רשתות Thread
רשתות Thread מזוהות באמצעות שלושה מזהים ייחודיים:
- מזהה רשת אישית (PAN) באורך 2 בייט
- מזהה רשת אישית (PAN) מורחב (XPAN ID) באורך 8 בייט
- שם הרשת שקריא לאנשים
לדוגמה, לרשת Thread יכולים להיות המזהים הבאים:
| מזהה | ערך |
|---|---|
| מזהה רשת אישית (PAN) | 0xBEEF |
| מזהה XPAN | 0xBEEF1111CAFE2222 |
| שם הרשת | yourThreadCafe |
כשיוצרים רשת Thread חדשה או מחפשים רשת קיימת כדי להצטרף אליה, מכשיר Thread מבצע סריקה פעילה של רשתות 802.15.4 בטווח הרדיו:
- המכשיר משדר בקשת Beacon 802.15.4 בערוץ ספציפי.
- בתמורה, כל מכשיר שיכול לשמש כמאריך טווח (ECDs) שנמצא בטווח משדר אות Beacon שמכיל את מזהה ה-PAN, מזהה ה-XPAN ושם הרשת של רשת Thread.
- המכשיר חוזר על שני השלבים הקודמים לכל ערוץ.
אחרי שמכשיר Thread מגלה את כל הרשתות שנמצאות בטווח, הוא יכול להתחבר לרשת קיימת או ליצור רשת חדשה אם לא נמצאו רשתות.
יצירת קישור לרשת Mesh
פרוטוקול Thread משתמש בפרוטוקול Mesh Link Establishment (MLE) כדי להגדיר קישורים ולהפיץ מידע על הרשת למכשירי Thread.
בהגדרת הקישור, MLE משמש ל:
- איתור קישורים למכשירים סמוכים
- קביעת איכות הקישורים למכשירים סמוכים
- יצירת קישורים למכשירים סמוכים
- ניהול משא ומתן עם עמיתים לגבי פרמטרים של קישור (סוג המכשיר, מוני פריימים, פסק זמן)
ה-MLE מפיץ את סוגי המידע הבאים למכשירים שרוצים ליצור קישורים:
- נתוני הלידר (מיקום הלידר, מזהה המחיצה, משקל המחיצה)
- נתוני רשת (קידומות ברשת, הגדרה אוטומטית של כתובות, מסלולים ספציפיים יותר)
- הפצת מסלולים
הפצת המסלולים ב-Thread דומה ל-Routing Information Protocol (פרוטוקול מידע על ניתוב, RIP), שהוא פרוטוקול ניתוב של וקטור מרחק.
יצירת רשת חדשה
אם המכשיר בוחר ליצור רשת חדשה, הוא בוחר את הערוץ הכי פחות עמוס ואת מזהה ה-PAN שלא נמצא בשימוש ברשתות אחרות, ואז הוא הופך למרחיב רשת Mesh ובוחר בעצמו להיות המנהל. המכשיר הזה שולח הודעות פרסום של MLE למכשירים אחרים בתקן 802.15.4 כדי לעדכן אותם לגבי מצב הקישור שלו, ומגיב לבקשות Beacon של מכשירי Thread אחרים שמבצעים סריקה פעילה.
הצטרפות לרשת קיימת
אם המכשיר בוחר להצטרף לרשת קיימת, הוא מגדיר את הערוץ, ה-PAN ID, ה-XPAN ID ושם הרשת כך שיתאימו לאלה של רשת היעד באמצעות Thread Commissioning, ואז עובר את תהליך ה-MLE Attach כדי להתחבר כמכשיר צאצא (מכשיר קצה). התהליך הזה משמש לקישורים מסוג 'ילד-הורה'.
- הילד שולח שידור מרובה משתתפים של בקשת הורה לכל המכשירים הסמוכים שיכולים לשמש כמגדילי טווח ברשת היעד.
- כל ה-Mesh Extenders הסמוכים (וכל ה-ECD במצב המתנה, אם מסכת הסריקה של בקשת ההורה כוללת ECD במצב המתנה) שולחים תגובות הורה עם מידע על עצמם.
- הילד או הילדה בוחרים מכשיר של הורה ושולחים אליו בקשת מזהה ילד.
- ההורה שולח תשובה עם מזהה הילד או הילדה כדי לאשר את יצירת הקישור.
1. בקשת הורה
בקשת הורה היא בקשת מולטיקאסט מהמכשיר המצורף, שמשמשת לגילוי מכשירים סמוכים עם יכולת הרחבה ברשת היעד.
| תוכן ההודעה של בקשת ההורה | |
|---|---|
| המצב | תיאור המכשיר המצורף |
| אתגר | בודק את מהירות התגובה של ההורה כדי למנוע התקפות חוזרות |
| סריקת מסכה | המגבלה חלה רק על מכשירי Mesh Extender או על כל המכשירים שיכולים לשמש כ-Extender |
2. תגובת הורה
תגובת הורה היא תגובת unicast לבקשת הורה, שמספקת מידע על מכשיר עם יכולת הרחבה למכשיר המצורף.
| תוכן ההודעה של ההורה | |
|---|---|
| גרסה | גרסת פרוטוקול Thread |
| תשובה | עותק של האתגר לבקשת הורה |
| Link Frame Counter | מונה הפריימים 802.15.4 במכשיר עם יכולת הרחבה |
| MLE Frame Counter | מונה פריימים של MLE במכשיר עם יכולת הרחבה |
| כתובת מקור | RLOC16 של המכשיר עם יכולת הרחבה |
| קישור שוליים | קבלת נתונים על איכות האות של המכשיר עם יכולת ההרחבה |
| קישוריות | מתאר את רמת הקישוריות של המכשיר עם יכולת הרחבה |
| נתוני מנהיגות | מידע על המכשיר הראשי של מכשיר עם יכולת הרחבה |
| אתגר | בודק את העיתוי של בקשת מזהה הילד כדי למנוע מתקפות שידור חוזר |
3. בקשה למזהה צאצא
בקשת מזהה של מכשיר צאצא היא בקשת שידור יחיד מהמכשיר המצורף (הצאצא) שנשלחת למכשיר שיכול לשמש כמרחיב (ההורה) כדי ליצור קישור צאצא-הורה. אם הבקשה נשלחת למכשיר במצב המתנה שיכול לשמש כנקודת גישה, הוא משדרג את עצמו לנקודת גישה לרשת Mesh לפני שהוא מאשר את הבקשה.
| תוכן הודעת הבקשה למזהה צאצא | |
|---|---|
| גרסה | גרסת פרוטוקול Thread |
| תשובה | עותק של אתגר התגובה של ההורה |
| Link Frame Counter | מונה הפריימים 802.15.4 במכשיר הצאצא |
| MLE Frame Counter | מונה פריימים של MLE בחשבון המשני |
| המצב | מתאר את הילד |
| פסק זמן | משך חוסר הפעילות לפני שההורה מסיר את הילד או הילדה |
| כתובת רישום (MEDs ו-SEDs בלבד) | רישום של כתובות IPv6 |
4. תשובה עם מזהה צאצא
תגובה עם מזהה ילד היא תגובה בשידור יחיד מההורה שנשלחת לילד כדי לאשר שנוצר קישור בין הילד להורה.
| התוכן של הודעת התגובה עם מזהה הצאצא | |
|---|---|
| כתובת מקור | כתובת RLOC16 של ההורה |
| Address16 | מיקום אזורי של ילד/ה (RLOC16) |
| נתוני מנהיגים | מידע על המנהיג של ההורה (RLOC, מזהה המחיצה, משקל המחיצה) |
| נתוני רשת | מידע על רשת Thread (קידומות on-mesh, הגדרה אוטומטית של כתובות, מסלולים ספציפיים יותר) |
| נתיב (במצב המתנה של ECD בלבד) | הפצת מסלולים |
| פסק זמן | משך חוסר הפעילות לפני שההורה מסיר את הילד או הילדה |
| רישום כתובת (MEDs ו-SEDs בלבד) | אישור הכתובות הרשומות |
Recap
מה למדתם:
- מכשיר Thread מבצע סריקה פעילה של רשתות קיימות
- פרוטוקול Thread משתמש ב-Mesh Link Establishment כדי להגדיר קישורים ולהפיץ מידע על מכשירי רשת
- הודעות פרסום של MLE מודיעות למכשירי Thread אחרים על מצב הרשת והקישור של המכשיר
- תהליך הצירוף של MLE יוצר קישורים בין ילדים להורים