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Router 选择

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Connected Dominating Set

OT Connected Dominating Set
Example of a Connected Dominating Set

Router 必须形成一个 CDS(Connected Dominating Set,连接支配集),这意味着:

  1. 在任何两个 Router 之间都有一个 Router-only 的路径。
  2. Thread 网络中的任何一个 Router 都可以通过完全位于 Router 集中而到达其他任何 Router。
  3. Thread 网络中的每个 End Device 都直接连接到 Router。

Thread 使用分布式算法维护 CDS,从而确保最低程度的冗余。每个设备最初都作为 End Device(子)连接到网络。随着 Thread 网络状态的更改,算法会增添或移除 Router 以维护 CDS。

Thread 在下列情况下将会增添 Router:

  • 如果网络低于 Router 阈值(16) —— 为了增加覆盖范围
  • 增加路径多样性
  • 保持最低程度的冗余
  • 扩展连接并支持更多子节点

Thread 在下列情况下将会移除 Router:

  • 将路由状态减少到最多 32 个 Router 以下
  • 必要时允许在网络的其他部分使用新 Router

升级成 Router

子设备连接到 Thread 网络后,可以选择成为 Router。在开始 MLE Link Request 过程之前,子设备会向 Leader 发送 Address Solicit 消息,以请求一个 Router ID。如果 Leader 同意该请求,则它将响应一个 Router ID 给子设备,并且子设备会将自身升级为 Router。

然后,MLE Link Request 过程用于与相邻的 Router 建立双向 Router-Router 链路。

  1. 新 Router 将发送一个多播 Link Request 到相邻的 Router。
  2. Router 使用 Link Accept and Request 消息进行响应。
  3. 新 Router 使用单播的 Link Accept 响应每个 Router,以建立 Router-Router 链路。

Link Request 是从 Router 到 Thread 网络中所有其他 Router 的请求。首次成为 Router 时,设备会发送一个多播 Link Request 到 ff02::2。稍后,在通过 MLE Advertisement 发现其他 Router 后,设备将发送单播的 Link Request。

OT MLE Link Request
Link Request Message Contents
Version Thread 协议版本
Challenge 测试 Link Response 的及时性,以防止重放攻击
Source Address 发送者的 RLOC16
Leader Data Router 的 Leader 的相关信息(RLOC, Partition ID, Partition weight)

Link Accept and Request 是 Link Accept 和 Link Request 消息的组合。Thread 在 MLE Link Request 过程中使用此优化将消息的数量从四减少到三。

OT MLE Link Accept and Request

Link Accept 是对来自相邻 Router 的 Link Request 的单播响应,该响应提供有关自身的信息并接受到相邻 Router 的链路。

OT MLE Link Accept
Link Accept Message Contents
Version Thread 协议版本
Response 测试 Link Response 的及时性,以防止重放攻击
Link Frame Counter 发送者上的 802.15.4 帧计数器
MLE Frame Counter 发送者上的 MLE 帧计数器
Source Address 发送者的 RLOC16
Leader Data Router 的 Leader 的相关信息(RLOC, Partition ID, Partition weight)

降级成 REED

当 Router 降级成 REED 时,其 Router-Router 链路断开,并且设备开始 MLE Attach 过程以建立父子链路。

有关 MLE Attach 过程的更多信息,请参阅 加入现有网络

单向接收链路

在某些情况下,建立单向接收链路是有必要的。

在 Router 重置后,相邻 Router 可能仍具有与重置的 Router 的有效接收链路。在这种情况下,重置的 Router 发送 Link Request 消息以重新建立 Router-Router 链路。

End Device 也可能希望与相邻的 Router(非父节点)建立接收链路,以提高多播可靠性。当我们进入多播路由时,我们将学习更多与此相关的内容。

回顾

你应该学到了:

  • Thread 网络中的 Router 必须形成 CDS
  • Thread 设备将升级成 Router 或降级成 REED 以维护 CDS
  • MLE Link Request 过程用于建立 Router-Router 链路