Chọn thiết bị mở rộng mạng lưới

Xem nguồn trên GitHub

Tập hợp thống trị được kết nối

OT Connected Dominating Set
Ví dụ về một Tập hợp thống trị được kết nối

Bộ mở rộng mạng lưới phải tạo thành một Tập hợp thống trị được kết nối (CDS), tức là:

  1. Chỉ có một đường dẫn Mesh Extender giữa hai Mesh Extender bất kỳ.
  2. Bất kỳ Mesh Extender nào trong mạng Thread đều có thể kết nối với bất kỳ Mesh Extender nào khác bằng cách duy trì hoàn toàn trong nhóm Mesh Extender.
  3. Mọi Thiết bị cuối trong mạng Thread đều được kết nối trực tiếp với một Bộ mở rộng mạng dạng lưới.

Một thuật toán phân tán duy trì CDS, đảm bảo mức độ dự phòng tối thiểu. Ban đầu, mọi thiết bị đều kết nối với mạng dưới dạng Thiết bị đầu cuối (Thiết bị con). Khi trạng thái của mạng Thread thay đổi, thuật toán sẽ thêm hoặc xoá Bộ mở rộng mạng dạng lưới để duy trì CDS.

Thread thêm Bộ mở rộng mạng lưới vào:

  • Tăng phạm vi phủ sóng nếu mạng dưới ngưỡng 16 Bộ mở rộng mạng
  • Tăng tính đa dạng của đường dẫn
  • Duy trì mức dự phòng tối thiểu
  • Mở rộng phạm vi kết nối và hỗ trợ nhiều trẻ em hơn

Thread sẽ xoá Bộ mở rộng mạng dạng lưới (chuyển chúng sang chế độ chờ Bộ mở rộng có khả năng (ECD)) để:

  • Giữ trạng thái Định tuyến dưới mức tối đa là 32 Bộ mở rộng mạng lưới
  • Cho phép Bộ mở rộng mạng lưới mới ở những nơi khác trong mạng khi cần

Nâng cấp lên Bộ mở rộng mạng lưới

Sau khi kết nối với mạng Thread, một thiết bị con là Thiết bị có khả năng mở rộng có thể chọn trở thành Bộ mở rộng mạng lưới. Trước khi bắt đầu quy trình Yêu cầu liên kết MLE, Thiết bị con sẽ gửi thông báo Yêu cầu địa chỉ đến Thiết bị chính, yêu cầu Mã nhận dạng bộ định tuyến. Nếu Leader chấp nhận, Leader sẽ phản hồi bằng Router ID và Child sẽ nâng cấp lên Mesh Extender.

Sau đó, quy trình Yêu cầu liên kết MLE được dùng để thiết lập các đường liên kết Mesh Extender hai chiều với các Mesh Extender lân cận.

  1. Bộ mở rộng mạng lưới mới sẽ gửi một Yêu cầu liên kết truyền tin đa hướng đến các Bộ mở rộng mạng lưới lân cận.
  2. Bộ mở rộng mạng lưới phản hồi bằng thông báo Chấp nhận và yêu cầu liên kết.
  3. Bộ mở rộng mạng lưới mới sẽ phản hồi từng Bộ mở rộng mạng lưới bằng một thông báo Link Accept (Chấp nhận liên kết) truyền đơn hướng để thiết lập liên kết Bộ mở rộng mạng lưới.

Yêu cầu liên kết là yêu cầu của Bộ mở rộng mạng lưới đến tất cả các Bộ mở rộng mạng lưới khác trong mạng Thread. Khi lần đầu tiên trở thành Bộ mở rộng mạng, thiết bị sẽ gửi một Yêu cầu liên kết truyền tin đa hướng đến ff02::2. Sau đó, sau khi phát hiện các Bộ mở rộng mạng lưới khác thông qua Quảng cáo MLE, các thiết bị sẽ gửi Yêu cầu liên kết đơn hướng.

OT MLE Link Request
Nội dung thông báo yêu cầu liên kết
Phiên bản Phiên bản giao thức Thread
Thử thách Kiểm tra tính kịp thời của Phản hồi liên kết để ngăn chặn các cuộc tấn công phát lại
Địa chỉ nguồn RLOC16 của người gửi
Leader Data Thông tin về Thiết bị mở rộng mạng lưới dạng ô của Thiết bị dẫn đầu, được lưu trữ trên thiết bị gửi (RLOC, Mã phân vùng, Trọng số phân vùng)

Thông báo Chấp nhận và yêu cầu liên kết là sự kết hợp giữa thông báo Chấp nhận liên kết và Yêu cầu liên kết. Luồng sử dụng phương pháp tối ưu hoá này trong quy trình Yêu cầu liên kết MLE để giảm số lượng thông báo từ 4 xuống 3.

OT MLE Link Accept and Request

Link Accept là một phản hồi đơn hướng cho Link Request từ một Mesh Extender lân cận, cung cấp thông tin về chính nó và chấp nhận yêu cầu liên kết đến Mesh Extender lân cận.

OT MLE Link Accept
Nội dung của thông báo chấp nhận yêu cầu liên kết
Phiên bản Phiên bản giao thức Thread
Đáp Kiểm tra tính kịp thời của Phản hồi liên kết để ngăn chặn các cuộc tấn công phát lại
Bộ đếm khung liên kết Bộ đếm khung 802.15.4 trên người gửi
Bộ đếm khung MLE Bộ đếm khung MLE trên người gửi
Địa chỉ nguồn RLOC16 của người gửi
Leader Data Thông tin về Thiết bị mở rộng mạng lưới dạng ô của Thiết bị chính, được lưu trữ trên thiết bị gửi (RLOC, Mã nhận dạng phân vùng, Trọng số phân vùng)

Hạ cấp xuống Thiết bị có khả năng mở rộng ở chế độ chờ

Khi Bộ mở rộng mạng dạng lưới hạ cấp xuống Bộ mở rộng có khả năng ở chế độ chờ, các đường liên kết Bộ mở rộng mạng dạng lưới sẽ bị ngắt kết nối và thiết bị sẽ bắt đầu quy trình MLE Attach để thiết lập đường liên kết Con-Cha.

Hãy xem phần Tham gia mạng hiện có để biết thêm thông tin về quy trình MLE Attach.

Trong một số trường hợp, bạn có thể cần thiết lập một đường liên kết nhận một chiều.

Sau khi bạn đặt lại Bộ mở rộng mạng lưới, các Bộ mở rộng mạng lưới lân cận vẫn có thể có một đường liên kết nhận hợp lệ với Bộ mở rộng mạng lưới đã đặt lại. Trong trường hợp này, Mesh Extender được đặt lại sẽ gửi thông báo Yêu cầu liên kết để thiết lập lại mối liên kết Mesh Extender hiện có.

Thiết bị đầu cuối cũng có thể muốn thiết lập một đường liên kết nhận với các Bộ mở rộng mạng dạng lưới không phải là Thiết bị chính ở gần để cải thiện độ tin cậy của truyền tin đa hướng. Chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về vấn đề này khi chuyển sang phần Định tuyến truyền tin đa hướng.

Tóm tắt

Kiến thức bạn học được:

  • Các Bộ mở rộng mạng lưới trong mạng Thread phải tạo thành một Tập hợp thống trị được kết nối (CDS)
  • Bạn có thể nâng cấp Thiết bị có khả năng mở rộng (ECD) thành Bộ mở rộng mạng lưới hoặc hạ cấp thành ECD ở chế độ chờ để duy trì CDS
  • Quy trình Yêu cầu liên kết MLE được dùng để thiết lập các đường liên kết Bộ mở rộng mạng dạng lưới

Kiểm tra kiến thức của bạn

Quy tắc nào trong số này không được thực thi bởi một Tập hợp thống trị được kết nối (CDS)?
Chỉ có một đường dẫn Mesh Extender giữa hai Mesh Extender bất kỳ.
Sai.
Bất kỳ Mesh Extender nào trong mạng Thread đều có thể kết nối với bất kỳ Mesh Extender nào khác bằng cách hoàn toàn nằm trong nhóm Mesh Extender.
Sai.
Mọi Thiết bị cuối trong mạng Thread đều được kết nối trực tiếp với một Bộ mở rộng mạng dạng lưới.
Sai.
Chỉ có một Bộ mở rộng mạng lưới trong mạng Thread có thể là Bộ định tuyến biên.
Chính xác. Một mạng Thread có thể có nhiều Bộ định tuyến biên.
Tại sao Bộ mở rộng mạng lưới có thể bị gỡ bỏ (tức là hạ cấp xuống Thiết bị có khả năng hoạt động như bộ mở rộng ở chế độ chờ) khỏi mạng giao thức Thread?
Để giữ trạng thái Định tuyến dưới mức tối đa là 32 Bộ mở rộng mạng.
Chính xác. Mạng Thread cố gắng duy trì số lượng Mesh Extender tối ưu. Số lượng Bộ mở rộng mạng lưới tối đa mà bất kỳ mạng Thread nào cũng nên có là 32.
Để giải phóng các kênh.
Sai. Số lượng Bộ mở rộng mạng lưới không liên quan đến mức sử dụng kênh hoặc dung lượng.
Cho phép chọn Bộ mở rộng mạng lưới mới ở các phần khác của mạng khi cần.
Chính xác. Việc giảm số lượng Bộ mở rộng mạng dạng lưới ở một phần của mạng Thread sẽ làm tăng khả năng tăng cường dung lượng định tuyến ở những nơi khác.
Điều gì phải xảy ra trước khi một Thiết bị có khả năng mở rộng đang cố gắng trở thành một Bộ mở rộng mạng có thể thiết lập các đường liên kết trực tiếp với các Bộ mở rộng mạng khác?
Thiết bị có khả năng mở rộng phải gửi thông báo Yêu cầu địa chỉ đến Leader mạng.
Chính xác.
Thiết bị chính phải cấp Mã nhận dạng bộ định tuyến cho Thiết bị có khả năng mở rộng.
Chính xác. Nếu không có Mã nhận dạng bộ định tuyến, Thiết bị có khả năng mở rộng vẫn là Thiết bị cuối (Thiết bị con).
Thiết bị có khả năng mở rộng phải gửi Yêu cầu liên kết MLE.
Sai. Yêu cầu liên kết MLE là cách thiết bị thiết lập các đường liên kết đến các Bộ mở rộng mạng lưới khác sau khi thiết bị trở thành Bộ mở rộng mạng lưới.
Câu nào sau đây mô tả chính xác những gì xảy ra khi Bộ mở rộng mạng lưới hạ cấp?
Thiết bị sẽ tự động duy trì kết nối với mạng nhưng ở chế độ Trẻ (Thiết bị có khả năng hoạt động ở chế độ chờ của Bộ mở rộng).
Sai. Có nhiều bước hơn khi Bộ mở rộng mạng lưới dạng ô hạ cấp.
Thiết bị phải bắt đầu quy trình Đính kèm MLE để thiết lập một kết nối mới với mạng.
Chính xác. Một thiết bị hạ cấp từ Mesh Extender xuống Extender-Capable Device ở chế độ chờ sẽ bị ngắt kết nối và phải thương lượng lại kết nối với mạng.
Quy trình nào được dùng để thiết lập các đường liên kết Bộ mở rộng mạng?
Quy trình yêu cầu liên kết MLE.
Chính xác.
Quy trình Chấp nhận và Yêu cầu liên kết.
Sai. Không có quy trình Chấp nhận và yêu cầu liên kết. Các thông báo Chấp nhận và Yêu cầu liên kết được Mesh Extender gửi để phản hồi thông báo Yêu cầu liên kết trong quy trình Yêu cầu liên kết MLE.
Quy trình Đính kèm MLE.
Sai. Quy trình MLE Attach là quy trình mà một thiết bị kết nối với mạng Thread hiện có.
Trước
Khám phá và hình thành mạng