Adresowanie IPv6

Wyświetl źródło na GitHubie

Zobaczmy, jak Thread identyfikuje poszczególne urządzenia w sieci i jakie typy adresów używają do komunikowania się ze sobą.

Zakresy

W sieci Threaders są 3 zakresy adresów unicast:

• Link-Local – wszystkie interfejsy, do których można dotrzeć drogą radiową
• Mesh-Local – wszystkie interfejsy dostępne w ramach tej samej sieci Thread
• Globalnie – wszystkie interfejsy dostępne poza siecią Thread

Pierwsze 2 zakresy odpowiadają prefiksom wyznaczonym przez sieć Thread. Link-Local ma prefiksy fe80::/16, a sieć typu mesh-local – prefiksy fd00::/8.

Unicast

Do 1 urządzenia z wątkiem jest przypisanych wiele adresów jednostronicowych IPv6. Każda z nich ma inną funkcję w zależności od zakresu i przypadku użycia.

Zanim omówimy każdy z tych typów, dowiedz się więcej o typie popularnego – Lokalizatora tras (RLOC). RLOC identyfikuje interfejs wątku na podstawie jego lokalizacji w topologii sieci.

Jak jest generowany lokalizator routingu

Wszystkie urządzenia mają przypisany identyfikator routera i identyfikatora podrzędnego. Każdy router przechowuje tabelę ze wszystkimi elementami podrzędnymi, które w sposób unikalny identyfikują urządzenie w topologii. Weźmy na przykład wyróżnione węzły w poniższej topologii: liczba w routerze (pentagon) to identyfikator routera, a liczba w urządzeniu końcowym (okręgu) to identyfikator podrzędny:

Każdy identyfikator routera podrzędnego odpowiada elementowi nadrzędnemu (routerowi). Router nie jest elementem podrzędnym, więc identyfikator podrzędny routera ma zawsze wartość 0. Razem wartości są unikalne dla każdego urządzenia w sieci Thread i są używane do tworzenia RLOC16, która reprezentuje 16 ostatnich bitów RLOC.

Oto na przykład sposób obliczania RLOC16 dla lewego górnego rogu (Identyfikator trasy = 1 i Identyfikator podrzędny = 1):

RLOC16 jest częścią identyfikatora interfejsu (IID), która odpowiada ostatnim 64-bitowym adresom IPv6. Niektóre identyfikatory IID mogą służyć do identyfikowania niektórych typów interfejsów wątków. Na przykład identyfikator IRL RLOC ma zawsze taki format:

0000:00ff:fe00:RLOC16

Identyfikator IID w połączeniu z lokalnym prefiksem sieci typu mesh tworzy RLOC. Na przykład przy użyciu lokalnego prefiksu sieci typu mesh: fde5:8dba:82e1:1::/64 RLOC dla węzła, w którym RLOC16 = 0x401 to:

Ta sama logika może posłużyć do określenia RLOC dla wszystkich wyróżnionych węzłów w topologii próbki powyżej:

Ponieważ RLOC zależy od lokalizacji węzła w topologii, lista RLOC może się zmieniać w zależności od topologii.

Na przykład węzeł 0x400 może zostać usunięty z sieci Thread. Węzły 0x401 i 0x402 tworzą nowe połączenia z różnymi routerami, w wyniku czego otrzymują nowe: RLOC16 i RLOC:

Typy adresów Unicast

RLOC to tylko jeden z wielu adresów jednostronicowych protokołu IPv6, które może mieć urządzenie z wątkami. Kolejna kategoria adresów jest nazywana identyfikatorami punktów końcowych (EID), które identyfikują unikalny interfejs Thread w ramach partycji sieciowej wątku. Identyfikatory EID są niezależne od topologii sieci Thread.

Popularne typy uniksów znajdziesz poniżej.

Link-Local Address (LLA),
Identyfikator EID identyfikujący interfejs Thread, który jest dostępny dla pojedynczej transmisji radiowej.
Przykład	fe80::54db:881c:3845:57f4
Identyfikator	Na podstawie 802.15.4 rozszerzonego adresu
Zakres	Link lokalny
Szczegóły	Służy do wykrywania sąsiadów, konfigurowania linków i wymiany informacji o trasach wymiany Adres nie jest kierowany Ma zawsze prefiks fe80::/16

Identyfikator sieci lokalnej typu mesh (ML-EID)
Identyfikator EID identyfikujący interfejs Thread, niezależnie od topologii sieci. Pozwala uzyskać dostęp do interfejsu wątku w tej samej partycji wątku. Nazywany także unikalnym adresem lokalnym.
Przykład	fde5:8dba:82e1:1:416:993c:8399:35ab
Identyfikator	Losowa, wybrana po zakończeniu prowizji
Zakres	Sieć lokalna typu mesh
Szczegóły	Nie zmienia się wraz ze zmianą topologii Powinny być używane przez aplikacje Ma zawsze prefiks fd00::/8

Lokalizator routingu (RLOC)
Identyfikuje interfejs wątku na podstawie jego lokalizacji w topologii sieci.
Przykład	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:1001
Identyfikator	0000:00ff:fe00:RLOC16
Zakres	Sieć lokalna typu mesh
Szczegóły	Wygenerowano po podłączeniu urządzenia do sieci. Wyświetlanie wykresów danych IPv6 w sieci Thread Zmienia się wraz ze zmianą topologii Nieużywane przez aplikacje

Lokalizator dowolnego typu (ALOC)
Identyfikuje interfejs wątku za pomocą wyszukiwania RLOC, gdy nie jest to możliwe.
Przykład	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:fc01
Identyfikator	0000:00ff:fe00:fcXX
Zakres	Sieć lokalna typu mesh
Szczegóły	fcXX = miejsce docelowe ALOC, które wyszukuje odpowiednie RLOC Nieużywane przez aplikacje

Globalny adres jednostronicowy (GUA)
Identyfikator EID identyfikujący interfejs wątku w zakresie globalnym poza siecią Thread.
Przykład	2000::54db:881c:3845:57f4
Identyfikator	SLAAC – losowo wybierana przez urządzenie DHCP – przypisywana przez serwer DHCPv6 Ręcznie – przypisane przez warstwę aplikacji
Zakres	Globalny
Szczegóły	Publiczny adres IPv6 Ma zawsze prefiks 2000::/3

Multicast

Multicast służy do przesyłania informacji do wielu urządzeń jednocześnie. W sieci wątków określone adresy są zarezerwowane do użytku w trybie multicast w przypadku różnych grup urządzeń (w zależności od zakresu).

Adres IPv6	Zakres	Dostarczono do:
ff02::1	Link lokalny	Wszystkie FTD i MED
ff02::2	Link lokalny	Wszystkie FTD
ff03::1	Sieć lokalna typu mesh	Wszystkie FTD i MED
ff03::2	Sieć lokalna typu mesh	Wszystkie FTD

Zauważ, że w tabeli multiemisji powyżej nie ma adresatów urządzenia SED. Zamiast tego Thread określa adres HTTPcast multilokalny-lokalny i lokalny Realm oparty na prefiksie IPv6 dla wszystkich węzłów w wątku, w tym SED. Te adresy multicast różnią się w zależności od sieci Thread, ponieważ jest oparty na architekturze unicast Mesh-Local (zobacz RFC 3306, więcej informacji o adresach IPv6 opartych na prefiksach unicast).

Na urządzeniach z wątkami są obsługiwane dowolne zakresy wykraczające poza te wymienione powyżej.

Anycast

Anycast służy do kierowania ruchu do interfejsu Thread, gdy nieznany jest RLOC miejsca docelowego. Lokalizator dowolnych odbiorców (ALOC) wskazuje lokalizację wielu interfejsów w partycji wątku. Ostatnie 16 bitów ALOC, zwanych ALOC16, jest w formacie 0xfcXX, który reprezentuje typ ALOC.

Na przykład ALOC16 między 0xfc01 a 0xfc0f jest zarezerwowany dla agentów DHCPv6. Jeśli konkretny agent DHCPv6 RLOC jest nieznany (może to wynikać z tego, że topologia sieci uległa zmianie), wiadomość może zostać wysłana do agenta ALHCPv6, aby uzyskać RLOC.

Wątek definiuje te wartości ALOC16:

ALOC16	Typ
0xfc00	Lider
0xfc01 – 0xfc0f	Agent DHCPv6
0xfc10 – 0xfc2f	Usługa
0xfc30 – 0xfc37	Komisarz
0xfc40 – 0xfc4e	Agent Discovery sąsiadów
0xfc38–0xfc3f 0xfc4f–0xfcff	Zarezerwowane

W skrócie

Czego się nauczyliśmy:

• Sieć typu Thread składa się z 3 zakresów: Link-Local, Mesh-Local i Global.
• Urządzenie Thread ma wiele adresów IPv6 Universalcast
  • RLOC reprezentuje lokalizację urządzenia w wątku.
  • ML-EID jest unikalny dla urządzenia z wątkiem na partycji i powinien być używany przez aplikacje
• Wątek wykorzystuje multicast do przesyłania danych do grup węzłów i routerów
• Thread używa funkcji anycast, gdy RLOC miejsca docelowego jest nieznany

Więcej informacji o adresowaniu IPv6 w wątkach znajdziesz w sekcjach 5.2 i 5.3 specyfikacji wątku.

Sprawdź swoją wiedzę