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Descoberta e formação de rede

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Redes de discussão

As redes thread são identificadas por três identificadores exclusivos:

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

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

Identificador Valor
PAN ID 0xBEEF
ID XPAN 0xBEEF1111CAFE2222
Nome da rede yourThreadCafe
OT Active Scan

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

  1. O dispositivo transmite um 802.15.4 Beacon Request em um canal específico.
  2. Em troca, quaisquer roteadores ou dispositivos finais qualificados para roteadores (REEDs) no alcance transmitem um Beacon que contém seu PAN ID de rede Thread, XPAN ID e Nome de rede.
  3. O dispositivo repete as duas etapas anteriores para cada canal.

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

O 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
  • Determine a qualidade dos links para dispositivos vizinhos
  • Estabeleça links para dispositivos vizinhos
  • Negociar parâmetros de link (tipo de dispositivo, contadores de quadro, tempo limite) com pares

O MLE dissemina 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 endereço, rotas mais específicas)
  • Propagação de rota

A propagação de rota em Thread funciona de maneira semelhante ao Routing Information Protocol (RIP), um protocolo de roteamento de vetor de distância.

Crie uma nova rede

Se o dispositivo optar por criar uma nova rede, ele seleciona o Canal menos ocupado e um PAN ID que não esteja em uso por outras redes, então se torna um Roteador e se elege Líder. Este dispositivo envia mensagens de anúncio MLE para outros dispositivos 802.15.4 para informá-los de seu estado de link e responde a solicitações de beacon por outros dispositivos Thread realizando 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 coincidir com a rede de destino por meio de Comissionamento de linha e, em seguida, passa pelo processo MLE Attach para anexar como filho (dispositivo final ) Este processo é usado para links filho-pai.

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

1. Pedido 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 roteador (REEDs) na rede de destino.

OT MLE anexar pedido pai
Conteúdo da mensagem de solicitação dos pais
Modo Descreve o dispositivo de conexão
Desafio Testa a oportunidade 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 de conexão.

OT MLE anexar resposta do pai
Conteúdo da mensagem de resposta dos pais
Versão Versão do protocolo de thread
Resposta Cópia do desafio do pedido dos pais
Link Frame Counter 802.15.4 Contador de quadros no roteador / REED
MLE Frame Counter Contador de quadros MLE no roteador / REED
Endereço de Origem RLOC16 do Roteador / REED
Margem do link Recebe a qualidade do sinal do Roteador / REED
Conectividade Descreve o nível de conectividade do Roteador / REED
Dados do líder Informações sobre o roteador / líder do REED
Desafio Testa a oportunidade da solicitação de ID filho para evitar ataques de repetição

3. Pedido de ID de criança

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

OT MLE anexar solicitação de ID de criança
Conteúdo da mensagem de solicitação de ID de criança
Versão Versão do protocolo de thread
Resposta Cópia do desafio de resposta dos pais
Link Frame Counter 802.15.4 Contador de quadros na criança
MLE Frame Counter Contador de quadros MLE na criança
Modo Descreve a Criança
Tempo esgotado Duração da inatividade antes que o pai remova o filho
Registro de endereço (MEDs e SEDs apenas) Registre endereços IPv6

4. Resposta de ID de criança

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

OT MLE anexar resposta de ID de criança
Conteúdo da mensagem de resposta de ID infantil
Endereço de Origem RLOC16 dos pais
Endereço 16 Criança RLOC16
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 em malha, configuração automática de endereço, rotas mais específicas)
Rota (apenas REED) Propagação de rota
Tempo esgotado Duração da inatividade antes que o pai remova o filho
Registro de endereço (MEDs e SEDs apenas) Confirme os endereços registrados

Recapitular

O que você aprendeu:

  • Um dispositivo Thread realiza uma verificação ativa para redes existentes
  • Thread usa Mesh Link Establishment para configurar links e disseminar informações sobre dispositivos de rede
  • As mensagens de anúncio MLE informam outros dispositivos Thread sobre a rede de um dispositivo e o estado do link
  • O processo MLE Attach estabelece links filho-pai