Netzwerkerkennung und -bildung

Thread-Netzwerke

Thread-Netzwerke werden durch drei eindeutige Kennungen identifiziert:

• 2-Byte-Personal Area Network-ID (PAN-ID)
• Erweiterte 8-Byte-Netzwerk-ID für den persönlichen Bereich (XPAN-ID)
• Ein für Menschen lesbarer Netzwerkname

Beispielsweise kann ein Thread-Netzwerk die folgenden Bezeichner haben:

Wenn Sie ein neues Thread-Netzwerk erstellen oder nach einem vorhandenen suchen, dem Sie beitreten möchten, führt ein Thread-Gerät einen aktiven Scan für 802.15.4-Netzwerke in Funkreichweite durch:

1. Das Gerät sendet eine 802.15.4-Beacon-Anforderung auf einem bestimmten Kanal.
2. Im Gegenzug senden alle Router oder Router Eligible End Devices (REEDs) in Reichweite ein Beacon, das ihre Thread-Netzwerk-PAN-ID, XPAN-ID und ihren Netzwerknamen enthält.
3. Das Gerät wiederholt die beiden vorherigen Schritte für jeden Kanal.

Sobald ein Thread-Gerät alle Netzwerke in Reichweite erkannt hat, kann es entweder eine Verbindung zu einem vorhandenen Netzwerk herstellen oder ein neues erstellen, wenn keine Netzwerke erkannt werden.

Mesh Link Establishment

Thread verwendet das MLE-Protokoll (Mesh Link Establishment), um Links zu konfigurieren und Informationen über das Netzwerk an Thread-Geräte zu verbreiten.

In der Verbindungskonfiguration wird MLE verwendet, um:

• Entdecken Sie Links zu benachbarten Geräten
• Bestimmen Sie die Qualität der Verbindungen zu benachbarten Geräten
• Stellen Sie Verbindungen zu benachbarten Geräten her
• Verhandeln Sie Verbindungsparameter (Gerätetyp, Frame-Zähler, Timeout) mit Peers

MLE verbreitet die folgenden Arten von Informationen an Geräte, die Links herstellen möchten:

• Leader-Daten (Leader-RLOC, Partitions-ID, Partitionsgewicht)
• Netzwerkdaten (On-Mesh-Präfixe, automatische Adresskonfiguration, spezifischere Routen)
• Routenausbreitung

Die Routenausbreitung in Thread funktioniert ähnlich wie das Routing Information Protocol (RIP), ein Distanzvektor-Routing-Protokoll.

Erstellen Sie ein neues Netzwerk

Wenn das Gerät ein neues Netzwerk erstellt, wählt es den am wenigsten ausgelasteten Kanal und eine PAN-ID aus, die von anderen Netzwerken nicht verwendet werden, wird dann zum Router und wählt sich selbst zum Leader. Dieses Gerät sendet MLE-Ankündigungsnachrichten an andere 802.15.4-Geräte, um sie über den Verbindungsstatus zu informieren, und antwortet auf Beacon-Anforderungen anderer Thread-Geräte, die einen aktiven Scan durchführen.

Treten Sie einem bestehenden Netzwerk bei

Wenn sich das Gerät für den Beitritt zu einem vorhandenen Netzwerk entscheidet, konfiguriert es seinen Kanal, seine PAN-ID, seine XPAN-ID und seinen Netzwerknamen so, dass sie mit der des Zielnetzwerks über die Thread-Inbetriebnahme übereinstimmen, und durchläuft dann den MLE-Anhängeprozess, um eine Verbindung als untergeordnetes Gerät (Endgerät) herzustellen ). Dieser Prozess wird für Child-Parent-Links verwendet.

1. Das Kind sendet eine übergeordnete Multicast- Anforderung an alle benachbarten Router und REEDs im Zielnetzwerk.
2. Alle benachbarten Router und REEDs (wenn die übergeordnete Anforderungsscanmaske REEDs enthält) senden übergeordnete Antworten mit Informationen über sich selbst.
3. Das Kind wählt ein übergeordnetes Gerät aus und sendet eine Kind-ID-Anfrage an dieses.
4. Der Elternteil sendet eine Antwort auf die Kinder-ID , um den Verbindungsaufbau zu bestätigen.

1. Elternanfrage

Eine übergeordnete Anforderung ist eine Multicast-Anforderung vom anschließenden Gerät, mit der benachbarte Router und REEDs (Router Eligible End Devices) im Zielnetzwerk erkannt werden.

2. Antwort der Eltern

Eine übergeordnete Antwort ist eine Unicast-Antwort auf eine übergeordnete Anforderung, die dem anschließenden Gerät Informationen zu einem Router oder REED bereitstellt.

3. Anforderung eines Kinderausweises

Eine untergeordnete ID-Anforderung ist eine Unicast-Anforderung vom anhängenden Gerät (untergeordnet), die an den Router oder REED (übergeordnet) gesendet wird, um eine untergeordnete übergeordnete Verbindung herzustellen. Wenn die Anforderung an ein REED gesendet wird, aktualisiert sie sich selbst auf einen Router, bevor sie die Anforderung akzeptiert.

4. Antwort der untergeordneten ID

Eine Child-ID-Antwort ist eine Unicast-Antwort des Elternteils, die an das Kind gesendet wird, um zu bestätigen, dass eine Kind-Eltern-Verbindung hergestellt wurde.

Rekapitulieren

Was du gelernt hast:

• Ein Thread-Gerät führt einen aktiven Scan für vorhandene Netzwerke durch
• Thread verwendet Mesh Link Establishment, um Links zu konfigurieren und Informationen über Netzwerkgeräte zu verbreiten
• MLE-Ankündigungsnachrichten informieren andere Thread-Geräte über das Netzwerk und den Verbindungsstatus eines Geräts
• Der MLE-Attach-Prozess stellt Child-Parent-Links her