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Descoberta e formação de rede

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Redes de tópicos

As redes de threads são identificadas por três identificadores exclusivos:

  • ID de rede de área pessoal de 2 bytes (ID PAN)
  • ID de rede de área pessoal estendida de 8 bytes (XPAN ID)
  • Um nome de rede legível por humanos

Por exemplo, uma rede Thread pode ter os seguintes identificadores:

Identificador Valor
PAN ID 0xBEEF
XPAN ID 0xBEEF1111CAFE2222
Nome da rede yourThreadCafe
Varredura Ativa OT

Ao criar uma nova rede Thread, ou procurar uma existente para ingressar, um dispositivo Thread executa uma varredura ativa para redes 802.15.4 dentro do alcance de rádio:

  1. O dispositivo transmite uma solicitação de beacon 802.15.4 em um canal específico.
  2. Em troca, quaisquer Roteadores ou Dispositivos Finais Elegíveis de Roteador (REEDs) no alcance transmitem um Beacon que contém seu ID de PAN de rede de Thread, ID de XPAN e Nome de Rede.
  3. O dispositivo repete as duas etapas anteriores para cada canal.

Uma vez que um dispositivo Thread tenha descoberto todas as redes ao alcance, ele pode se conectar a uma rede existente ou criar uma nova se nenhuma rede for descoberta.

Thread usa o protocolo Mesh Link Establishment (MLE) para configurar links e disseminar informações sobre a rede para dispositivos Thread.

Na configuração do link, o MLE é usado para:

  • Descubra links para dispositivos vizinhos
  • Determinar a qualidade dos links para dispositivos vizinhos
  • Estabeleça links para dispositivos vizinhos
  • Negocie parâmetros de link (tipo de dispositivo, contadores de quadros, tempo limite) com os pares

O MLE divulga os seguintes tipos de informações para dispositivos que desejam estabelecer links:

  • Dados do líder (RLOC do líder, ID da partição, peso da partição)
  • Dados de rede (prefixos em malha, configuração automática de endereços, rotas mais específicas)
  • Propagação de rota

A propagação de rota no Thread funciona de maneira semelhante ao Routing Information Protocol (RIP), um protocolo de roteamento de vetor de distância.

Criar uma nova rede

Se o dispositivo optar por criar uma nova rede, ele seleciona o Canal menos ocupado e um PAN ID que não está em uso por outras redes, então se torna um Roteador e se elege o Líder. Este dispositivo envia mensagens de anúncio MLE para outros dispositivos 802.15.4 para informá-los sobre seu estado de link e responde a solicitações de beacon por outros dispositivos Thread executando uma varredura ativa.

Junte-se a uma rede existente

Se o dispositivo optar por ingressar em uma rede existente, ele configura seu Canal, PAN ID, XPAN ID e Nome de rede para corresponder ao da rede de destino via Thread Commissioning e, em seguida, passa pelo processo de anexação MLE para anexar como filho (dispositivo final ). Esse processo é usado para links pai-filho.

  1. O filho envia uma solicitação pai multicast para todos os roteadores e REEDs vizinhos na rede de destino.
  2. Todos os roteadores e REEDs vizinhos (se a máscara de varredura de solicitação pai incluir REEDs) enviam respostas pai com informações sobre si mesmos.
  3. A criança escolhe um dispositivo pai e envia uma solicitação de ID de criança para ele.
  4. O pai envia uma resposta de ID filho para confirmar o estabelecimento do link.

1. Solicitação dos Pais

Uma solicitação pai é uma solicitação multicast do dispositivo de conexão que é usada para descobrir roteadores vizinhos e dispositivos finais elegíveis para roteadores (REEDs) na rede de destino.

OT MLE Anexar Solicitação Pai
Conteúdo da mensagem de solicitação pai
Modo Descreve o dispositivo de conexão
Desafio Testa a pontualidade da Resposta dos Pais para evitar ataques de repetição
Máscara de digitalização Limita a solicitação apenas a Roteadores ou a Roteadores e REEDs

2. Resposta dos Pais

Uma resposta pai é uma resposta unicast a uma solicitação pai que fornece informações sobre um roteador ou REED ao dispositivo conectado.

OT MLE Anexar Resposta Principal
Conteúdo da mensagem de resposta dos pais
Versão Versão do protocolo de thread
Resposta Cópia do Desafio de Solicitação dos Pais
Contador de quadros de links 802.15.4 Contador de quadros no roteador/REED
Contador de quadros MLE Contador de quadros MLE no roteador/REED
Endereço de Origem RLOC16 do Roteador/REED
Margem do link Receba a qualidade do sinal do roteador/REED
Conectividade Descreve o nível de conectividade do roteador/REED
Dados do líder Informações sobre o Líder do Roteador/REED
Desafio Testa a pontualidade da solicitação de ID filho para evitar ataques de repetição

3. Solicitação de ID da criança

Uma solicitação de ID filho é uma solicitação unicast do dispositivo anexado (filho) que é enviada ao roteador ou REED (pai) com a finalidade de estabelecer um link pai-filho. Se o pedido for enviado para um REED, ele se atualiza para um Roteador antes de aceitar o pedido.

OT MLE Anexar Solicitação de ID Filho
Conteúdo da mensagem de solicitação de ID filho
Versão Versão do protocolo de thread
Resposta Cópia do Desafio de Resposta dos Pais
Contador de quadros de links 802.15.4 Contador de quadros no filho
Contador de quadros MLE Contador de quadros MLE no filho
Modo Descreve a criança
Tempo esgotado Duração da inatividade antes que o pai remova o filho
Registro de Endereço (apenas MEDs e SEDs) Registrar endereços IPv6

4. Resposta do ID filho

Uma resposta de ID filho é uma resposta unicast do pai que é enviada ao filho para confirmar que um link pai-filho foi estabelecido.

OT MLE Anexar Resposta de ID filho
Conteúdo da mensagem de resposta do ID filho
Endereço de Origem RLOC16 dos pais
Endereço 16 RLOC da criança16
Dados do líder Informações sobre o Líder dos Pais (RLOC, ID da Partição, Peso da Partição)
Dados de rede Informações sobre a rede Thread (prefixos on-mesh, autoconfiguração de endereços, rotas mais específicas)
Rota (somente REED) Propagação de rota
Tempo esgotado Duração da inatividade antes que o pai remova o filho
Registro de Endereço (apenas MEDs e SEDs) Confirmar endereços cadastrados

Recapitular

O que você aprendeu:

  • Um dispositivo Thread executa uma varredura ativa para redes existentes
  • Thread usa Mesh Link Establishment para configurar links e disseminar informações sobre dispositivos de rede
  • Mensagens de anúncio MLE informam outros dispositivos Thread sobre a rede de um dispositivo e o estado do link
  • O processo MLE Attach estabelece vínculos entre pais e filhos

Verifique seu entendimento

Qual identificador não é usado para identificar uma rede Thread?
Um ID de rede de área pessoal de 2 bytes (ID PAN).
Incorreta. Uma rede de threads é identificada, em parte, por um PAN ID.
Uma ID de rede de área pessoal estendida de 8 bytes (XPAN ID).
Incorreta. Uma rede de threads é identificada, em parte, por um XPAN ID.
Um nome de rede legível por humanos.
Incorreta. Uma rede de threads é identificada, em parte, por um nome de rede legível por humanos.
Um SSID de 32 caracteres.
Correto. Ao contrário de uma rede WiFi 802.11, os identificadores de rede Thread não usam um SSID.
Para que serve uma Solicitação dos Pais?
Para descobrir Roteadores vizinhos e Dispositivos Finais Elegíveis de Roteador (REEDs) na rede de destino.
Correto. Uma solicitação pai é emitida por um dispositivo que procura se conectar a uma rede.
Para anunciar que um roteador está se tornando pai.
Incorreta. Um Roteador não inicia um relacionamento Pai-Filho com outro dispositivo de rede. Em vez disso, um dispositivo de rede seleciona um roteador para se tornar seu filho.
Para solicitar que um Dispositivo Final Elegível do Roteador seja promovido a um Roteador.
Incorreta.
Uma solicitação pai usa que tipo de endereço?
unicast
Incorreta.
anycast
Incorreta.
multicast
Correto.
transmissão
Incorreta.
Quando um dispositivo se conecta inicialmente a uma rede Thread, qual é a classificação do dispositivo?
Filho (dispositivo final)
Correto. Um dispositivo que ingressa em uma rede Thread sempre começa como um dispositivo final nessa rede.
FTD (dispositivo de rosca completa)
Incorreta.
REED (dispositivo final qualificado para roteador)
Incorreta.