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Descoberta e formação de rede

Redes de segmentos

As redes de encadeamento são identificadas por três identificadores exclusivos:

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

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 uma existente, um dispositivo Thread executa uma varredura ativa de redes 802.15.4 dentro do alcance do rádio:

  1. O dispositivo transmite uma solicitação de sinal 802.15.4 em um canal específico.
  2. Em troca, qualquer roteador ou dispositivo final elegível para o roteador (REEDs) no intervalo transmite um Beacon que contém seu PAN ID, XPAN ID e nome de rede da rede Thread.
  3. O dispositivo repete as duas etapas anteriores para cada canal.

Depois que um dispositivo Thread descobre todas as redes no intervalo, ele pode se conectar a uma rede existente ou criar uma nova se nenhuma rede for descoberta.

O thread usa o protocolo MLE (Mesh Link Establishment) 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
  • Estabelecer links para dispositivos vizinhos
  • Negocie os parâmetros do link (tipo de dispositivo, contadores de quadros, tempo limite) com 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 endereço, rotas mais específicas)
  • Propagação de rota

A propagação de rota no Thread funciona de maneira semelhante ao RIP (Routing Information Protocol), 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 ID de PAN que não está sendo usado por outras redes, então se torna um roteador e se elege o líder. Este dispositivo envia mensagens de anúncio do MLE para outros dispositivos 802.15.4 para informá-los sobre o estado do link e responde às solicitações de beacon de outros dispositivos do Thread que executam uma verificação ativa.

Ingressar em uma rede existente

Se o dispositivo optar por ingressar em uma rede existente, ele configura seu canal, ID PAN, ID XPAN e nome da rede para corresponder ao da rede de destino via comissionamento de encadeamento e depois passa pelo processo de anexação do MLE para conectar como filho (dispositivo final ) Este processo é usado para links pai-filho.

  1. A Criança envia uma Solicitação Pai multicast a todos os Roteadores e REEDs vizinhos na rede de destino.
  2. Todos os roteadores e REEDs vizinhos (se a máscara de verificação de solicitação dos pais incluir REEDs) enviam respostas aos pais com informações sobre si mesmos.
  3. A criança escolhe um dispositivo pai e envia uma solicitação de identificação 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 de multicast do dispositivo conectado que é usado para descobrir REEDs e REEDs (Dispositivos Finais Elegíveis para Roteador) vizinhos na rede de destino.

OT MLE Anexar solicitação de pai
Conteúdo da Mensagem de Solicitação dos Pais
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 a apenas roteadores ou a roteadores e REEDs

2. Resposta dos Pais

Uma Resposta dos pais é uma resposta unicast a uma Solicitação dos pais que fornece informações sobre um roteador ou REED para o dispositivo conectado.

OT MLE Anexar resposta dos pais
Conteúdo da mensagem de resposta dos pais
Versão Versão do protocolo de encadeamento
Resposta Cópia do desafio de solicitação de pais
Contador de quadros de links Contador de quadros 802.15.4 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 roteador / líder do REED
Desafio Testa a pontualidade da solicitação de ID filho para evitar ataques de repetição

3. Solicitação de identificação de criança

Uma Solicitação de ID da Criança é uma solicitação de unicast do dispositivo anexado (Criança) que é enviado ao Roteador ou REED (Pai) com a finalidade de estabelecer um link Filho-Pai. Se a solicitação for enviada para um REED, ela será atualizada para um roteador antes de aceitar a solicitação.

OT MLE Anexar solicitação de ID filho
Conteúdo da mensagem de solicitação de ID filho
Versão Versão do protocolo de encadeamento
Resposta Cópia do desafio de resposta dos pais
Contador de quadros de links Contador de quadros 802.15.4 na criança
Contador de quadros MLE 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 (apenas MEDs e SEDs) Registrar endereços IPv6

4. Resposta do ID da Criança

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

OT MLE Anexar resposta de identificação de criança
Conteúdo da mensagem de resposta do ID filho
Endereço de Origem RLOC16 dos pais
Endereço16 RLOC16 da criança
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 (apenas MEDs e SEDs) Confirmar endereços registrados

Recapitular

O que você aprendeu:

  • Um dispositivo Thread executa uma varredura ativa para redes existentes
  • O thread usa o estabelecimento de link de malha para configurar links e disseminar informações sobre dispositivos de rede
  • As mensagens de anúncio do MLE informam outros dispositivos Thread sobre a rede e o estado do link de um dispositivo
  • O processo MLE Attach estabelece links entre pais e filhos