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ネットワークの発見と形成

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スレッドネットワーク

スレッドネットワークは、3つの一意の識別子で識別されます。

  • 2バイトのパーソナルエリアネットワークID(PAN ID)
  • 8バイトの拡張パーソナルエリアネットワークID(XPAN ID)
  • 人間が読めるネットワーク名

たとえば、スレッドネットワークには次の識別子があります。

識別子
PAN ID 0xBEEF
XPAN ID 0xBEEF1111CAFE2222
ネットワーク名yourThreadCafe
OTアクティブスキャン

新しいスレッドネットワークを作成するとき、または参加する既存のネットワークを検索するとき、スレッドデバイスは無線範囲内の802.15.4ネットワークのアクティブスキャンを実行します。

  1. デバイスは、特定のチャネルで802.15.4ビーコン要求をブロードキャストします。
  2. 代わりに、範囲内のルーターまたはルーター適格エンドデバイス(REED)は、スレッドネットワークのPAN ID、XPAN ID、およびネットワーク名を含むビーコンをブロードキャストします。
  3. デバイスは、チャネルごとに前の2つの手順を繰り返します。

スレッドデバイスが範囲内のすべてのネットワークを検出すると、既存のネットワークに接続するか、ネットワークが検出されない場合は新しいネットワークを作成できます。

スレッドはメッシュリンク確立(MLE)プロトコルを使用してリンクを構成し、ネットワークに関する情報をスレッドデバイスに配布します。

リンク構成では、MLEは次の目的で使用されます。

  • 隣接デバイスへのリンクを発見する
  • 隣接デバイスへのリンクの品質を決定する
  • 隣接するデバイスへのリンクを確立する
  • ピアとのリンクパラメーター(デバイスタイプ、フレームカウンター、タイムアウト)のネゴシエーション

MLEは、リンクを確立したいデバイスに次のタイプの情報を配布します。

  • リーダーデータ(リーダーRLOC、パーティションID、パーティションの重み)
  • ネットワークデータ(メッシュ上のプレフィックス、アドレスの自動構成、より具体的なルート)
  • ルート伝搬

スレッドでのルート伝搬は、距離ベクトルルーティングプロトコルであるルーティング情報プロトコル(RIP)と同様に機能します。

新しいネットワークを作成する

デバイスが新しいネットワークを作成することを選択した場合、デバイスは最もビジーでないチャネルと他のネットワークで使用されていないPAN IDを選択し、ルーターになり、自身をリーダーに選出します。このデバイスは、MLEアドバタイズメントメッセージを他の802.15.4デバイスに送信して、リンク状態を通知し、アクティブスキャンを実行している他のスレッドデバイスによるビーコン要求に応答します。

既存のネットワークに参加する

デバイスが既存のネットワークに参加することを選択した場合、デバイスは、チャネル、PAN ID、XPAN ID、およびネットワーク名をスレッドコミッショニングを介してターゲットネットワークのネットワーク名と一致するように構成し、次にMLE接続プロセスを経て子(エンドデバイス)として接続します)。このプロセスは、子供と親のリンクに使用されます。

  1. 子は、マルチキャスト親要求をターゲットネットワーク内のすべての隣接ルーターとREEDに送信します。
  2. すべての隣接ルーターとREED(親要求スキャンマスクにREEDが含まれている場合)は、それらに関する情報を含む親応答を送信します。
  3. 子は親デバイスを選択し、それに子ID要求を送信します。
  4. 親は、リンクの確立を確認するために子ID応答を送信します。

1.保護者からのリクエスト

親要求は、ターゲットネットワーク内の隣接ルーターおよびルーター適格エンドデバイス(REED)を検出するために使用される接続デバイスからのマルチキャスト要求です。

OT MLE親リクエストの添付
親リクエストメッセージの内容
モード接続デバイスについて説明します
チャレンジ親の応答の適時性をテストして、リプレイ攻撃を防止します
スキャンマスクリクエストをルーターのみ、またはルーターとREEDの両方に制限します

2.保護者の対応

親の応答は、ルーターまたはREEDに関する情報を接続デバイスに提供する、親の要求に対するユニキャスト応答です。

OT MLE親応答を添付
親の応答メッセージの内容
バージョンスレッドプロトコルバージョン
応答親リクエストチャレンジのコピー
リンクフレームカウンタールータ/ REED上の802.15.4フレームカウンタ
MLEフレームカウンタールータ/ REEDのMLEフレームカウンタ
送信元アドレスルーター/ REEDのRLOC16
リンクマージンルーター/ REEDの受信信号品質
接続性ルーター/ REEDの接続レベルについて説明します
リーダーデータルーター/ REEDのリーダーに関する情報
チャレンジ子ID要求の適時性をテストして、リプレイ攻撃を防止します

3.子供IDリクエスト

子ID要求は、子と親のリンクを確立する目的でルーターまたはREED(親)に送信される接続デバイス(子)からのユニキャスト要求です。リクエストがREEDに送信されると、リクエストを受け入れる前に自身をルーターアップグレードします

OT MLE子ID要求の添付
子供ID要求メッセージの内容
バージョンスレッドプロトコルバージョン
応答親応答チャレンジのコピー
リンクフレームカウンター子の802.15.4フレームカウンタ
MLEフレームカウンター子のMLEフレームカウンター
モード子供について説明します
タイムアウト親が子を削除するまでの非活動期間
アドレス登録(MEDおよびSEDのみ) IPv6アドレスを登録する

4.子供IDの応答

子ID応答は、子から親へのリンクが確立されたことを確認するために子に送信される親からのユニキャスト応答です。

OT MLE添付子ID応答
子ID応答メッセージの内容
送信元アドレス保護者のRLOC16
住所16子供のRLOC16
リーダーデータ保護者のリーダーに関する情報(RLOC、パーティションID、パーティションの重み)
ネットワークデータスレッドネットワークに関する情報(メッシュのプレフィックス、アドレスの自動構成、より具体的なルート)
ルート(REEDのみ)ルート伝搬
タイムアウト親が子を削除するまでの非活動期間
アドレス登録(MEDおよびSEDのみ)登録した住所を確認する

まとめ

あなたが学んだこと:

  • スレッドデバイスは、既存のネットワークに対してアクティブスキャンを実行します
  • スレッドはメッシュリンク確立を使用してリンクを構成し、ネットワークデバイスに関する情報を広めます
  • MLEアドバタイズメントメッセージは、デバイスのネットワークとリンク状態について他のスレッドデバイスに通知します
  • MLEアタッチプロセスは子親リンクを確立します