Verbundenes Dominating Set
Mesh-Repeater müssen ein verbundenes Dominating Set (Connected Dominating Set, CDS) bilden. Das bedeutet:
- Zwischen zwei beliebigen Mesh-Repeatern gibt es einen Pfad, der nur aus Mesh-Repeatern besteht.
- Jeder Mesh-Repeater in einem Thread-Netzwerk kann jeden anderen Mesh-Repeater erreichen, ohne das Set der Mesh-Repeater zu verlassen.
- Jedes Endgerät in einem Thread-Netzwerk ist direkt mit einem Mesh-Repeater verbunden.
Ein verteilter Algorithmus verwaltet das CDS und sorgt so für ein Mindestmaß an Redundanz. Jedes Gerät wird zunächst als Endgerät (untergeordnetes Gerät) mit dem Netzwerk verbunden. Wenn sich der Status des Thread-Netzwerks ändert, fügt der Algorithmus Mesh-Repeater hinzu oder entfernt sie, um das CDS aufrechtzuerhalten.
Thread fügt Mesh-Repeater hinzu, um:
- die Abdeckung zu erhöhen, wenn das Netzwerk unter dem Schwellenwert von 16 Mesh-Repeatern liegt
- die Pfadvielfalt zu erhöhen
- ein Mindestmaß an Redundanz aufrechtzuerhalten
- die Konnektivität zu erweitern und mehr untergeordnete Geräte zu unterstützen
Thread entfernt Mesh-Repeater (und wechselt sie in den Standby-Modus für Repeater-fähige Geräte), um:
- den Routing-Status unter dem Maximum von 32 Mesh-Repeatern zu halten
- bei Bedarf neue Mesh-Repeater in anderen Teilen des Netzwerks zu ermöglichen
Upgrade auf einen Mesh-Repeater
Nachdem ein untergeordnetes Gerät, das ein Repeater-fähiges Gerät ist, mit einem Thread-Netzwerk verbunden wurde, kann es sich entscheiden, ein Mesh-Repeater zu werden. Bevor der MLE-Verknüpfungsanfrageprozess gestartet wird, sendet das untergeordnete Gerät eine Adressanfrage an den Leader und fordert eine Router-ID an. Wenn der Leader die Anfrage akzeptiert, antwortet er mit einer Router-ID und das untergeordnete Gerät wird zu einem Mesh-Repeater.
Der MLE-Verknüpfungsanfrageprozess wird dann verwendet, um bidirektionale Mesh-Repeater-Verknüpfungen mit benachbarten Mesh-Repeatern herzustellen.
- Der neue Mesh-Repeater sendet eine Multicast-Verknüpfungsanfrage an benachbarte Mesh-Repeater.
- Mesh-Repeater antworten mit Verknüpfungsannahme- und Anfrage Nachrichten.
- Der neue Mesh-Repeater antwortet jedem Mesh-Repeater mit einer Unicast-Verknüpfungs annahme, um die Mesh-Repeater-Verknüpfung herzustellen.
1. Verknüpfungsanfrage
Eine Verknüpfungsanfrage ist eine Anfrage des Mesh-Repeaters an alle anderen Mesh-Repeater im Thread-Netzwerk. Wenn das Gerät zum ersten Mal ein Mesh-Repeater wird, sendet es eine Multicast-Verknüpfungsanfrage an ff02::2. Nachdem die anderen Mesh-Repeater über MLE-Ankündigungen ermittelt wurden, senden die Geräte Unicast-Verknüpfungsanfragen.
| Inhalt der Verknüpfungsanfragenachricht | |
|---|---|
| Version | Thread-Protokollversion |
| Challenge | Testet die Aktualität der Verknüpfungsantwort, um Replay Angriffe zu verhindern |
| Quell Adresse | RLOC16 des Absenders |
| Leader Daten | Informationen zum Leader des Mesh-Repeaters, wie sie auf dem Absender gespeichert sind (RLOC, Partitions-ID, Partitionsgewicht) |
2. Verknüpfungsannahme und -anfrage
Eine Verknüpfungsannahme und -anfrage ist eine Kombination aus den Nachrichten „Verknüpfungsannahme“ und „Verknüpfungsanfrage“. Thread verwendet diese Optimierung im MLE-Verknüpfungsanfrageprozess, um die Anzahl der Nachrichten von vier auf drei zu reduzieren.
3. Verknüpfungsannahme
Eine Verknüpfungsannahme ist eine Unicast-Antwort auf eine Verknüpfungsanfrage von einem benachbarten Mesh-Repeater, die Informationen über sich selbst enthält und die Verknüpfung zum benachbarten Mesh-Repeater akzeptiert.
| Inhalt der Verknüpfungsannahmenachricht | |
|---|---|
| Version | Thread-Protokollversion |
| Antwort | Testet die Aktualität der Verknüpfungsantwort, um Replay Angriffe zu verhindern |
| Verknüpfungs-Frame Zähler | 802.15.4-Frame-Zähler auf dem Absender |
| MLE-Frame Zähler | MLE-Frame-Zähler auf dem Absender |
| Quell Adresse | RLOC16 des Absenders |
| Leader Daten | Informationen zum Leader des Mesh-Repeaters, wie sie auf dem Absender gespeichert sind (RLOC, Partitions-ID, Partitionsgewicht) |
Downgrade auf ein Repeater-fähiges Standby-Gerät
Wenn ein Mesh-Repeater auf ein Repeater-fähiges Standby-Gerät herabgestuft wird, werden seine Mesh-Repeater-Verknüpfungen getrennt und das Gerät initiiert den MLE-Verbindungsprozess, um eine untergeordnete/übergeordnete Verknüpfung herzustellen.
Weitere Informationen zum MLE-Verbindungsprozess finden Sie unter Mit einem vorhandenen Netzwerk verbinden.
Einseitige Empfangsverknüpfungen
In einigen Fällen kann es erforderlich sein, eine einseitige Empfangsverknüpfung herzustellen.
Nach dem Zurücksetzen eines Mesh-Repeaters haben benachbarte Mesh-Repeater möglicherweise noch eine gültige Empfangsverknüpfung mit dem zurückgesetzten Mesh-Repeater. In diesem Fall sendet der zurückgesetzte Mesh-Repeater eine Verknüpfungsanfragenachricht, um die vorhandene Mesh-Repeater-Verknüpfung wiederherzustellen.
Ein Endgerät kann auch eine Empfangsverknüpfung mit benachbarten Mesh-Repeatern herstellen, die nicht übergeordnet sind, um die Multicast-Zuverlässigkeit zu verbessern. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Multicast-Routing.
Zusammenfassung
Das haben Sie gelernt:
- Mesh-Repeater in einem Thread-Netzwerk müssen ein verbundenes Dominating Set (CDS) bilden.
- Repeater-fähige Geräte können auf Mesh-Repeater aktualisiert oder auf Repeater-fähige Standby-Geräte herabgestuft werden, um das CDS aufrechtzuerhalten.
- Der MLE-Verknüpfungsanfrageprozess wird verwendet, um Mesh-Repeater-Verknüpfungen herzustellen.