IPv6 位址

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讓我們看看 Thread 如何識別網路中的每部裝置，以及用於彼此通訊的地址類型。

範圍

在 Thread 網路中，有三個單點範圍可用於單向定址：

• Link-Local — 可透過單一無線電傳輸方式存取的所有介面
• Mesh-Local：可在同一個 Thread 網路中存取所有介面
• 全域 - 可從 Thread 網路外存取所有介面

前兩個範圍會對應至由 Thread 網路指定的前置字串。Link-Local 的前置字串是 fe80::/16，而 Mesh-Local 的前置字串則是 fd00::/8。

Unicast

有多個 IPv6 單播位址可識別單一執行緒裝置。並會根據範圍與用途提供不同的函式。

在詳細說明每種類型之前，我們來進一步瞭解常見的路徑，稱為轉送定位器 (RLOC)。RLOC 會根據其在網路拓撲中的位置，識別一個執行緒介面。

轉送定位器的產生方式

所有裝置都會獲派路由器 ID 和子 ID。每個路由器都會維護其所有子項的表格，其組合可明確識別拓撲中的裝置。例如，假設在以下拓撲中醒目顯示的節點，其中路由器 (五邊形) 中的編號是路由器 ID，而最終裝置 (圓形) 中的數字是子項 ID：

每個子項的路由器 ID 都會對應至其父項 (路由器)。由於路由器不是子項，因此路由器的子項 ID 一律為 0。這些執行緒在 Thread 網路中的每部裝置都是唯一的，用於建立 RLOC16，代表 RLOC 的最後 16 位元。

舉例來說，以下是左上方節點 (Router ID = 1，Child ID = 1) 的 RLOC16 計算方式：

RLOC16 是介面 ID (IID) 的一部分，該介面對應至 IPv6 位址的最後 64 位元。部分 IID 可用來識別某些類型的執行緒介面。例如，RLOC 的 IID 一律為以下格式：

0000:00ff:fe00:RLOC16

IID 搭配網格本機前置字串，因此 RLOC 會產生結果。例如，使用 fde5:8dba:82e1:1::/64 的網格本機前置字串，RLOC16 = 0x401 的節點的 RLOC 為：

相同的邏輯可用於決定上述範例拓撲中所有醒目顯示節點的 RLOC：

不過，由於 RLOC 是以拓撲中的節點位置為準，因此節點的 RLOC 可能會隨著拓撲改變而改變。

例如，節點 0x400 可能會從 Thread 網路中移除。節點 0x401 和 0x402 會為不同的路由器建立新連結，因此每個節點都會指派一個新的 RLOC16 和 RLOC：

單播地址類型

RLOC 只是 Thread 裝置可擁有的 IPv6 單聲道位址之一。另一種類別位址稱為「端點識別碼」(EID)，可用於識別執行緒網路分區內專屬的 Thread 介面。EID 與 Thread 網路拓撲無關。

常見的 icast 類型如下。

連結本機位址 (LLA)
這個 EID 可識別可由單一無線電傳輸項目觸及的 Thread 介面。
示例	fe80::54db:881c:3845:57f4
ID	基在 802.15.4 加強地址
範圍	連結當地
詳細資料	用來探索鄰居、設定連結，以及交換路線資訊 不是可路由傳送的地址 一律為 fe80::/16 前置字串

網格-本機 EID (ML-EID)
EID 用於識別 Thread 介面的 EID，與網路拓撲無關。用於到達同一個執行緒分區中的執行緒介面。又稱為「專屬當地地址」(ULA)。
示例	fde5:8dba:82e1:1:416:993c:8399:35ab
ID	隨機決定，在稽核完成後選擇
範圍	網格-本地
詳細資料	未隨著拓撲變更而改變 應用於應用程式 一律為前置字串 fd00::/8

轉送定位器 (RLOC)
根據其在網路拓撲中的位置，識別一個執行緒介面。
示例	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:1001
ID	0000:00ff:fe00:RLOC16
範圍	網格-本地
詳細資料	裝置連接至網路時產生 用於在 Thread 網路中提供 IPv6 資料圖表 拓撲改變 應用程式通常未使用

Anycast Locator (ALOC)
在不明目的地的 RLOC 不明的情況下，透過 RLOC 查詢識別 Thread 介面。
示例	fde5:8dba:82e1:1::ff:fe00:fc01
ID	0000:00ff:fe00:fcXX
範圍	網格-本地
詳細資料	fcXX = ALOC 目的地，可查詢適當的 RLOC 應用程式通常未使用

全球單播位址 (GUA)
這個 EID 可用於識別全域範圍中的 Thread 介面，而非 Thread 網路。
示例	2000::54db:881c:3845:57f4
ID	SLAAC — 由裝置本身隨機指派 DHCP — 由 DHCPv6 伺服器指派 手動 - 由應用程式層指派
範圍	全域
詳細資料	公開 IPv6 位址 一律為 2000::/3 前置字串

多播

使用多播功能，可將資訊一次傳送到多個裝置上。在 Thread 網路中，特定位址會預留給多部裝置，供不同裝置群組使用 (視範圍而定)。

IPv6 位址	範圍	運送地址：
ff02::1	連結當地	所有 FTD 和 MED
ff02::2	連結當地	所有 FTD
ff03::1	網格-本地	所有 FTD 和 MED
ff03::2	網格-本地	所有 FTD

您可能會注意到，上述多播資料表中的休眠裝置 (SED) 並不包含收件者。相反地，Thread 會定義所有執行緒節點 (包括 SED) 使用的 link-local 和 Realm-local 範圍單向前置字串 IPv6 多播位址。這些多播位址會因 Thread 網路而異，因為此版本是以 Uniicast 的 Mesh-Local 前置字串建構而成 (如要進一步瞭解 iuncast 前置字串式 IPv6 多播位址，請參閱 RFC 3306)。

執行緒裝置也支援任意範圍以外的範圍。

Anycast

如果不知道目的地的 RLOC，則會使用 Anycast 將流量轉送至 Thread 介面。Anycast Locator (ALOC) 可識別執行緒分區中多個介面的位置。ALOC 的最後 16 位元稱為 ALOC16，格式為 0xfcXX，代表 ALOC 的類型。

例如，0xfc01 和 0xfc0f 之間的 ALOC16 會保留給 DHCPv6 代理程式使用。如果特定的 DHCPv6 代理程式 RLOC 不明 (可能是因為網路拓撲已變更)，系統可能會向 DHCPv6 代理程式 ALOC 傳送訊息以取得 RLOC。

Thread 會定義下列 ALOC16 值：

ALOC16	類型
0xfc00	領導者
0xfc01 - 0xfc0f	DHCPv6 代理程式
0xfc10 - 0xfc2f	服務
0xfc30 - 0xfc37	主席
0xfc40 - 0xfc4e	Neighbor Discovery 代理程式
0xfc38 - 0xfc3f 0xfc4f – 0xfcff	預留

複習內容

涵蓋內容：

• 執行緒網路由三個範圍組成：連結本機、網格-本機和全域
• Thread 裝置有多個單點 IPv6 位址
  • RLOC 代表裝置在 Thread 網路中的位置
  • 分區內的 Thread 裝置獨有的 ML-EID，且應由應用程式使用
• Thread 使用多播將資料轉送到節點群組和路由器群組
• 目的地的 RLOC 不明時，執行緒使用 Anycast

如要進一步瞭解 Thread 的 IPv6 位址，請參閱 Thread 規格第 5.2 和 5.3 節。

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