12345 Done
Aguarde alguns segundos e poderemos ver o serviço registrado:
> srp client service instance:"ot-service", name:"_ipps._tcp", state:Registered, port:12345, priority:0, weight:0 Done
Nós completamos todo o trabalho de instalação ea _ipps._tcp serviço deveria ter sido anunciado na ligação Wi-Fi / Ethernet. É hora de descobrir e alcançar o dispositivo final agora!
6. Descubra o serviço
Descubra o serviço com um telefone celular
Nós usamos o navegador Serviço App para descobrir serviços mDNS com o telefone Android, um aplicativo equivalente também podem ser encontradas para dispositivos móveis iOS. Abra a App eo serviço _ipps._tcp deve apenas mostrar-se.
Descubra o serviço com um host Linux
Se você quer descobrir o serviço de outro host Linux, você pode usar o avahi-browse comando.
Instale avahi-daemon e avahi-utils :
$ sudo apt-get install -y avahi-daemon avahi-utils
Resolva o serviço:
$ sudo service avahi-daemon start # Ensure the avahi daemon is started. $ avahi-browse -r _ipps._tcp + wlan0 IPv6 ot-service Secure Internet Printer local = wlan0 IPv6 ot-service Secure Internet Printer local hostname = [ot-host.local] address = [fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927] port = [12345] txt = [] ...
Descubra o serviço com um host macOS
Você pode usar dns-sd no MacOS para resolver o serviço:
$ dns-sd -Z _ipps._tcp local. Browsing for _ipps._tcp.local. DATE: ---Sun 14 Mar 2021--- 21:31:42.125 ...STARTING... ; To direct clients to browse a different domain, substitute that domain in place of '@' lb._dns-sd._udp PTR @ ; In the list of services below, the SRV records will typically reference dot-local Multicast DNS names. ; When transferring this zone file data to your unicast DNS server, you'll need to replace those dot-local ; names with the correct fully-qualified (unicast) domain name of the target host offering the service. _ipps._tcp PTR ot-service._ipps._tcp ot-service._ipps._tcp SRV 0 0 12345 ot-host.local. ; Replace with unicast FQDN of target host ot-service._ipps._tcp TXT "" ...
7. Faça ping no dispositivo final
Ping de um telefone celular
Pegue o telefone Pixel como exemplo, podemos descobrir o endereço OMR do serviço "ot-service" registrado anteriormente na página de detalhes da instância de serviço no Service Browser App.
Podemos agora o ping do endereço OMR com outro Network Analyzer App.
Infelizmente, a versão Android do Network Analyzer App não suporta mDNS consultas para o utilitário de ping e não podemos ping o hostname ot-host.local diretamente (que pode executar ping o nome da máquina com a versão iOS do App).
Ping de um host Linux / macOS
O Thread Border Router envia anúncios de roteador ICMPv6 (RA) para anunciar prefixos (por meio da opção de informações de prefixo) e rotas (por meio da opção de informações de rota) no link Wi-Fi / Ethernet.
Prepare o host Linux
É importante certificar-se de que RA e RIO estão habilitados em seu host:
-
net.ipv6.conf.wlan0.accept_radeve ser pelo menos1se o encaminhamento IP não está habilitado, e2de outra forma. -
net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plennão deve ser menor do que64.
o accept_ra é padronizada para 1 para a maioria das distribuições. Mas pode haver outros daemons de rede que irá substituir esta opção (por exemplo, dhcpcd em Raspberry Pi substituirá accept_ra a 0 ). Você pode verificar o accept_ra valor com:
$ sudo sysctl -n net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra 0
E defina o valor para 1 (ou 2 no encaminhamento IP caso está habilitado) com:
$ sudo sysctl -w net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra=1 Net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra = 1
O accept_ra_rt_info_max_plen opção na maioria das distribuições Linux é padrão para 0 , configurá-lo para 64 com:
$ sudo sysctl -w net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen=64 net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen = 64
A alteração será perdida após a reinicialização do host. Por exemplo, anexar abaixo comandos para /etc/sysctl.conf para ativar permanentemente RIO:
$ net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen = 64
Pode ser tarde demais para alterar essas configurações porque o OTBR já enviou mensagens RA e o intervalo entre duas mensagens RA não solicitadas pode ser de várias centenas de segundos. Uma maneira é desconectar e reconectar ao AP Wi-Fi para enviar mensagens de solicitação de roteador para que o OTBR responda com os RAs solicitados. Outra opção é reiniciar a função Border Routing no Border Router:
$ sudo ot-ctl br disable Done $ sudo ot-ctl br enable Done
Se você está tentando se reconectar Wi-Fi ou reiniciar Ethernet interface, certifique-se de que dhcpcd não é usado para o gerenciamento de sua rede WiFi-/ Ethernet IPv6. Porque dhcpcd sempre substitui o accept_ra toda opção da interface é reiniciado e sua accept_ra configuração será perdida. Anexar abaixo linhas para o ficheiro de configuração dhcpcd (por exemplo /etc/dhcpcd.conf ) para desactivar o IPv6 explicitamente em dhcpcd:
noipv6 noipv6rs
Você precisa reiniciar para que as alterações tenham efeito.
Prepare o host macOS
Ambos os accept_ra* opções são ativadas por padrão, mas você precisa atualizar seu sistema para, pelo menos, MacOS Big Sur.
Faça ping no nome do host ou endereço IPv6
Podemos agora o ping do nome do host ot-host.local com o comando ping -6 ( ping6 para MacOS):
$ ping -6 ot-host.local. PING ot-host.local.(fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927)) 56 data bytes 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=1 ttl=63 time=170 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=2 ttl=63 time=64.2 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=3 ttl=63 time=22.8 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=4 ttl=63 time=37.7 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=5 ttl=63 time=28.7 ms ...
Este comando pode falhar em hosts Linux com o "Name or service not known" erro. Isso porque o ping comando não é resolver o ot-host.local. nome com consultas mDNS. Abrir /etc/nsswitch.conf e adicione mdns6_minimal para a linha começa com hosts :
hosts: files mdns4_minimal mdns6_minimal dns
Claro, você sempre pode executar ping no endereço IPv6 diretamente:
$ ping -6 fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 PING fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927(fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927) 56 data bytes 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=1 ttl=63 time=32.9 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=2 ttl=63 time=27.8 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=3 ttl=63 time=29.9 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=4 ttl=63 time=73.5 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=5 ttl=63 time=26.4 ms ...
8. Dispositivo final cancela a publicação do serviço
Para remover o endereço e o serviço registrado do nó cliente SRP:
> srp client host remove Done
Você não deve ser capaz de descobrir a _ipps._tcp serviço agora.
9. parabéns
Parabéns, você configurou com sucesso o OTBR como um Thread Border Router para fornecer conectividade IP bidirecional e descoberta de serviço para dispositivos terminais Thread.
Qual é o próximo?
Confira alguns desses codelabs ...