Endereçamento IPv6

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Vamos ver como a Thread identifica cada dispositivo na rede e quais tipos de endereços eles usam para se comunicar uns com os outros.

Escopos

Há três escopos em uma rede Thread para endereçamento unicast:

• Link local: todas as interfaces acessíveis por uma única transmissão de rádio
• Mesh-Local: todas as interfaces acessíveis na mesma rede Thread
• Global: todas as interfaces acessíveis de fora de uma rede Thread

Os dois primeiros escopos correspondem aos prefixos designados por uma rede Thread. Link-Local tem prefixos fe80::/16, enquanto Mesh-Local tem prefixos fd00::/8.

Unicast

Há vários endereços unicast IPv6 que identificam um único dispositivo Thread. Cada um tem uma função diferente com base no escopo e no caso de uso.

Antes de detalhar cada tipo, vamos saber mais sobre um tipo comum, chamado de locador de roteamento (RLOC). O RLOC identifica uma interface de linha de execução com base na localização na topologia de rede.

Como um localizador de roteamento é gerado

Um código de roteador e um ID filho são atribuídos a todos os dispositivos. Cada roteador mantém uma tabela de todos os filhos, a combinação de que identifica exclusivamente um dispositivo na topologia. Por exemplo, considere os nós destacados na topologia a seguir, em que o número em um roteador (pentágono) é o ID do roteador e o número em um dispositivo final (círculo) é o ID filho:

Cada ID de roteador do Filho corresponde ao pai (roteador). Como um roteador não é filho, o ID filho de um roteador é sempre 0. Juntos, esses valores são exclusivos para cada dispositivo na rede Thread e são usados para criar o RLOC16, que representa os últimos 16 bits do RLOC.

Por exemplo, veja como o RLOC16 é calculado para o nó superior esquerdo (ID do roteador = 1 e ID filho = 1):

O RLOC16 faz parte do identificador de interface (IID, na sigla em inglês), que corresponde aos últimos 64 bits do endereço IPv6. Alguns IIDs podem ser usados para identificar alguns tipos de interface do Thread. Por exemplo, o IID dos RLOCs está sempre neste formato:

0000:00ff:fe00:RLOC16

O IID, combinado com um prefixo local da rede mesh, resulta no RLOC. Por exemplo, usando um prefixo de malha local de fde5:8dba:82e1:1::/64, o RLOC de um nó em que RLOC16 = 0x401 é:

Essa mesma lógica pode ser usada para determinar o RLOC para todos os nós destacados na topologia de amostra acima:

No entanto, como o RLOC é baseado na localização do nó na topologia, o RLOC de um nó pode mudar à medida que a topologia muda.

Por exemplo, talvez o nó 0x400 tenha sido removido da rede Thread. Os nós 0x401 e 0x402 estabelecem novos links para diferentes roteadores. Como resultado, cada um deles recebe um novo RLOC16 e um RLOC:

Tipos de endereço Unicast

O RLOC é apenas um dos muitos endereços unicast IPv6 que um dispositivo Thread pode ter. Outra categoria de endereços é chamada de identificadores de endpoint (EIDs, na sigla em inglês), que identificam uma interface Thread única dentro de uma partição de rede Thread. Os EIDs são independentes da topologia de rede da linha de execução.

Os tipos comuns de unicast estão detalhados abaixo.

Endereço link-local (LLA)
Um EID que identifica uma interface Thread acessível por uma única transmissão de rádio.
Exemplo	fe80::54db:881c:3845:57f4
Código	Com base no endereço estendido 802.15.4
Escopo	Link local
Detalhes	Usado para descobrir vizinhos, configurar links e trocar informações de roteamento. Não é um endereço roteável Sempre tem um prefixo fe80::/16

EID da malha local (ML-EID)
Um EID que identifica uma interface Thread, independente da topologia de rede. Usado para acessar uma interface de linha de execução na mesma partição. Também chamado de endereço local exclusivo (ULA, na sigla em inglês).
Exemplo	fde5:8dba:82e1:1:416:993c:8399:35ab
Código	Aleatório, escolhido após a conclusão do comissionamento
Escopo	Rede mesh local
Detalhes	Não muda conforme a topologia muda Deve ser usado por apps Sempre tem um prefixo fd00::/8

Localizador de roteamento (RLOC)
Identifica uma interface de linha de execução com base na localização dela na topologia da rede.
Exemplo	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:1001
Código	0000:00ff:fe00:RLOC16
Escopo	Rede mesh local
Detalhes	Gerado quando um dispositivo é conectado a uma rede Para enviar datagramas IPv6 em uma rede Thread Mudanças à medida que a topologia muda Geralmente não usado por aplicativos

Localizador de Anycast (ALOC)
Identifica uma interface de linha de execução por meio da pesquisa de RLOC, quando o RLOC de um destino não é conhecido.
Exemplo	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:fc01
Código	0000:00ff:fe00:fcXX
Escopo	Rede mesh local
Detalhes	fcXX = destino AlOC, que procura o RLOC apropriado Geralmente não usado por aplicativos

Endereço global Unicast (GUA)
Um EID que identifica uma interface Thread em um escopo global, além de uma rede Thread.
Exemplo	2000::54db:881c:3845:57f4
Código	SLAAC: atribuído aleatoriamente pelo próprio dispositivo DHCP: atribuído por um servidor DHCPv6 Manual: atribuído pela camada do aplicativo.
Escopo	Global
Detalhes	Um endereço IPv6 público Sempre tem um prefixo 2000::/3

Multicast

O multicast é usado para comunicar informações para vários dispositivos ao mesmo tempo. Em uma rede Thread, endereços específicos são reservados para uso multicast com diferentes grupos de dispositivos, dependendo do escopo.

Endereço IPv6	Escopo	Entregue em
ff02::1	Link local	Todos os FTDs e MEDs
ff02::2	Link local	Todos os FTDs
ff03::1	Rede mesh local	Todos os FTDs e MEDs
ff03::2	Rede mesh local	Todos os FTDs

Observe que os dispositivos de fim de sono (SEDs, na sigla em inglês) não estão incluídos como um destinatário na tabela de multicast acima. Em vez disso, a linha de execução define o endereço multicast IPv6 baseado em prefixo unicast de link local e realm usado para todos os nós da linha de execução, incluindo SEDs. Esses endereços de multicast variam de acordo com a rede Thread, porque são criados com o prefixo Mesh-Local unicast (consulte RFC 3306 para mais detalhes sobre endereços multicast IPv6 baseados em prefixo unicast).

Escopos arbitrários além dos já listados também são compatíveis com dispositivos Thread.

Anycast

O Anycast é usado para rotear o tráfego a uma interface Thread quando o RLOC de um destino não é conhecido. Um Anycast Locator (ALOC) identifica a localização de várias interfaces em uma partição Thread. Os últimos 16 bits de um ALOC, chamado ALOC16, estão no formato 0xfcXX, que representa o tipo de ALOC.

Por exemplo, um ALOC16 entre 0xfc01 e 0xfc0f é reservado para agentes DHCPv6. Se o RLOC do agente DHCPv6 específico for desconhecido (talvez porque a topologia da rede tenha mudado), uma mensagem poderá ser enviada a um agente ALOC do DHCPv6 para receber o RLOC.

A linha de execução define os seguintes valores de ALOC16:

ALOC16	Tipo
0xfc00	Líder
0xfc01 – 0xfc0f	Agente DHCPv6
0xfc10 – 0xfc2f	Serviço
0xfc30 – 0xfc37	Comissionário
0xfc40 – 0xfc4e	Agente de descoberta do vizinho
0xfc38 a 0xfc3f 0xfc4f – 0xfcff	Reservado

Resumo

O que você aprendeu:

• Uma rede Thread consiste em três escopos: Link-Local, Mesh-local e global
• Um dispositivo Thread tem vários endereços IPv6 unicast.
  • Um RLOC representa a localização de um dispositivo na rede Thread
  • Um ML-EID é exclusivo de um dispositivo Thread em uma partição e deve ser usado por apps
• A linha de execução usa multicast para encaminhar dados para grupos de nós e roteadores
• A linha de execução usa anycast quando o RLOC de um destino é desconhecido

Para saber mais sobre o endereçamento IPv6 do Thread'consulte as seções 5.2 e 5.3 da Especificação de linha de execução.

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