Mạng Thread
Mạng Thread được xác định bằng 3 giá trị nhận dạng riêng biệt:
- Mã nhận dạng mạng cá nhân (PAN ID) gồm 2 byte
- Mã nhận dạng mạng cá nhân mở rộng (XPAN ID) gồm 8 byte
- Tên mạng mà con người có thể đọc được
Ví dụ: một mạng Thread có thể có các giá trị nhận dạng sau:
| Số nhận dạng | Giá trị |
|---|---|
| Số tài khoản vĩnh viễn | 0xBEEF |
| Mã XPAN | 0xBEEF1111CAFE2222 |
| Tên mạng | yourThreadCafe |
Khi tạo mạng Thread mới hoặc tìm kiếm mạng Thread hiện có để tham gia, thiết bị Thread sẽ thực hiện quá trình quét chủ động cho các mạng 802.15.4 trong phạm vi vô tuyến:
- Thiết bị phát Yêu cầu báo hiệu 802.15.4 trên một Kênh cụ thể.
- Đổi lại, mọi Thiết bị có khả năng mở rộng (ECD) trong phạm vi đều phát một Beacon chứa PAN ID, XPAN ID và Tên mạng của mạng Thread.
- Thiết bị sẽ lặp lại hai bước trước đó cho từng Kênh.
Sau khi phát hiện tất cả các mạng trong phạm vi, thiết bị Thread có thể kết nối với một mạng hiện có hoặc tạo một mạng mới nếu không phát hiện được mạng nào.
Thiết lập mối liên kết mạng lưới
Thread sử dụng giao thức Thiết lập đường liên kết dạng lưới (MLE) để định cấu hình các đường liên kết và truyền bá thông tin về mạng cho các thiết bị Thread.
Trong cấu hình liên kết, MLE được dùng để:
- Khám phá các đường liên kết đến các thiết bị lân cận
- Xác định chất lượng của các đường liên kết đến các thiết bị lân cận
- Thiết lập mối liên kết với các thiết bị lân cận
- Đàm phán các tham số liên kết (loại thiết bị, bộ đếm khung hình, thời gian chờ) với các thiết bị ngang hàng
MLE truyền bá các loại thông tin sau đến những thiết bị muốn thiết lập đường liên kết:
- Dữ liệu về phân vùng chính (RLOC của phân vùng chính, Mã phân vùng, Trọng số phân vùng)
- Dữ liệu mạng (tiền tố trên lưới, tự động định cấu hình địa chỉ, các tuyến đường cụ thể hơn)
- Truyền tuyến đường
Việc truyền tuyến trong Thread hoạt động tương tự như Giao thức thông tin định tuyến (RIP), một giao thức định tuyến vectơ khoảng cách.
Tạo mạng mới
Nếu chọn tạo một mạng mới, thiết bị sẽ chọn Kênh ít bận nhất và PAN ID không được các mạng khác sử dụng, sau đó trở thành Bộ mở rộng mạng lưới và tự chọn làm Trưởng nhóm. Thiết bị này gửi thông báo MLE đến các thiết bị 802.15.4 khác để thông báo cho chúng về trạng thái liên kết của thiết bị, đồng thời phản hồi các Yêu cầu về tín hiệu của các thiết bị Thread khác đang thực hiện quá trình quét chủ động.
Tham gia một mạng hiện có
Nếu chọn tham gia một mạng hiện có, thiết bị sẽ định cấu hình Kênh, PAN ID, XPAN ID và Tên mạng sao cho khớp với mạng mục tiêu thông qua quy trình Thiết lập Thread, sau đó trải qua quy trình MLE Attach để đính kèm dưới dạng Thiết bị con (Thiết bị đầu cuối). Quy trình này được dùng cho mối liên kết giữa trẻ và cha mẹ.
- Thiết bị con gửi một Yêu cầu của thiết bị mẹ truyền tin đa hướng đến tất cả các Thiết bị có khả năng mở rộng lân cận trong mạng mục tiêu.
- Tất cả các Bộ mở rộng mạng lưới lân cận (và ECD ở chế độ chờ, nếu Parent Request Scan Mask bao gồm ECD ở chế độ chờ) đều gửi Parent Responses (Phản hồi của thiết bị mẹ) kèm theo thông tin về chính chúng.
- Trẻ chọn một thiết bị của Cha mẹ và gửi Yêu cầu về mã nhận dạng trẻ đến thiết bị đó.
- Phần tử Mẹ gửi Phản hồi mã nhận dạng con để xác nhận việc thiết lập mối liên kết.
1. Yêu cầu của cha mẹ
Yêu cầu của thiết bị mẹ là một yêu cầu truyền tin đa hướng từ thiết bị đính kèm, được dùng để khám phá các Thiết bị có khả năng mở rộng lân cận trong mạng mục tiêu.
| Nội dung tin nhắn yêu cầu của cha mẹ | |
|---|---|
| Chế độ | Mô tả thiết bị đính kèm |
| Thử thách | Kiểm tra tính kịp thời của Phản hồi của cha mẹ để ngăn chặn các cuộc tấn công phát lại |
| Mặt nạ quét | Giới hạn yêu cầu chỉ đối với Bộ mở rộng mạng dạng lưới hoặc đối với tất cả Thiết bị có khả năng mở rộng |
2. Phản hồi của cha mẹ
Parent Response (Phản hồi của thiết bị gốc) là một phản hồi đơn hướng đối với Parent Request (Yêu cầu của thiết bị gốc) nhằm cung cấp thông tin về Extender-Capable Device (Thiết bị có khả năng mở rộng) cho thiết bị đang kết nối.
| Nội dung tin nhắn phản hồi của cha mẹ | |
|---|---|
| Phiên bản | Phiên bản giao thức Thread |
| Đáp | Bản sao của Thử thách yêu cầu của cha mẹ |
| Bộ đếm khung liên kết | Bộ đếm khung 802.15.4 trên thiết bị có khả năng mở rộng |
| Bộ đếm khung MLE | Bộ đếm khung MLE trên thiết bị có khả năng mở rộng |
| Địa chỉ nguồn | RLOC16 của Thiết bị có khả năng mở rộng |
| Đường liên kết Lề | Nhận chất lượng tín hiệu của Thiết bị có thể mở rộng |
| Khả năng kết nối | Mô tả mức độ kết nối của Thiết bị có khả năng mở rộng |
| Dữ liệu của người dẫn đầu | Thông tin về thiết bị có khả năng mở rộng |
| Thử thách | Kiểm tra tính kịp thời của Yêu cầu mã nhận dạng con để ngăn chặn các cuộc tấn công phát lại |
3. Yêu cầu về mã nhận dạng trẻ em
Yêu cầu về mã nhận dạng thiết bị con là một yêu cầu truyền đơn hướng từ thiết bị đính kèm (Thiết bị con) được gửi đến Thiết bị có khả năng mở rộng (Thiết bị mẹ) nhằm mục đích thiết lập mối liên kết giữa Thiết bị con và Thiết bị mẹ. Nếu yêu cầu được gửi đến một Thiết bị có khả năng mở rộng ở chế độ chờ, thì thiết bị đó sẽ tự nâng cấp lên Bộ mở rộng mạng lưới trước khi chấp nhận yêu cầu.
| Nội dung của thông báo yêu cầu mã nhận dạng trẻ em | |
|---|---|
| Phiên bản | Phiên bản giao thức Thread |
| Đáp | Bản sao của Thử thách dành cho phản hồi của cha mẹ |
| Bộ đếm khung liên kết | Bộ đếm khung 802.15.4 trên thiết bị con |
| Bộ đếm khung MLE | Bộ đếm khung hình MLE trên trẻ |
| Chế độ | Mô tả Đứa trẻ |
| Hết thời gian chờ | Khoảng thời gian không hoạt động trước khi Cha mẹ xoá Trẻ |
| Địa chỉ đăng ký (chỉ dành cho MED và SED) | Đăng ký địa chỉ IPv6 |
4. Phản hồi mã nhận dạng con
Child ID Response (Phản hồi về mã nhận dạng trẻ) là một phản hồi đơn hướng từ Parent (Thiết bị gốc) được gửi đến Child (Thiết bị con) để xác nhận rằng mối liên kết giữa Child và Parent đã được thiết lập.
| Nội dung thông báo phản hồi mã nhận dạng trẻ em | |
|---|---|
| Địa chỉ nguồn | Parent's RLOC16 |
| Address16 | RLOC16 của trẻ |
| Dữ liệu về người lãnh đạo | Thông tin về Trưởng nhóm chính (RLOC, Mã phân vùng, Trọng số phân vùng) |
| Dữ liệu mạng | Thông tin về mạng Thread (tiền tố trên lưới, tự động định cấu hình địa chỉ, các tuyến đường cụ thể hơn) |
| Tuyến đường (chỉ dành cho ECD ở chế độ chờ) | Truyền tuyến đường |
| Hết thời gian chờ | Khoảng thời gian không hoạt động trước khi Cha mẹ xoá Trẻ |
| Đăng ký địa chỉ (chỉ dành cho MED và SED) | Xác nhận địa chỉ đã đăng ký |
Tóm tắt
Kiến thức bạn học được:
- Thiết bị Thread thực hiện quét chủ động để tìm các mạng hiện có
- Thread sử dụng Mesh Link Establishment để định cấu hình các đường liên kết và truyền bá thông tin về các thiết bị mạng
- Thông báo Quảng cáo MLE thông báo cho các thiết bị Thread khác về trạng thái mạng và trạng thái liên kết của một thiết bị
- Quy trình Đính kèm MLE thiết lập các mối liên kết Con-Cha