IPv6-Adressierung

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Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie Thread jedes Gerät im Netzwerk identifiziert und welche Arten von Adressen sie für die Kommunikation miteinander verwenden.

Geltungsbereich

In einem Thread-Netzwerk gibt es drei Bereiche für die Unicast-Adressierung:

• Link-Local - alle Schnittstellen, die über eine einzige Funkübertragung erreichbar sind
• Mesh-Local - alle Schnittstellen, die innerhalb desselben Thread-Netzwerks erreichbar sind
• Global - alle Schnittstellen, die von außerhalb eines Thread-Netzwerks erreichbar sind

Die ersten beiden Bereiche entsprechen Präfixen, die von einem Thread-Netzwerk festgelegt wurden. Link-Local hat Präfixe von fe80::/16 , während Mesh-Local Präfixe von fd00::/8 .

Unicast

Es gibt mehrere IPv6-Unicast-Adressen, die ein einzelnes Thread-Gerät identifizieren. Jedes hat je nach Umfang und Anwendungsfall eine andere Funktion.

Bevor wir die einzelnen Typen detailliert beschreiben, erfahren Sie mehr über einen allgemeinen Typ, den Routing Locator (RLOC). Das RLOC identifiziert eine Thread-Schnittstelle anhand ihres Speicherorts in der Netzwerktopologie.

Wie ein Routing Locator generiert wird

Allen Geräten werden eine Router-ID und eine untergeordnete ID zugewiesen. Jeder Router verwaltet eine Tabelle aller seiner untergeordneten Elemente, deren Kombination ein Gerät innerhalb der Topologie eindeutig identifiziert. Betrachten Sie beispielsweise die hervorgehobenen Knoten in der folgenden Topologie, wobei die Nummer in einem Router (Fünfeck) die Router-ID und die Nummer in einem Endgerät (Kreis) die untergeordnete ID ist:

Die Router-ID jedes Kindes entspricht seinem Elternteil (Router). Da ein Router kein Kind ist, ist die Kind-ID für einen Router immer 0. Zusammen sind diese Werte für jedes Gerät im Thread-Netzwerk eindeutig und werden zum Erstellen des RLOC16 verwendet, der die letzten 16 Bits des RLOC darstellt.

So wird beispielsweise der RLOC16 für den oberen linken Knoten berechnet (Router-ID = 1 und untergeordnete ID = 1):

Der RLOC16 ist Teil des Interface Identifier (IID), der den letzten 64 Bits der IPv6-Adresse entspricht. Einige IIDs können verwendet werden, um einige Arten von Thread-Schnittstellen zu identifizieren. Beispielsweise hat die IID für RLOCs immer die Form 0000:00ff:fe00: RLOC16 .

Die IID ergibt in Kombination mit einem Mesh-Local-Präfix das RLOC. Wenn Sie beispielsweise ein Mesh-Local-Präfix von fde5:8dba:82e1:1::/64 , lautet der RLOC für einen Knoten mit RLOC16 = 0x401 :

Dieselbe Logik kann verwendet werden, um den RLOC für alle hervorgehobenen Knoten in der obigen Beispieltopologie zu bestimmen:

Da das RLOC jedoch auf der Position des Knotens in der Topologie basiert, kann sich das RLOC eines Knotens ändern, wenn sich die Topologie ändert.

Beispielsweise wird möglicherweise der Knoten 0x400 aus dem Thread-Netzwerk entfernt. Die Knoten 0x401 und 0x402 stellen neue Verbindungen zu verschiedenen Routern her und erhalten daher jeweils einen neuen RLOC16 und einen neuen RLOC:

Unicast-Adresstypen

Das RLOC ist nur eine von vielen IPv6-Unicast-Adressen, die ein Thread-Gerät haben kann. Eine andere Kategorie von Adressen werden als Endpoint Identifiers (EIDs) bezeichnet, die eine eindeutige Thread-Schnittstelle innerhalb einer Thread-Netzwerkpartition identifizieren. EIDs sind unabhängig von der Thread-Netzwerktopologie.

Gängige Unicast-Typen sind unten aufgeführt.

Multicast

Multicast wird verwendet, um Informationen gleichzeitig an mehrere Geräte zu übertragen. In einem Thread-Netzwerk sind bestimmte Adressen je nach Umfang für die Multicast-Verwendung mit verschiedenen Gerätegruppen reserviert.

Möglicherweise stellen Sie fest, dass Sleepy End Devices (SEDs) in der obigen Multicast-Tabelle nicht als Empfänger enthalten sind. Stattdessen definiert Thread Link-Local- und Realm-Local-Scope-Unicast-Präfix-basierte IPv6-Multicast-Adresse, die für alle Thread-Knoten einschließlich SEDs verwendet wird. Diese Multicast-Adressen variieren je nach Thread-Netzwerk, da sie auf dem Unicast-Präfix Mesh-Local basieren (weitere Informationen zu IPv6-Multicast-Adressen auf Basis von Unicast- Präfixen finden Sie in RFC 3306 ).

Beliebige Bereiche, die über die bereits aufgeführten hinausgehen, werden auch für Thread-Geräte unterstützt.

Anycast

Anycast wird verwendet, um Datenverkehr an eine Thread-Schnittstelle weiterzuleiten, wenn das RLOC eines Ziels nicht bekannt ist. Ein Anycast Locator (ALOC) identifiziert den Speicherort mehrerer Schnittstellen innerhalb einer Thread-Partition. Die letzten 16 Bits eines ALOC, ALOC16 genannt, haben das Format 0xfc XX , das den ALOC-Typ darstellt.

Beispielsweise ist ein ALOC16 zwischen 0xfc01 und 0xfc0f für DHCPv6-Agenten reserviert. Wenn das spezifische RLOC des DHCPv6-Agenten unbekannt ist (möglicherweise weil sich die Netzwerktopologie geändert hat), kann eine Nachricht an ein ALOC des DHCPv6-Agenten gesendet werden, um das RLOC zu erhalten.

Thread definiert die folgenden ALOC16-Werte:

Rekapitulieren

Was du gelernt hast:

• Ein Thread-Netzwerk besteht aus drei Bereichen: Link-Local, Mesh-Local und Global
• Ein Thread-Gerät verfügt über mehrere Unicast-IPv6-Adressen
  • Ein RLOC repräsentiert den Standort eines Geräts im Thread-Netzwerk
  • Eine ML-EID ist für ein Thread-Gerät innerhalb einer Partition eindeutig und sollte von Anwendungen verwendet werden
• Thread verwendet Multicast, um Daten an Gruppen von Knoten und Routern weiterzuleiten
• Thread verwendet Anycast, wenn das RLOC eines Ziels unbekannt ist

Weitere Informationen zur IPv6-Adressierung von Thread finden Sie in den Abschnitten 5.2 und 5.3 der Thread-Spezifikation .