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網絡發現與形成

線程網絡

線程網絡由三個唯一的標識符標識:

  • 2字節的個人局域網ID(PAN ID)
  • 8字節擴展個人局域網ID(XPAN ID)
  • 易讀的網絡名稱

例如,線程網絡可能具有以下標識符:

識別碼
PAN ID 0xBEEF
XPAN ID 0xBEEF1111CAFE2222
網絡名稱 yourThreadCafe
OT主動掃描

創建新的線程網絡或搜索現有的網絡時,線程設備將對無線電範圍內的802.15.4網絡執行主動掃描:

  1. 設備在特定頻道上廣播802.15.4信標請求。
  2. 作為回報,範圍內的任何路由器或符合條件的終端設備(REED)都會廣播一個信標,其中包含其線程網絡PAN ID,XPAN ID和網絡名稱。
  3. 設備為每個通道重複前兩個步驟。

線程設備發現範圍內的所有網絡後,既可以連接到現有網絡,也可以在未發現任何網絡的情況下創建新的網絡。

線程使用網狀鏈接建立(MLE)協議來配置鏈接並將有關網絡的信息傳播到線程設備。

在鏈接配置中,MLE用於:

  • 發現到相鄰設備的鏈接
  • 確定到相鄰設備的鏈接質量
  • 建立到相鄰設備的鏈接
  • 與對等方協商鏈接參數(設備類型,幀計數器,超時)

MLE將以下類型的信息傳播給希望建立鏈接的設備:

  • 領導者數據(領導者RLOC,分區ID,分區權重)
  • 網絡數據(網狀前綴,地址自動配置,更特定的路由)
  • 路線傳播

Thread中的路由傳播的工作原理類似於距離矢量路由協議RIP(路由信息協議)。

創建一個新的網絡

如果設備選擇創建新網絡,它將選擇最不繁忙的頻道和其他網絡未使用的PAN ID,然後成為路由器並選舉其為領導者。該設備將MLE廣告消息發送到其他802.15.4設備,以通知其鏈接狀態,並通過執行主動掃描的其他線程設備響應信標請求。

加入現有網絡

如果設備選擇加入現有網絡,則會通過線程調試將其通道,PAN ID,XPAN ID和網絡名稱配置為與目標網絡相匹配,然後執行MLE附加過程以作為子節點(終端設備)進行附加)。此過程用於“父子鏈接”。

  1. 子節點向目標網絡中的所有相鄰路由器和REED發送多播父請求
  2. 所有相鄰的路由器和REED(如果“父請求掃描掩碼”包括REED)都向父響應發送有關其自身的信息。
  3. 子代選擇父代設備並向其發送子代ID請求
  4. 父級發送子級ID響應以確認鏈接建立。

1.家長要求

父請求是來自連接設備的多播請求,用於發現目標網絡中的相鄰路由器和符合條件的終端設備(REED)。

OT MLE附加父請求
父請求消息內容
模式 描述連接裝置
挑戰 測試父級響應的及時性,以防止重放攻擊
掃描遮罩 將請求限制為僅路由器或路由器和REED

2.家長回應

父級響應是對父級請求的單播響應,它向連接設備提供有關路由器或REED的信息。

OT MLE附加家長回复
家長回應訊息內容
線程協議版本
響應 家長要求質詢的副本
鏈接幀計數器 路由器/ REED上的802.15.4幀計數器
MLE幀計數器 路由器/ REED上的MLE幀計數器
源地址 路由器/ REED的RLOC16
鏈接保證金 路由器/ REED的接收信號質量
連接性 描述路由器/ REED的連接級別
領導者數據 有關路由器/ REED負責人的信息
挑戰 測試Child ID請求的及時性,以防止重放攻擊

3.兒童身份證申請

子代ID請求是來自連接設備(子代)的單播請求,該單播請求被發送到路由器或REED(父代),目的是建立子代-父代鏈接。如果將請求發送到REED,則它會在接受請求之前將自身升級為路由器

OT MLE附加子ID請求
子ID請求消息內容
線程協議版本
響應 家長回應挑戰的副本
鏈接幀計數器 孩子的802.15.4幀計數器
MLE幀計數器 兒童MLE框架計數器
模式 描述孩子
超時 父母刪除孩子之前的閒置時間
地址註冊(僅限MED和SED) 註冊IPv6地址

4.兒童身份證回應

子代ID響應是父母發送給子代的單播響應,以確認已經建立了子代父鏈接。

OT MLE附加子ID響應
子ID響應消息內容
源地址 父母的RLOC16
地址16 兒童的RLOC16
領導者數據 有關家長領導者的信息(RLOC,分區ID,分區權重)
網絡數據 有關線程網絡的信息(網狀前綴,地址自動配置,更特定的路由)
路線(僅限REED) 路線傳播
超時 父母刪除孩子之前的閒置時間
地址註冊(僅限MED和SED) 確認註冊地址

回顧

您學到了什麼:

  • 線程設備對現有網絡執行主動掃描
  • 線程使用網狀鏈接建立來配置鏈接並傳播有關網絡設備的信息
  • MLE廣告消息向其他線程設備通知設備的網絡和鏈接狀態
  • MLE附加過程建立了父子鏈接