Netzwerkerkennung und -formation

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Thread-Netzwerke

Thread-Netzwerke werden durch drei eindeutige Kennungen identifiziert:

• 2-Byte-Personal Area Network ID (PAN-ID)
• 8-Byte-Extended Personal Area Network ID (XPAN-ID)
• Ein für Menschen lesbarer Netzwerkname

Ein Thread-Netzwerk kann beispielsweise die folgenden IDs haben:

Wenn ein Thread-Gerät ein neues Thread-Netzwerk erstellt oder nach einem vorhandenen Netzwerk sucht, um sich ihm anzuschließen, führt es einen aktiven Scan nach 802.15.4-Netzwerken innerhalb der Funkreichweite durch:

1. Das Gerät sendet eine 802.15.4-Beacon-Anfrage auf einem bestimmten Kanal.
2. Im Gegenzug senden alle Router oder Router-kompatiblen Endgeräte (REEDs) in Reichweite ein Beacon, das die PAN-ID, die XPAN-ID und den Netzwerknamen ihres Thread-Netzwerks enthält.
3. Das Gerät wiederholt die beiden vorherigen Schritte für jeden Kanal.

Sobald ein Thread-Gerät alle Netzwerke in Reichweite gefunden hat, kann es sich entweder einem vorhandenen Netzwerk anschließen oder ein neues erstellen, wenn keine Netzwerke gefunden werden.

Mesh-Link-Einrichtung

Thread verwendet das MLE-Protokoll (Mesh Link Establishment), um Verbindungen zu konfigurieren und Informationen zum Netzwerk an Thread-Geräte zu senden.

Bei der Linkkonfiguration wird MLE für Folgendes verwendet:

• Verknüpfungen mit benachbarten Geräten erkennen
• Qualität der Verbindungen zu benachbarten Geräten ermitteln
• Verbindungen zu benachbarten Geräten herstellen
• Linkparameter (Gerätetyp, Frame-Zähler, Zeitüberschreitung) mit Peers aushandeln

MLE gibt die folgenden Arten von Informationen an Geräte weiter, die Verbindungen herstellen möchten:

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

Die Routenweitergabe in Thread funktioniert ähnlich wie das Routing Information Protocol (RIP), ein Distance-Vector-Routing-Protokoll.

Neues Netzwerk erstellen

Wenn das Gerät ein neues Netzwerk erstellt, wählt es den am wenigsten belegten Kanal und eine PAN-ID aus, die von anderen Netzwerken nicht verwendet wird. Es wird dann zu einem Router und wählt sich selbst zum Leader aus. Dieses Gerät sendet MLE-Anzeigennachrichten an andere 802.15.4-Geräte, um sie über seinen Linkstatus zu informieren, und antwortet auf Beacon-Anfragen anderer Thread-Geräte, die einen aktiven Scan ausführen.

Einem bestehenden Netzwerk beitreten

Wenn sich das Gerät einem vorhandenen Netzwerk anschließen möchte, konfiguriert es seinen Kanal, seine PAN-ID, seine XPAN-ID und seinen Netzwerknamen über die Thread-Inbetriebnahme so, dass sie mit denen des Zielnetzwerks übereinstimmen. Anschließend wird der MLE-Anschlussvorgang durchlaufen, um sich als untergeordnetes Gerät (Endgerät) anzuhängen. Dieser Prozess wird für untergeordnete-übergeordnete Verknüpfungen verwendet.

1. Das untergeordnete Gerät sendet eine Multicast-Übergeordnete Anfrage an alle benachbarten Router und REEDs im Zielnetzwerk.
2. Alle benachbarten Router und REEDs (sofern die Scanmaske für übergeordnete Anfragen REEDs enthält) senden übergeordnete Antworten mit Informationen zu sich selbst.
3. Das Kind wählt ein übergeordnetes Gerät aus und sendet einen Anfrage für die untergeordnete ID an dieses Gerät.
4. Das übergeordnete Konto sendet eine Antwort mit untergeordneter ID, um die Verknüpfung zu bestätigen.

1. Elternanfrage

Eine übergeordnete Anfrage ist eine Multicast-Anfrage vom verbundenen Gerät, mit der benachbarte Router und Router-kompatible Endgeräte (REEDs) im Zielnetzwerk gefunden werden.

2. Antwort des Elternteils

Eine übergeordnete Antwort ist eine Unicast-Antwort auf eine übergeordnete Anfrage, die dem verbundenen Gerät Informationen zu einem Router oder REED liefert.

3. Anfrage zur Bestätigung der Identität eines Minderjährigen

Eine Anfrage zur Child-ID ist eine Unicast-Anfrage vom angebundenen Gerät (untergeordnet), die an den Router oder REED (übergeordnet) gesendet wird, um eine Verbindung zwischen untergeordnetem und übergeordnetem Gerät herzustellen. Wenn die Anfrage an einen REED gesendet wird, aktualisiert er sich selbst zu einem Router, bevor er die Anfrage akzeptiert.

4. Antwort mit untergeordneter ID

Eine Antwort mit der untergeordneten ID ist eine Unicast-Antwort vom übergeordneten Gerät, die an das untergeordnete Gerät gesendet wird, um zu bestätigen, dass eine Verknüpfung zwischen dem übergeordneten und dem untergeordneten Gerät hergestellt wurde.

Zusammenfassung

Das haben Sie gelernt:

• Ein Thread-Gerät führt einen aktiven Scan nach vorhandenen Netzwerken durch.
• Thread verwendet die Mesh-Link-Einrichtung, um Verbindungen zu konfigurieren und Informationen zu Netzwerkgeräten zu verbreiten.
• MLE-Anzeigennachrichten informieren andere Thread-Geräte über den Netzwerk- und Linkstatus eines Geräts.
• Der MLE-Anhängevorgang stellt untergeordnete und übergeordnete Verknüpfungen her.

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