Thread ネットワーク
スレッド ネットワークは、次の 3 つの一意の識別子によって識別されます。
- 2 バイトの Personal Area Network ID（PAN ID）
- 8 バイトの拡張個人エリア ネットワーク ID（XPAN ID）
- 人が読める形式のネットワーク名
たとえば、Thread ネットワークには次の識別子があります。
| ID | 値 |
|---|---|
| PAN ID | 0xBEEF |
| XPAN ID | 0xBEEF1111CAFE2222 |
| ネットワーク名 | yourThreadCafe |
新しい Thread ネットワークを作成するか、既存の Thread ネットワークを検索する際に、Thread デバイスは無線範囲内で 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。
- デバイスが、特定のチャンネルで 802.15.4 ビーコン リクエストをブロードキャストする。
- その代わりに、範囲内のすべての Router または Router 対象エンド デバイス（REED）が、Thread ネットワークの PAN ID、XPAN ID、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。
- デバイスがチャネルごとに前の 2 つのステップを繰り返す。
Thread デバイスは、範囲内のすべてのネットワークを検出したら、既存のネットワークに接続するか、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。
メッシュリンクの確立
Thread 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設定し、ネットワークに関する情報を Thread 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。
- 付近のデバイスへのリンク
- 隣接デバイスへのリンクの品質の確認
- 近隣デバイスへのリンクの確立
- ピアとのリンク パラメータ（デバイスタイプ、フレーム カウンタ、タイムアウト）をネゴシエート
MLE は、リンクを確立することを希望しているデバイスに、次の種類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（メッシュ上の接頭辞、アドレスの自動構成、より具体的なルート）
- ルートの伝播
Thread のルート伝播は、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。
ネットワークの新規作成
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、Router として自身を選択します。このデバイスは、他の 802.15.4 デバイスに MLE アドバタイズ メッセージを送信してリンク状態を通知し、アクティブなスキャンを行う他の Thread デバイスからのビーコン リクエストに応答します。
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場合、Thread コミッショニングを介してチャネル、PAN ID、XPAN ID、ネットワーク名をターゲット ネットワークのものと一致するように構成してから、MLE 接続プロセスを実行して、子（エンドデバイス）として接続します。このプロセスは、子親リンクのリンクに使用されます。
- 子はマルチキャストの親リクエストを、ターゲット ネットワークのすべての隣接する Router と REED に送信します。
- 隣接するすべての Router と REED（親リクエスト スキャンマスクに REED が含まれている場合）は、親レスポンスを自身に関する情報とともに送信します。
- 子は親デバイスを選択し、子 ID リクエストを送信します。
- 親は子 ID レスポンスを送信して、リンクの確立を確認します。
1. 親のリクエスト
親リクエストは、接続デバイスからのマルチキャスト リクエストで、ターゲット ネットワーク内の隣接する Router と Router 対応エンド デバイス（REED）を検出するために使用されます。
| 親リクエスト メッセージの内容 | |
|---|---|
| Mode | 接続デバイスについての説明 |
| チャレンジ | リプレイ攻撃の防止のため、親レスポンスの適時性をテストします。 |
| スキャンマスク | リクエストを Router のみ、または Router と REED の両方に制限する |
2. 保護者の対応
親レスポンスは、親リクエストに対するユニキャスト レスポンスで、アタッチするデバイスに Router または REED に関する情報を提供します。
| 保護者からの返信メッセージの内容 | |
|---|---|
| バージョン | スレッド プロトコル バージョン |
| レスポンス | 保護者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 | 802.15.4 Router/REED のフレーム カウンタ |
| MLE フレーム カウンタ | Router/REED の MLE フレーム カウンタ |
| 送信元アドレス | Router/REED の RLOC16 |
| リンク マージン | Router/REED の受信信号品質 |
| 接続 | Router/REED の接続レベルを示します。 |
| リーダーのデータ | Router/REED のリーダーに関する情報 |
| チャレンジ | リプレイ攻撃の防止に子 ID リクエストの適時性をテストする |
3.お子様 ID のリクエスト
子 ID リクエストは、子子リンクの確立を目的として、接続済みデバイス（子）からのユニキャスト リクエストで、Router または REED（親）に送信されます。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、自動的に Router にアップグレードされます。
| Child ID Request 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 |
| レスポンス | 保護者への対応の課題のコピー |
| リンクフレーム カウンタ | 802.15.4 子のフレーム カウンタ |
| MLE フレーム カウンタ | 子供の MLE フレーム カウンタ |
| Mode | 子の説明 |
| タイムアウト | 保護者がお子様を削除するまでの非アクティブ時間 |
| 住所登録（MED と SED のみ） | IPv6 アドレスを登録する |
4. Child ID のレスポンス
子 ID レスポンスは、親からユニキャストへのレスポンスで、子に親リンクが確立されたことを確認するものです。
| Child ID Response Message の内容 | |
|---|---|
| 送信元アドレス | 親の RLOC16 |
| 住所 16 | 子供の RLOC16 |
| リーダーのデータ | 親のリーダー（RLOC、パーティション ID、パーティションの重み）に関する情報。 |
| ネットワーク データ | Thread ネットワークに関する情報（メッシュ 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） | ルートの伝播 |
| タイムアウト | 保護者がお子様を削除するまでの非アクティブ時間 |
| 住所登録（MED と SED のみ） | 登録済み住所の確認 |
まとめ
学習した内容:
- Thread デバイスは、既存のネットワークのアクティブ スキャンを実行する
- Thread 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配信します。
- MLE アドバタイズ メッセージは、他の Thread デバイスにデバイスのネットワークとリンクの状態を通知します。
- MLE のアタッチ プロセスによって子と親のリンクが確立される