SILICON LABS UG103.11 Thread Fundamentals Software

Speċifikazzjonijiet:

• Isem tal-Prodott: Thread Fundamentals
• Manifattur: Silicon Labs
• Protokoll: Thread
• Verżjoni: Rev. 1.6
• Protokoll tan-Netwerking bla Fili: Netwerking tal-malji
• Standards Appoġġjati: IEEE, IETF

Informazzjoni dwar il-Prodott

Thread Fundamentals huwa protokoll ta' netwerking ta' malji mingħajr fili sikur żviluppat minn Silicon Labs. Jappoġġja indirizzi IPv6, konnessjoni bi prezz baxx għal netwerks IP oħra, u hija ottimizzata għal tħaddim b'enerġija baxxa u sostnut minn batteriji. Il-protokoll huwa ddisinjat għal Dar Konnessa u applikazzjonijiet kummerċjali fejn huwa mixtieq netwerking ibbażat fuq l-IP.

Istruzzjonijiet għall-Użu

1. Introduzzjoni għal Thread Fundamentals:
   Thread huwa protokoll ta' netwerking ta' malji bla fili sikur li huwa mibni fuq standards eżistenti IEEE u IETF. Jippermetti komunikazzjoni minn apparat għal apparat fid-dar Konnessa u applikazzjonijiet kummerċjali.
2. Implimentazzjoni OpenThread:
   OpenThread, implimentazzjoni portabbli tal-protokoll Thread, joffri komunikazzjoni affidabbli, sigura, u ta 'enerġija baxxa mingħajr fili minn apparat għal apparat għal applikazzjonijiet ta' bini tad-dar u kummerċjali. Silicon Labs jipprovdi protokoll ibbażat fuq OpenThread imfassal biex jaħdem mal-hardware tagħhom, disponibbli fuq GitHub u bħala parti minn Simplicity Studio 5 SDK.
3. Sħubija fil-Grupp tal-Ħjut:
   It-tgħaqqid mal-Grupp Thread jipprovdi aċċess għaċ-ċertifikazzjoni tal-prodott u jippromwovi l-użu ta 'apparati ppermettiet Thread. Verżjonijiet suċċessuri tal-Ispeċifikazzjoni Thread huma mħabbra bi programmi ta 'ċertifikazzjoni fl-2022.

FAQ:

• Q: Kif nista 'niżżel l-aħħar Speċifikazzjoni tal-Ħjut?
  A: L-aħħar Speċifikazzjoni tal-Ħjut tista 'titniżżel billi tissottometti talba fuq il-Grupp tal-Ħjut websit fuq https://www.threadgroup.org/ThreadSpec.
• Q: X'inhu l-vantaġġ ewlienitage tal-użu Thread fl-apparat IoT?
  A: Thread jipprovdi protokoll ta 'netwerking ta' malji bla fili sikur li jappoġġja tħaddim ta 'enerġija baxxa u komunikazzjoni minn apparat għal apparat, li jżid ir-rati ta' adozzjoni u l-aċċettazzjoni tal-utent għal apparati IoT.

UG103.11: Fundamentali tal-Ħjut

• Dan id-dokument jinkludi sfond qasir dwar il-ħolqien ta
• Thread, jipprovdi teknoloġija fuqview, u jiddeskrivi xi karatteristiċi ewlenin ta' Thread li għandhom jiġu kkunsidrati meta timplimenta soluzzjoni Thread.
• Is-serje Fundamentals ta’ Silicon Labs tkopri suġġetti li l-maniġers tal-proġetti, id-disinjaturi tal-applikazzjonijiet u l-iżviluppaturi għandhom jifhmu qabel ma jibdew jaħdmu fuq soluzzjoni ta’ netwerking inkorporata bl-użu.
• Laqx ta 'Silicon Labs, munzelli ta' netwerking bħal EmberZNet PRO jew Silicon Labs Bluetooth®, u għodod ta 'żvilupp assoċjati. Id-dokumenti jistgħu jintużaw bħala post tal-bidu għal kull min jeħtieġ introduzzjoni għall-iżvilupp ta 'applikazzjonijiet ta' netwerking mingħajr wajer, jew min huwa ġdid għall-ambjent ta 'żvilupp ta' Silicon Labs.

PUNTI EWLENIN

• Jintroduċi Thread u jipprovdi teknoloġija fuqview.
• Jiddeskrivi xi wħud mill-elementi ewlenin ta 'Thread, inkluż il-munzell IP tiegħu, it-topoloġija tan-netwerk, ir-rotot u l-konnettività tan-netwerk, li jingħaqad ma' netwerk, ġestjoni, dejta persistenti, sigurtà, router tal-fruntiera, kummissjonar tal-apparat u saff ta 'applikazzjoni.
• Fih aġġornamenti għall-Ispeċifikazzjoni Thread 1.3.0.
• Jinkludi l-passi li jmiss biex taħdem mal-offerta ta' Silicon Labs OpenThread.

Introduzzjoni

1. Silicon Labs u l-Internet tal-Oġġetti
   • Il-verżjoni 4 tal-Protokoll tal-Internet (IPv4) ġiet definita fl-1981 fl-RFC 791, Speċifikazzjoni tal-Protokoll tal-Programm tal-Internet tad-DARPA. ("RFC" tfisser "Talba għal Kummenti.") Bl-użu ta' indirizzar ta' 32-bit (4-byte), IPv4 ipprovda 232 indirizz uniku għal apparati fuq l-internet, total ta' madwar 4.3 biljun indirizz. Madankollu, hekk kif in-numru ta' utenti u apparati kiber b'mod esponenzjali, kien ċar li n-numru ta' indirizzi IPv4 se jiġi eżawrit u kien hemm bżonn ta' verżjoni ġdida tal-IP. Għalhekk l-iżvilupp tal-IPv6 fis-snin 1990 u l-intenzjoni tiegħu li jissostitwixxi l-IPv4. B'indirizzar ta' 128-bit (16-byte), IPv6 jippermetti 2128 indirizzi, aktar minn 7.9×1028 indirizzi minn IPv4 (http://en.wikipedia.org/wiki/IPv6).
   • L-isfida għall-kumpaniji fl-industrija inkorporata bħal Silicon Labs hija li jindirizzaw din il-migrazzjoni tat-teknoloġija u aktar importanti d-domandi tal-klijenti hekk kif nimxu lejn dinja dejjem konnessa ta 'apparati fid-dar u spazju kummerċjali, dak li ħafna drabi huwa riferut bħala aħmar bħala l-Internet tal-Oġġetti (IoT). F'livell għoli l-għanijiet tal-IoT għal Silicon Labs huma li:
   • Qabbad l-apparati kollha fid-dar u fl-ispazju kummerċjali bl-aqwa netwerking tal-klassi, kemm jekk b'Zigbee PRO, Thread, Blue-tooth, jew standards emerġenti oħra.
   • Sfrutta l-kompetenza tal-kumpanija f'mikrokontrolluri li jiffavorixxu l-enerġija.
   • Ittejjeb iċ-ċipep stabbiliti b'enerġija baxxa u b'sinjal imħallat.
   • Ipprovdi pont bi prezz baxx għal apparati Ethernet u Wi-Fi eżistenti.
   • Jippermettu servizzi cloud u konnettività għal smartphones u tablets li jippromwovu l-faċilità ta 'użu u esperjenza komuni għall-utent għall-klijenti.
     Il-kisba ta 'dawn l-għanijiet kollha se żżid ir-rati ta' adozzjoni u l-aċċettazzjoni tal-utent għal apparati IoT.
2. Grupp Thread
   • Grupp ta' Thread (https://www.threadgroup.org/) tnediet fil-15 ta’ Lulju 2014. Silicon Labs kienet kumpanija fundatriċi flimkien ma’ sitt kumpaniji oħra. Thread Group huwa grupp ta 'edukazzjoni tas-suq li joffri ċertifikazzjoni tal-prodott u jippromwovi l-użu ta' prodotti minn apparat għal apparat (D2D) u minn magna għal magna (M2M) ppermettiet Thread. Is-sħubija fil-Grupp Thread hija miftuħa.
   • L-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut 1.1 tista' titniżżel wara li tissottometti talba hawn: https://www.threadgroup.org/ThreadSpec. Verżjonijiet suċċessuri tal-Ispeċifikazzjoni Thread, 1.2 u 1.3.0, tħabbru wkoll bi programmi ta 'ċertifikazzjoni fl-2022. L-aħħar speċifikazzjoni Thread 1.4-abbozz hija disponibbli biss għall-membri Thread.
3. X'inhu Thread?
   Thread huwa protokoll ta' netwerking ta' malji bla fili sikur. Il-munzell Thread huwa standard miftuħ li huwa mibni fuq ġabra ta 'standards eżistenti tal-Istitut għall-Inġiniera Elettrika u Elettronika (IEEE) u l-Internet Engineering Task Force (IETF), aktar milli standard ġdid sħiħ (ara l-figura li ġejja).
4. Karatteristiċi Ġenerali Thread
   • Il-munzell Thread jappoġġja indirizzi IPv6 u jipprovdi pont bi prezz baxx għal netwerks IP oħra u huwa ottimizzat għal tħaddim b'enerġija baxxa / sostnut minn batteriji, u komunikazzjoni mingħajr fili minn apparat għal apparat. Il-munzell Thread huwa ddisinjat speċifikament għal Konnessi Dar u applikazzjonijiet kummerċjali fejn netwerking ibbażat fuq IP huwa mixtieq u varjetà ta 'saffi ta' applikazzjoni jistgħu jintużaw fuq il-munzell.
   • Dawn huma l-karatteristiċi ġenerali tal-munzell Thread:
   • Installazzjoni, bidu u tħaddim ta' netwerk sempliċi: Il-munzell Thread jappoġġja diversi topoloġiji tan-netwerk. L-installazzjoni hija sempliċi billi tuża smartphone, tablet, jew kompjuter. Il-kodiċijiet tal-installazzjoni tal-prodott jintużaw biex jiżguraw li l-apparati awtorizzati biss jistgħu jingħaqdu man-netwerk. Il-protokolli sempliċi għall-iffurmar u t-tgħaqqid ta 'netwerks jippermettu lis-sistemi jikkonfiguraw lilhom infushom u jiffissaw il-problemi tar-rotot hekk kif iseħħu.
   • Sikur: L-apparati ma jingħaqdux man-netwerk sakemm ma jkunux awtorizzati u l-komunikazzjonijiet kollha huma encrypted u sikuri. Is-sigurtà hija pprovduta fis-saff tan-netwerk u tista 'tkun fis-saff tal-applikazzjoni. In-netwerks kollha Thread huma encrypted bl-użu ta 'skema ta' awtentikazzjoni tal-era tal-smartphone u kriptaġġ Advanced Encryption Standard (AES). Is-sigurtà użata fin-netwerks Thread hija aktar b'saħħitha minn standards bla fili oħra li l-Grupp Thread evalwa.
   • Netwerks tad-dar żgħar u kbar: In-netwerks tad-dar ivarjaw minn diversi għal mijiet ta' apparati. Is-saff tan-netwerking huwa ddisinjat biex jottimizza l-operat tan-netwerk ibbażat fuq l-użu mistenni.
   • Netwerks kummerċjali kbar: Għal installazzjonijiet kummerċjali akbar, netwerk Thread wieħed mhuwiex biżżejjed biex ikopri l-applikazzjoni kollha, ir-rekwiżiti tas-sistema u tan-netwerk. Il-mudell Thread Domain jippermetti skalabbiltà sa 10,000s ta 'apparat Thread fi skjerament wieħed, bl-użu ta' taħlita ta 'teknoloġiji ta' konnettività differenti (Thread, Ethernet, Wi-fi, eċċ).
   • Skoperta u konnettività tas-servizz bidirezzjonali: Multicast u xandir huma ineffiċjenti fuq netwerks tal-malji mingħajr fili. Għal komunikazzjoni off-mesh, Thread jipprovdi reġistru tas-servizz fejn l-apparati jistgħu jirreġistraw il-preżenza u s-servizzi tagħhom, u l-klijenti jistgħu jużaw mistoqsijiet unicast biex jiskopru s-servizzi reġistrati.
   • Medda: L-apparati tipiċi jipprovdu firxa suffiċjenti biex ikopru dar normali. Disinji faċilment disponibbli bil-qawwa amplifiers jestendu l-firxa sostanzjalment. Spettru mifrux distribwit jintuża fis-Saff Fiżiku (PHY) biex ikun aktar immuni għall-interferenza. Għal installazzjonijiet kummerċjali, il-mudell Thread Domain jippermetti netwerks multipli Thread jikkomunikaw ma 'xulxin fuq sinsla, u b'hekk jestendi l-firxa biex tkopri ħafna subnets tal-malji.
   • L-ebda punt uniku ta 'falliment: Il-munzell Thread huwa ddisinjat biex jipprovdi operazzjonijiet siguri u affidabbli anke bil-falliment jew it-telf ta' apparati individwali. Apparati Thread jistgħu wkoll jinkorporaw links ibbażati fuq IPv6 bħal Wi-Fi u Ethernet fit-topoloġija biex titnaqqas il-probabbiltà ta 'ħitan multipli Thread. B'dan il-mod, jistgħu jutilizzaw l-ogħla throughput, il-kapaċità tal-kanal, u l-kopertura ta 'dawk ir-rabtiet tal-infrastruttura, filwaqt li għadhom jappoġġjaw apparati b'enerġija baxxa.
   • Enerġija baxxa: L-apparati jikkomunikaw b'mod effiċjenti biex iwasslu esperjenza mtejba għall-utent b'snin ta' ħajja mistennija taħt kundizzjonijiet normali tal-batteriji. L-apparati jistgħu tipikament joperaw għal diversi snin fuq batteriji tat-tip AA bl-użu ta 'ċikli ta' xogħol adattati.
   • Cost-effettiv: Chipsets kompatibbli u munzelli ta 'softwer minn bejjiegħa multipli huma pprezzati għall-iskjerament tal-massa u ddisinjati mill-art biex ikollhom konsum estremament baxx ta' enerġija.
5.  OpenThread
   • OpenThread rilaxxat minn Google hija implimentazzjoni open-source ta' Thread®. Google ħarġet OpenThread biex tagħmel it-teknoloġija tan-net-working użata fil-prodotti Google Nest disponibbli b'mod aktar wiesa 'għall-iżviluppaturi, sabiex tħaffef l-iżvilupp ta' prodotti għad-dar konnessa u bini kummerċjali.
   • B'saff ta 'estrazzjoni ta' pjattaforma dejqa u footprint żgħir tal-memorja, OpenThread huwa portabbli ħafna. Jappoġġja kemm disinni ta' sistema fuq ċippa (SoC) kif ukoll ta' koproċessur tar-radju (RCP).
   • OpenThread jiddefinixxi protokoll ta' komunikazzjoni mingħajr fili minn apparat għal apparat ibbażat fuq IPv6, affidabbli, sigur u ta' enerġija baxxa għal applikazzjonijiet ta' bini domestiku u kummerċjali. Timplimenta l-karatteristiċi kollha definiti fl-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut 1.1.1, l-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut 1.2, l-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut 1.3.0, u l-abbozz tal-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut 1.4 (mill-ħruġ ta 'dan id-dokument).
   • Silicon Labs implimenta protokoll ibbażat fuq OpenThread imfassal biex jaħdem mal-ħardwer Silicon Labs. Dan il-protokoll huwa disponibbli fuq GitHub u wkoll bħala kit ta 'żvilupp ta' softwer (SDK) installat ma 'Simplicity Studio 5. L-SDK huwa snapshot ittestjat bis-sħiħ tas-sors Gi-tHub. Jappoġġa firxa usa 'ta' ħardwer milli tagħmel il-verżjoni GitHub, u tinkludi dokumentazzjoni u exampl-applikazzjonijiet mhux disponibbli fuq GitHub.

Thread Technology Overview

1. IEEE 802.15.4
   • L-ispeċifikazzjoni IEEE 802.15.4-2006 hija standard għall-komunikazzjoni mingħajr fili li tiddefinixxi s-saffi tal-Kontroll tal-Aċċess Medju (MAC) u l-Fiżiku (PHY) mingħajr fili li joperaw f'250 kbps fil-medda ta '2.4 GHz, b'pjan direzzjonali għal meded subGHz (IEEE 802.15.4. 2006-802.15.4 Speċifikazzjoni). Iddisinjat b'qawwa baxxa f'moħħu, XNUMX huwa adattat għal applikazzjonijiet li normalment jinvolvu numru kbir ta 'nodi.
   • Is-saff 802.15.4 MAC jintuża għall-immaniġġjar bażiku tal-messaġġi u l-kontroll tal-konġestjoni. Dan is-saff MAC jinkludi mekkaniżmu ta 'Aċċess Multipli ta' Carrier Sense (CSMA) għal apparati biex jisimgħu għal kanal ċar, kif ukoll saff ta 'rabta biex jimmaniġġjaw tentattivi mill-ġdid u rikonoxximent ta' messaġġi għal komunikazzjonijiet affidabbli bejn apparati ħdejn xulxin. Il-kriptaġġ tas-saff tal-MAC jintuża fuq messaġġi bbażati fuq ċwievet stabbiliti u kkonfigurati mis-saffi ogħla tal-munzell tas-softwer. Is-saff tan-netwerk jibni fuq dawn il-mekkaniżmi sottostanti biex jipprovdi komunikazzjonijiet affidabbli minn tarf sa tarf fin-netwerk.
   • Nibdew bl-Ispeċifikazzjoni Thread 1.2, ġew implimentati diversi ottimizzazzjonijiet mill-ispeċifikazzjoni IEEE 802.15.4-2015 biex jagħmlu n-netwerks Thread aktar robusti, responsivi u skalabbli:
   • Qafas Imtejjeb Pendenti: Ittejjeb il-ħajja tal-batterija u r-rispons ta 'apparat ta' tmiem bi ngħas (SED), billi jnaqqas in-numru ta 'messaġġi li SED jista' jibgħat fuq l-arja. Kwalunkwe pakkett ta' dejta li jasal minn SED (mhux biss talbiet ta' dejta) jista' jiġi rikonoxxut bil-preżenza ta' dejta pendenti li jmiss.
   • Keepalive Mtejba: Inaqqas l-ammont ta 'traffiku meħtieġ biex tinżamm rabta bejn SED u ġenitur billi jittratta kwalunkwe messaġġ ta' dejta bħala trażmissjoni tan-netwerk keepalive.
   • Ikkoordinat SampSmigħ mmexxi (CSL): Din il-karatteristika ta 'Speċifikazzjoni IEEE 802.15.4-2015 tippermetti sinkronizzazzjoni aħjar bejn SED u ġenitur billi tippjana perjodi ta' trażmissjoni/riċeviment sinkronizzati mingħajr talbiet perjodiċi tad-dejta. Dan jippermetti apparati ta 'enerġija baxxa li għandhom latency ta' konnessjoni baxxa u netwerk b'ċans inqas ta 'ħabtiet ta' messaġġi.
   • Probing ACK Mtejba: Din il-karatteristika tal-Ispeċifikazzjoni IEEE 802.15.4-2015 tippermetti kontroll granulari inizjatur fuq mistoqsijiet metriċi tal-link filwaqt li tiffranka l-enerġija billi tuża mill-ġdid mudelli regolari tat-traffiku tad-dejta aktar milli messaġġi ta 'sonda separati.
2. Arkitettura tan-Netwerk tal-Ħjut
   1. Arkitettura Residenzjali
      L-utenti jikkomunikaw ma 'netwerk Thread residenzjali mit-tagħmir tagħhom stess (smartphone, tablet, jew kompjuter) permezz tal-Wi-Fi fuq in-Netwerk taż-Żona tad-Dar (HAN) tagħhom jew bl-użu ta' applikazzjoni bbażata fuq il-cloud. Il-figura li ġejja turi t-tipi ewlenin ta 'apparat fl-arkitettura tan-netwerk Thread.

Figura 2.1. Arkitettura tan-Netwerk tal-Ħjut
It-tipi ta' apparat li ġejjin huma inklużi f'netwerk Thread, li jibdew min-netwerk Wi-Fi:

• Border Routers jipprovdu konnettività min-netwerk 802.15.4 għal netwerks li jmissu magħhom fuq saffi fiżiċi oħra (Wi-Fi, Ethernet, eċċ.). Border Routers jipprovdu servizzi għal apparati fi ħdan in-netwerk 802.15.4, inklużi servizzi ta' rotta u skoperta ta' servizzi għal operazzjonijiet barra min-netwerk. Jista' jkun hemm Border Router wieħed jew aktar f'netwerk Thread.
• A Leader, f'partizzjoni tan-netwerk Thread, jimmaniġġja reġistru ta 'IDs tar-router assenjati u jaċċetta talbiet minn apparati finali eliġibbli għar-router (REEDs) biex isiru routers. Il-Leader jiddeċiedi liema għandhom ikunu routers, u l-Leader, bħall-routers kollha f'netwerk Thread, jista' jkollu wkoll tfal tat-tarf tal-apparat. Il-Leader jassenja u jimmaniġġja wkoll l-indirizzi tar-router billi juża CoAP (Constrained Appli-cation Protocol). Madankollu, l-informazzjoni kollha li tinsab fil-Leader hija preżenti fit-Tread Routers l-oħra. Għalhekk, jekk il-Leader jonqos jew jitlef il-konnettività man-netwerk Thread, jiġi elett Thread Router ieħor, u jieħu f'idejh bħala Leader mingħajr intervent tal-utent.
• It-Tread Routers jipprovdu servizzi ta' rotta għal tagħmir tan-netwerk. It-thread Routers jipprovdu wkoll servizzi ta' tingħaqad u sigurtà għal tagħmir li jipprova jingħaqad man-netwerk. It-thread Routers mhumiex iddisinjati biex jorqdu u jistgħu jiddegradaw il-funzjonalità tagħhom u jsiru REEDs.
• Il-Qasab jistgħu jsiru Thread Router jew Leader, iżda mhux neċessarjament Border Router li għandu proprjetajiet speċjali, bħal interfaces multipli. Minħabba t-topoloġija tan-netwerk jew kundizzjonijiet oħra, REEDs ma jaġixxux bħala routers. REEDs ma jgħaddix messaġġi jew jipprovdu servizzi ta' tgħaqqid jew ta' sigurtà għal apparati oħra fin-netwerk. In-netwerk jimmaniġġja u jippromwovi apparati eliġibbli għar-router lil routers jekk meħtieġ, mingħajr interazzjoni tal-utent.
• L-apparati finali li mhumiex eliġibbli għar-router jistgħu jkunu jew FEDs (apparati finali sħaħ) jew MEDs (apparati finali minimi). MEDs m'għandhomx għalfejn jissinkronizzaw b'mod espliċitu mal-ġenitur tagħhom biex jikkomunikaw.
• L-apparati tat-tarf bi ngħas (SEDs) jikkomunikaw biss permezz tal-ġenitur Thread Router tagħhom u ma jistgħux iwasslu messaġġi għal apparati oħra.
• Strumenti ta' Tmiem Sleepy Sinkronizzati (SSEDs) huma klassi ta' Apparat ta' Tmiem Sleepy li jużaw CSL minn IEEE 802.15.4-2015 biex iżommu skeda sinkronizzata ma' ġenitur, u jevitaw l-użu ta' talbiet regolari tad-dejta.

Arkitettura Kummerċjali
Il-mudell Thread Commercial jieħu t-tipi ewlenin ta 'apparat għal netwerk residenzjali u jżid kunċetti ġodda. L-utenti jikkomunikaw ma 'netwerk kummerċjali permezz ta' apparati (smartphone, tablet, jew kompjuter) permezz tal-Wi-Fi jew permezz tan-netwerk tal-intrapriża tagħhom. Il-figura li ġejja turi topoloġija tan-netwerk kummerċjali.

Figura 2.2. Topoloġija tan-Netwerk Kummerċjali

Il-kunċetti huma:

• Il-mudell Thread Domain jappoġġja integrazzjoni bla xkiel ta 'Netwerks Thread multipli kif ukoll interface bla xkiel għal netwerks IPv6 mhux Thread. Il-benefiċċju ewlieni tat-Tread Domain huwa li l-apparati huma sa ċertu punt flessibbli biex jingħaqdu ma' kwalunkwe Thread Net-work disponibbli kkonfigurat b'Tread Domain komuni, li jnaqqas il-ħtieġa għal ippjanar manwali tan-netwerk jew rikonfigurazzjonijiet manwali għaljin meta d-daqs tan-netwerk jew il-volum tad-dejta jiġu skalati. up.
• Backbone Border Routers (BBRs) huma klassi ta 'Border Router fl-ispazju kummerċjali li jiffaċilitaw is-sinkronizzazzjoni tad-Dominju Thread ta' segmenti multipli tan-netwerk u jippermettu propagazzjoni multicast b'ambitu kbir ġewwa u barra minn kull malja waħda f'Dominju Thread. Netwerk Thread li huwa parti minn dominju akbar għandu jkollu mill-inqas BBR wieħed "Primarja" u jista 'jkollu BBRs "Sekondarji" multipli għal redundancy mingħajr periklu. Il-BBRs jikkomunikaw ma 'xulxin fuq sinsla li tgħaqqad in-netwerks kollha Thread.
• A Backbone Link hija link IPv6 mhux Thread li magħha BBR jgħaqqad bl-użu ta 'interface esterna użata biex timplimenta l-Thread Backbone Link Protocol (TBLP) biex tissinkronizza ma' BBRs oħra.
• It-Tread Devices f'implimentazzjoni kummerċjali huma kkonfigurati bl-użu ta' Thread Domains u Domain Unique Addresses (DUAs). DUA ta' apparat qatt ma jinbidel matul il-ħajja tiegħu li jkun parti minn dominju Thread. Dan jiffaċilita l-migrazzjoni bejn netwerks Thread differenti f'dominju wieħed u jiżgura li l-BBRs rispettivi jiffaċilitaw ir-rotot fuq netwerks Thread multipli.

Dawn il-kunċetti huma illustrati fil-figura li ġejja:

Figura 2.3. Mudell tad-Dominju Thread
Ebda Punt Uniku ta' Nuqqas

• Il-munzell Thread huwa ddisinjat biex ma jkollux punt wieħed ta 'falliment. Filwaqt li hemm numru ta 'apparati fis-sistema li jwettqu funzjonijiet speċjali, Thread huwa ddisinjat sabiex ikunu jistgħu jiġu sostitwiti mingħajr ma jaffettwa l-operat kontinwu tan-netwerk jew tal-apparati. Per example, apparat tarf bi ngħas jeħtieġ ġenitur għall-komunikazzjonijiet, għalhekk dan il-ġenitur jirrappreżenta punt wieħed ta 'falliment għall-komunikazzjonijiet tiegħu. Madankollu, l-apparat tat-tarf bi ngħas jista 'u se jagħżel ġenitur ieħor jekk il-ġenitur tiegħu ma jkunx disponibbli. Din it-tranżizzjoni m'għandhiex tkun viżibbli għall-utent.
  Filwaqt li s-sistema hija ddisinjata għall-ebda punt uniku ta 'falliment, taħt ċerti topoloġiji se jkun hemm apparati individwali li ma jkollhomx kapaċitajiet ta' backup. Per example, f'sistema b'Fruntieri waħda
• Router, jekk il-Border Router jitlef l-enerġija, m'hemm l-ebda mezz biex taqleb għal Border Router alternattiv. F'dan ix-xenarju, għandha ssir rikonfigurazzjoni tal-Border Router.
• Nibdew bl-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut 1.3.0, Border Routers li jaqsmu rabta tal-infrastruttura jistgħu jiffaċilitaw l-ebda punt wieħed ta' falliment fuq mezz differenti (bħal Wi-Fi jew Ethernet) billi jużaw Thread
• Radju Enkapsulament Link (TREL). B'din il-karatteristika, titnaqqas il-probabbiltà li diviżorji Thread jiffurmaw bejn il-links.

IP Stack Fundamentali

1. Indirizzar
   • Apparat fil-munzell Thread jappoġġja l-arkitettura tal-indirizzar IPv6 kif definita fl-RFC 4291 (https://tools.ietf.org/html/rfc4291: IP Verżjoni 6 Indirizzar Arkitettura). L-apparati jappoġġjaw Uniku
   • Indirizz Lokali (ULA), Indirizz Uniku ta' Dominju (DUA) f'mudell ta' dominju Thread, u indirizz wieħed jew aktar ta' Global Unicast Address (GUA) ibbażati fuq ir-riżorsi disponibbli tagħhom.
   • Il-bits ta 'ordni għolja ta' indirizz IPv6 jispeċifikaw in-netwerk u l-bqija jispeċifikaw indirizzi partikolari f'dak in-netwerk. Għalhekk, l-indirizzi kollha f'netwerk wieħed għandhom l-istess ewwel N bits. Dawk l-ewwel
   • N bits jissejħu l-"prefiss". Il-“/64” jindika li dan huwa indirizz bi prefiss ta’ 64-bit. L-apparat li jibda n-netwerk jagħżel prefiss /64 li mbagħad jintuża fin-netwerk kollu. Il-prefiss huwa ULA (https://tools.ietf.org/html/rfc4193: Indirizzi Uniċi Lokali IPv6 Unicast). In-netwerk jista' jkollu wkoll Border Router wieħed jew aktar li kull wieħed jista' jkollu jew ma jistax ikollu /64 li mbagħad jista' jintuża biex jiġġenera ULA jew GUA. L-apparat fin-netwerk juża l-indirizz EUI-64 (64-bit Extended Unique Identifier) ​​tiegħu biex joħroġ l-identifikatur tal-interface tiegħu kif definit fit-Taqsima 6 tal-RFC 4944 (https://tools.ietf.org/html/rfc4944: Trażmissjoni ta' Pakketti IPv6 fuq Netwerks IEEE 802.15.4 ). L-apparat se jappoġġja link indirizz IPv6 lokali kkonfigurat mill-EUI-64 tan-node bħala identifikatur tal-interface bil-prefiss lokali tal-link magħruf FE80::0/64 kif definit fl-RFC 4862 (https://tools.ietf.org/html/rfc4862: Awtokonfigurazzjoni tal-Indirizz mingħajr Stat IPv6) u RFC 4944.
   • L-apparati jappoġġjaw ukoll indirizzi multicast xierqa. Dan jinkludi link-local all node multicast, link local all router multicast, soli-cited node multicast, u multicast lokali malji. Bil-preżenza ta 'router tal-fruntiera tas-sinsla f'mudell ta' dominju, l-apparati jistgħu wkoll jappoġġjaw indirizzi multicast b'ambitu ogħla jekk jirreġistraw għalihom.
   • Kull apparat li jingħaqad man-netwerk huwa assenjat indirizz qasir ta' 2 byte skont l-ispeċifikazzjoni IEEE 802.15.4-2006. Għal routers, dan l-indirizz huwa assenjat bl-użu tal-bits għolja fil-qasam tal-indirizz.
   • It-tfal imbagħad jiġu assenjati indirizz qasir bl-użu tal-bits għoljin tal-ġenituri tagħhom u l-bits aktar baxxi xierqa għall-indirizz tagħhom. Dan jippermetti lil kwalunkwe apparat ieħor fin-netwerk jifhem il-post tar-rotta tat-tifel billi juża l-bits għoljin tal-qasam tal-indirizz tiegħu.
2. 6LoWPAN
   • 6LoWPAN tfisser "IPv6 Over Low Power Wireless Personal Networks." L-għan ewlieni ta '6LoWPAN huwa li jittrasmetti u jirċievi pakketti IPv6 fuq links 802.15.4. Meta tagħmel dan, trid takkomoda għad-daqs massimu tal-frejm 802.15.4 mibgħut fl-arja. Fil-links Ethernet, pakkett bid-daqs tal-Unità ta 'Trażmissjoni Massima (MTU) IPv6 (1280 bytes) jista' jintbagħat faċilment bħala qafas wieħed fuq il-link. Fil-każ ta' 802.15.4, 6LoWPAN jaġixxi bħala saff ta' adattament bejn is-saff tan-netwerking IPv6 u s-saff ta' rabta 802.15.4. Issolvi l-kwistjoni tat-trażmissjoni ta' IPv6
   • MTU billi jifframmenta l-pakkett IPv6 fil-mittent u jerġa 'jassemblah fir-riċevitur.
     6LoWPAN jipprovdi wkoll mekkaniżmu ta 'kompressjoni li jnaqqas id-daqsijiet tal-header IPv6 mibgħuta fl-arja u b'hekk inaqqas l-overhead tat-trasmissjoni. L-inqas bits li jintbagħtu fl-arja, inqas enerġija tiġi kkunsmata mill-apparat. Thread jagħmel użu sħiħ minn dawn il-mekkaniżmi biex jittrasmetti pakketti b'mod effiċjenti fuq in-netwerk 802.15.4. RFC 4944 (https://tools.ietf.org/html/rfc4944) u RFC 6282 (https://tools.ietf.org/html/rfc6282) iddeskrivi fid-dettall il-metodi li bihom jitwettqu l-frammentazzjoni u l-kompressjoni tal-header.
3. Link Saff Forwarding
   Karatteristika oħra importanti tas-saff 6LoWPAN hija t-twassil tal-pakkett tas-saff tal-link. Dan jipprovdi mekkaniżmu ta' overhead effiċjenti ħafna u baxx biex jintbagħtu pakketti multi hop f'netwerk tal-malji. It-thread juża r-rotot tas-saff tal-IP b'trażmissjoni tal-pakketti tas-saff tal-link.
   Thread juża l-link saff forwarding biex jgħaddi pakketti bbażati fuq it-tabella tar-routing IP. Sabiex dan jitwettaq, l-header tal-malji 6LoWPAN jintuża f'kull pakkett multi-hop (ara l-figura li ġejja).
   • Figura 3.1. Format tal-Intestatura tal-malji
   • Fil Thread, is-saff 6LoWPAN jimla l-informazzjoni Mesh Header bl-indirizz qasir ta '16-bit tal-oriġinatur u l-indirizz tas-sors ta' 16-bit tad-destinazzjoni finali. It-trasmettitur iħares l-indirizz qasir ta '16-il bit tal-ħops li jmiss fit-Tabella tar-Rotot, u mbagħad jibgħat il-qafas 6LoWPAN lejn l-indirizz qasir ta' 16-il bit tal-ħops li jmiss bħala destinazzjoni. L-apparat tal-ħops li jmiss jirċievi l-pakkett, ifittex il-ħops li jmiss fil-
   • Tabella tar-Rotot / Tabella tal-Ġirien, inaqqas l-għadd tal-ħops fil-Mesh Header 6LoWPAN, u mbagħad jibgħat il-pakkett lejn il-ħops li jmiss jew l-indirizz qasir ta '16-bit tad-destinazzjoni finali bħala destinazzjoni.
   • 6LoWPAN Inkapsulament
     Il-pakketti 6LoWPAN huma mibnija fuq l-istess prinċipju bħall-pakketti IPv6 u fihom headers f'munzelli għal kull funzjonalità miżjuda. Kull header 6LoWPAN huwa preċedut minn valur tad-dispaċċ li jidentifika t-tip ta 'header (ara l-figura li ġejja).
4. 6LoWPAN Inkapsulament
   Il-pakketti 6LoWPAN huma mibnija fuq l-istess prinċipju bħall-pakketti IPv6 u fihom headers f'munzelli għal kull funzjonalità miżjuda. Kull header 6LoWPAN huwa preċedut minn valur tad-dispaċċ li jidentifika t-tip ta 'header (ara l-figura li ġejja).
   Figura 3.2. Format Ġenerali ta' Pakkett 6LoWPAN
   Thread juża t-tipi li ġejjin ta 'headers 6LoWPAN:
   • Mesh Header (użat għat-trażmissjoni tas-saff tal-link)
   • Frammentazzjoni Header (użat għall-frammentazzjoni tal-pakkett IPv6 f'diversi pakketti 6LoWPAN)
   • Header Kompressjoni Header (użat għall-kompressjoni tal-headers IPv6)
   • L-ispeċifikazzjoni 6LoWPAN tordna li jekk ikun hemm aktar minn header wieħed, iridu jidhru fl-ordni msemmija hawn fuq. Dawn li ġejjin huma examples ta' pakketti 6LoWPAN mibgħuta fl-ajru.
   • Fil-figura li ġejja, it-tagħbija 6LoWPAN hija magħmula mill-header IPv6 kompressat u l-bqija tat-tagħbija IPv6.
   • Figura 3.3. Pakkett 6LoWPAN li Fih it-Tagħbija IPv6 b'Header IPv6 Kompressat
   • Fil-figura li ġejja, it-tagħbija 6LoWPAN fiha l-header IPv6 u parti mit-tagħbija IPv6.
   • Figura 3.4. Pakkett 6LoWPAN li fih Header tal-malja, Header tal-Frammentazzjoni, u Header tal-Kompressjoni Il-bqija tat-tagħbija se tiġi trażmessa f'pakketti sussegwenti skont il-format fil-figura li ġejja.
   • Figura 3.5. 6LoWPAN Framment sussegwenti
5. ICMP
   L-apparati tal-ħajt jappoġġjaw il-protokoll tal-verżjoni 6 tal-Protokoll tal-Messaġġ tal-Kontroll tal-Internet (ICMPv6) kif definit f'RFC 4443, Protokoll tal-Messaġġ tal-Kontroll tal-Internet (ICMPv6) għall-Ispeċifikazzjoni tal-Protokoll tal-Internet Verżjoni 6 (IPv6). Jappoġġaw ukoll it-talba tal-eku u l-messaġġi tat-tweġiba tal-eku.
6. UDP
   Il-munzell Thread jappoġġja l-Utent DatagProtokoll tal-muntun (UDP) kif definit fl-RFC 768, Utent DatagProtokoll tal-muntun.
7. TCP
   Il-munzell Thread jappoġġja varjant tal-Protokoll tal-Kontroll tat-Trasport (TCP) imsejjaħ "TCPlp" (TCP Low Power) (Ara usenix-NSDI20). Apparat konformi mat-Tread jimplimenta r-rwoli ta' inizjatur u ta' semmiegħa TCP kif deskritt fi:
   • RFC 793, Protokoll tal-Kontroll tat-Trażmissjoni
   • RFC 1122, Rekwiżiti għall-Internet Hosts
   • Speċifikazzjoni tal-ħajta 1.3.0 u ogħla: L-implimentazzjonijiet eżistenti tat-TCP tipikament mhumiex irranġati biex jaħdmu bl-aħjar mod fuq netwerks tal-malji mingħajr fili u bid-daqsijiet limitati tal-frejms 802.15.4. Għalhekk, l-ispeċifikazzjoni tiddefinixxi dawk l-elementi u l-valuri tal-parametri meħtieġa għal implimentazzjoni effiċjenti TCP fuq Netwerks Thread (ara Speċifikazzjoni Thread 1.3.0, sezzjoni 6.2 TCP).
8. SRP
   • Il-Protokoll tar-Reġistrazzjoni tas-Servizz (SRP) kif definit fil-Protokoll tar-Reġistrazzjoni tas-Servizz għal Skoperta tas-Servizzi Ibbażat fuq DNS huwa utilizzat fuq apparati Thread li jibdew bl-Ispeċifikazzjoni Thread 1.3.0. Għandu jkun hemm Reġistru tas-Servizz, miżmum minn router tal-fruntiera. Il-klijenti SRP fuq in-netwerk tal-malji jistgħu jirreġistraw biex joffru diversi servizzi. Server SRP jaċċetta mistoqsijiet ta 'skoperta bbażati fuq DNS u barra minn hekk joffri kriptografija taċ-ċavetta pubblika għas-sigurtà, flimkien ma' titjib minuri ieħor biex jappoġġja aħjar lill-klijenti ristretti.

Topoloġija tan-Netwerk

1. Indirizz tan-Netwerk u Apparati
   • Il-munzell Thread jappoġġja konnettività tal-malja sħiħa bejn ir-routers kollha fin-netwerk. It-topoloġija attwali hija bbażata fuq in-numru ta 'routers fin-netwerk. Jekk ikun hemm router wieħed biss, allura n-netwerk jifforma stilla. Jekk ikun hemm aktar minn router wieħed, allura malji tiġi ffurmata awtomatikament (ara 2.2 Arkitettura tan-Netwerk tal-Ħjut).
2. Netwerks tal-malji
   • Netwerks tal-malji inkorporati jagħmlu s-sistemi tar-radju aktar affidabbli billi jippermettu lir-radjijiet iwasslu messaġġi għal radjijiet oħra. Per example, jekk node ma jistax jibgħat messaġġ direttament lil node ieħor, in-netwerk tal-malji inkorporati iwassal il-messaġġ permezz ta' nodi interme-diary wieħed jew aktar. Kif diskuss fit-taqsima 5.3 Rotot, in-nodi kollha tar-router fil-munzell Thread iżommu r-rotot u l-konnettività ma 'xulxin sabiex il-malja tinżamm u tkun konnessa kontinwament. Hemm limitu ta' 64 indirizz tar-router fin-netwerk Thread, iżda ma jistgħux jintużaw kollha f'daqqa. Dan jippermetti żmien biex l-indirizzi tal-apparati mħassra jerġgħu jintużaw.
   • F'netwerk tal-malji, it-tagħmir tat-tarf bi ngħas jew l-apparat eliġibbli għar-router ma jmurx għal apparati oħra. Dawn l-apparati jibagħtu messaġġi lil ġenitur li huwa router. Dan ir-router ġenitur jieħu ħsieb l-operazzjonijiet tar-rotot għall-apparat tifel tiegħu.

Rotot u Konnettività tan-Netwerk

In-netwerk Thread għandu sa 32 router attiv li juża r-rotta tal-ħops li jmiss għal messaġġi bbażati fuq it-tabella tar-routing. It-tabella tar-routing tinżamm mill-munzell Thread biex tiżgura li r-routers kollha jkollhom konnettività u mogħdijiet aġġornati għal kwalunkwe router ieħor fin-netwerk. Ir-routers kollha jiskambjaw ma' routers oħra l-ispiża tagħhom tar-routing għal routers oħra fin-netwerk f'format kompressat bl-użu tal-Mesh Link Establishment (MLE).

1.  Messaġġi MLE
   • Mesh Link Establishment (MLE) messaġġi huma wżati biex jistabbilixxu u kkonfigurati konnessjonijiet tar-radju sikuri, jiskopru tagħmir ġirien, u jżommu l-ispejjeż tar-rotot bejn apparati fin-netwerk. L-MLE jopera taħt is-saff tar-routing u juża one hop link lokali unicasts u multicasts bejn routers.
   • Il-messaġġi MLE jintużaw biex jidentifikaw, jikkonfiguraw, u jassiguraw links għal apparati ġirien hekk kif it-topoloġija u l-ambjent fiżiku jinbidlu. MLE jintuża wkoll biex iqassam valuri ta 'konfigurazzjoni li huma kondiviżi man-netwerk bħall-kanal u l-ID tan-Netwerk taż-Żona Personali (PAN). Dawn il-messaġġi jistgħu jintbagħtu b'għargħar sempliċi kif speċifikat minn MPL (https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-roll-trickle-mcast-11: Protokoll Multicast għal Netwerks ta' Enerġija Baxxa u Telf (MPL)).
   • Il-messaġġi MLE jiżguraw ukoll li l-ispejjeż tal-link asimmetriċi jiġu kkunsidrati meta jiġu stabbiliti l-ispejjeż tar-rotot bejn żewġ apparati. L-ispejjeż tal-link asimmetriċi huma komuni fin-netwerks 802.15.4. Biex jiġi żgurat li l-messaġġi f'żewġ direzzjonijiet ikunu affidabbli, huwa importanti li jiġu kkunsidrati l-ispejjeż tal-link bidirezzjonali.
2. Rotta Skoperta u Tiswija
   • L-iskoperta tar-rotot fuq talba tintuża komunement f'netwerks 802.15.4 b'enerġija baxxa. Madankollu, l-iskoperta tar-rotot fuq talba hija għalja f'termini ta 'overhead tan-netwerk u bandwidth minħabba li l-apparati jxandru talbiet ta' skoperta tar-rotta permezz tan-netwerk. Fil-munzell Thread, ir-routers kollha jiskambjaw pakketti MLE ta 'one-hop li fihom informazzjoni dwar l-ispejjeż għar-routers l-oħra kollha fin-netwerk. Ir-routers kollha għandhom informazzjoni aġġornata dwar l-ispiża tal-passaġġ għal kwalunkwe router ieħor fin-netwerk u għalhekk l-iskoperta tar-rotta fuq talba mhix meħtieġa. Jekk rotta ma tibqax tintuża, ir-routers jistgħu jagħżlu l-aktar rotta adattata li jmiss għad-destinazzjoni.
   • Ir-rotot għall-apparat tat-tfal isir billi tħares lejn il-bits għoljin tal-indirizz tat-tfal biex jiġi ddeterminat l-indirizz tar-router ġenitur. Ladarba l-apparat ikun jaf ir-router ġenitur, ikun jaf l-informazzjoni dwar l-ispiża tal-passaġġ u l-informazzjoni tar-rotta tal-ħops li jmiss għal dak l-apparat.
   • Hekk kif l-ispiża tar-rotta jew it-topoloġija tan-netwerk tinbidel, il-bidliet jinfirxu permezz tan-netwerk bl-użu tal-messaġġi MLE single-hop. L-ispiża tar-rotot hija bbażata fuq il-kwalità tal-link bidirezzjonali bejn żewġ apparati. Il-kwalità tal-link f'kull direzzjoni hija bbażata fuq il-marġni tal-link fuq messaġġi deħlin minn dak l-apparat viċin. Dan l-Indikatur tal-Qawwa tas-Sinjal Riċevut (RSSI) li jidħol huwa mmappjat għal kwalità ta 'rabta minn 0 sa 3. Valur ta' 0 ifisser spiża mhux magħrufa.
   • Meta router jirċievi messaġġ MLE ġdid minn ġar, jew diġà għandu dħul tat-tabella tal-ġirien għall-apparat jew wieħed ikun miżjud. Il-messaġġ MLE fih l-ispiża deħlin mill-proxxmu, għalhekk dan jiġi aġġornat fit-tabella tal-proxxmu tar-router. Il-messaġġ MLE fih ukoll informazzjoni aġġornata dwar ir-routing għal routers oħra li hija aġġornata fit-tabella tar-routing.
   • In-numru ta' routers attivi huwa limitat għall-ammont ta' informazzjoni dwar ir-rotot u l-ispiża li tista' tkun f'pakkett wieħed 802.15.4. Dan il-limitu bħalissa huwa 32 router.
3. Rotot
   • It-tagħmir juża r-rotot IP normali biex jgħaddi l-pakketti. Tabella tar-routing hija mimlija b'indirizzi tan-netwerk u l-ħops xieraq li jmiss.
   • Ir-rotot tal-vettur tad-distanza jintuża biex tikseb rotot għal indirizzi li huma fuq in-netwerk lokali. Meta ssir ir-rotta fuq in-netwerk lokali, is-sitt bits ta 'fuq ta' dan l-indirizz ta '16-il bit jiddefinixxu d-destinazzjoni tar-router.
   • Dan il-ġenitur tar-rotta huwa mbagħad responsabbli għat-trażmissjoni lejn id-destinazzjoni finali bbażata fuq il-bqija tal-indirizz ta '16-il bit.
   • Għal rotta barra min-netwerk, Border Router jinnotifika lir-Router Leader bil-prefissi partikolari li jservi u jqassam din l-informazzjoni bħala data tan-netwerk fi ħdan il-pakketti MLE. Id-dejta tan-netwerk tinkludi d-dejta tal-prefiss, li hija l-prefiss innifsu, il-kuntest 6LoWPAN, ir-Routers tal-Fruntieri, u s-server tal-Awtokonfigurazzjoni tal-Indirizzi mingħajr Stat (SLAAC) jew DHCPv6 għal dak il-prefiss. Jekk apparat għandu jikkonfigura indirizz billi juża dak il-prefiss, jikkuntattja lis-server SLAAC jew DHCP xieraq għal dan l-indirizz. Id-dejta tan-netwerk tinkludi wkoll lista ta’ servers tar-routing li huma l-indirizzi ta’ 16-il bit tar-Routers tal-Fruntieri default.
   • Barra minn hekk, fi spazju kummerċjali b'mudell ta 'Dominju Thread, Backbone Border Router jinnotifika lill-mexxej tar-router bil-Prefiss Uniku tad-Dominju li jservi, biex jindika li din il-malja hija parti mid-dominju tal-Tread akbar. Id-dejta tan-netwerk għal dan tinkludi data tal-prefiss, kuntest 6LoWPAN, u ALOC router tal-fruntiera. M'hemm l-ebda bnadar SLAAC jew DHCPv6 stabbiliti għal dan is-sett ta' prefiss, madankollu l-assenjazzjoni tal-indirizz isegwi l-mudell mingħajr stat. Barra minn hekk, hemm ukoll TLVs tas-servizz u tas-server li jindikaw il-kapaċità tas-servizz “sinsla” ta’ dan ir-router tal-fruntiera. Kapaċità ta' skoperta ta' indirizzi duplikati fuq is-sinsla teżisti għal kwalunkwe apparat li jirreġistra l-Indirizz Uniku tad-Dominju (DUA) tiegħu mal-BBR. DUA ta' apparat qatt ma jinbidel matul il-ħajja tiegħu li jkun parti minn dominju Thread.
   • Dan jiffaċilita l-migrazzjoni bejn netwerks Thread differenti f'dominju wieħed u jiżgura li l-BBRs rispettivi jiffaċilitaw ir-rotot fuq netwerks Thread multipli. Fuq is-sinsla, jintużaw teknoloġiji standard ta' routing IPv6 bħal IPv6 Neighbor Discovery (NS/NA skont RFC 4861) u Multicast Listener Discovery (MLDv2 skont RFC 3810).
   • Mexxej huwa maħtur biex iżomm rekord tal-apparati eliġibbli għar-router li jsiru routers jew jippermetti li r-routers jiddegradaw għal apparati eliġibbli għar-router. Dan il-Leader jassenja u jimmaniġġja wkoll l-indirizzi tar-router billi juża CoAP. Madankollu, l-informazzjoni kollha li tinsab f'dan il-Leader tiġi wkoll reklamata perjodikament lir-routers l-oħra. Jekk il-Leader jitlaq min-netwerk, jiġi elett router ieħor, u jieħu f'idejh bħala Leader mingħajr l-intervent tal-utent.
   • Border Routers huma responsabbli biex jimmaniġġjaw il-kompressjoni jew l-espansjoni 6LoWPAN u jindirizzaw lil apparati off-netwerk. Backbone Border Routers huma responsabbli għall-immaniġġjar tal-MPL b'inkapsulazzjoni u dekapsulazzjoni IP-in-IP għal multicasts ta 'skop akbar li jidħlu u joħorġu mill-malja.
   • Għal aktar informazzjoni dwar Border Routers, ara AN1256: L-użu tas-Silicon Labs RCP mal-OpenThread Border Router.
4. Provi mill-ġdid u Rikonoxximenti
   • Filwaqt li l-messaġġi UDP jintużaw fil-munzell Thread, hija meħtieġa konsenja affidabbli tal-messaġġi u mimlija b'dawn il-mekkaniżmi ħfief:
   • Riprova fil-livell MAC–kull apparat juża rikonoxximenti MAC mill-ħops li jmiss u jerġa 'jipprova messaġġ fis-saff MAC jekk il-messaġġ MAC ACK ma jasalx.
   • Iprova mill-ġdid tas-saff tal-applikazzjoni - is-saff tal-applikazzjoni jista 'jiddetermina jekk l-affidabbiltà tal-messaġġ hijiex parametru kritiku. Jekk iva, jista' jintuża protokoll ta' rikonoxximent u prova mill-ġdid minn tarf sa tarf, bħal tentattivi mill-ġdid tal-CoAP.

Tgħaqqid u Operazzjoni tan-Netwerk

Il-ħajta tippermetti żewġ metodi ta' tgħaqqad:

• Aqsam l-informazzjoni tal-kummissjonar direttament ma' apparat billi tuża metodu barra mill-banda. Dan jippermetti t-tmexxija tal-apparat għan-netwerk xieraq billi tuża din l-informazzjoni.
• Stabbilixxi sessjoni ta 'kummissjonar bejn apparat li jingħaqad u applikazzjoni ta' kummissjonar fuq smartphone, tablet, jew il- web.
• Għal netwerk kummerċjali b'mudell ta' dominju Thread, proċess ta' Reġistrazzjoni Awtonoma mingħajr intervent tal-utent li jipprovdi ċertifikati operattivi fuq joiners wara l-awtentikazzjoni huwa speċifikat mill-Ispeċifikazzjoni Thread 1.2. Iċ-ċertifikat operattiv jikkodifika l-informazzjoni tad-dominju għall-apparat u jippermetti provvista sigura tal-Kave Master tan-Netwerk. Dan il-mudell jeħtieġ reġistratur jew
• Thread Registrar Interface (TRI) fuq router tal-fruntiera tas-sinsla u tiffaċilita l-komunikazzjoni ma’ awtorità esterna (MASA) bl-użu tal-protokolli ANIMA/BRSKI/EST. Netwerk li jappoġġja dan il-mudell ta 'kummissjonar jissejjaħ netwerk CCM.
• Għal aktar informazzjoni dwar l-ikkummissjonar tan-netwerks Thread, ara t-taqsima 11. Il-Kummissjonar tal-Apparat.
• Il-metodu 802.15.4 użat ta' spiss biex jingħaqad mal-bandiera li tgħaqqad il-permess fit-tagħbija tal-beacon ma jintużax fin-netwerks Thread. Dan il-metodu huwa l-aktar komunement użat għall-għaqda tat-tip push button fejn m'hemm l-ebda interface tal-utent jew kanal barra mill-medda għall-apparati. Dan il-metodu għandu problemi bl-isteering tal-apparat f'sitwazzjonijiet fejn hemm diversi netwerks disponibbli u jista' wkoll joħloq riskji għas-sigurtà.
• Fin-netwerks Thread, it-tgħaqqid kollu huwa mibdi mill-utent. Wara li tissieħeb, titlesta awtentikazzjoni tas-sigurtà fil-livell tal-applikazzjoni b'apparat ta' kommissjoni. Din l-awtentikazzjoni tas-sigurtà hija diskussa fit-taqsima 9. Sigurtà.
• L-apparati jingħaqdu ma' netwerk jew bħala apparat aħħari bi ngħas, apparat aħħari (MED jew FED), jew REED. Huwa biss wara li REED ingħaqad u tgħallem il-konfigurazzjoni tan-netwerk jista' potenzjalment jitlob li jsir a

Router tal-ħajt. Meta jingħaqad, apparat jiġi pprovdut indirizz qasir ta '16-il bit ibbażat fuq il-ġenitur tiegħu. Jekk apparat eliġibbli għal router isir Thread Router, jiġi assenjat indirizz tar-router mill-Leader. L-iskoperta ta' indirizzi duplikati għal Thread Routers hija żgurata mill-mekkaniżmu ċentralizzat tad-distribuzzjoni tal-indirizzi tar-router li jirrisjedi fuq il-Leader. Il-ġenitur huwa responsabbli biex jevita indirizzi duplikati għall-apparat ospitanti minħabba li jassenja l-indirizzi lilhom malli jingħaqad.

1. Skoperta tan-Netwerk
   • L-iskoperta tan-netwerk tintuża minn apparat li jingħaqad biex jiddetermina liema netwerks 802.15.4 huma fil-medda tar-radju. L-apparat jiskenja l-kanali kollha, joħroġ talba għall-iskoperta tal-MLE fuq kull kanal, u jistenna tweġibiet għall-iskoperta tal-MLE. Ir-risposta għall-iskoperta 802.15.4 MLE fiha tagħbija b'parametri tan-netwerk, inkluż l-Identifikatur tas-Sett tas-Servizz tan-netwerk (SSID), ID PAN estiż, u valuri oħra li jindikaw jekk in-netwerk hux jaċċetta membri ġodda u jekk jappoġġjax kummissjonar nattiv.
   • L-iskoperta tan-netwerk mhix meħtieġa jekk l-apparat ikun ġie kkummissjonat fuq in-netwerk minħabba li jaf il-kanal u l-ID PAN estiż għan-netwerk. Dawn l-apparati mbagħad iwaħħlu man-netwerk bl-użu tal-materjal ta 'kummissjonar ipprovdut.
2. Dejta MLE
   • Ladarba apparat ikun imwaħħal ma 'netwerk, hemm varjetà ta' informazzjoni meħtieġa biex jipparteċipa fin-netwerk. MLE jipprovdi servizzi għal apparat biex jibgħat unicast lil apparat ġar biex jitlob parametri tan-netwerk u jaġġorna l-ispejjeż tal-link lill-ġirien. Meta apparat ġdid jingħaqad, iwettaq ukoll rispons ta 'sfida biex jissettja l-counters tal-qafas tas-sigurtà kif diskuss fit-taqsima 9. Sigurtà.
   • L-apparati kollha jappoġġjaw it-trażmissjoni u r-riċeviment tal-messaġġi tal-konfigurazzjoni tal-link MLE. Dan jinkludi messaġġi "link talba", "link taċċetta", u "link taċċetta u talba".
   • L-iskambju MLE jintuża biex jiġi kkonfigurat jew skambjat l-informazzjoni li ġejja:
   • L-indirizz qasir ta '16-bit u 64-bit EUI 64 twil ta' apparati ġirien
   • Informazzjoni dwar il-kapaċitajiet tal-apparat, inkluż jekk huwiex apparat tat-tmiem bi ngħas u ċ-ċiklu tal-irqad tal-apparat
   • Neighbor link jiswa jekk Thread Router
   • Materjal tas-sigurtà u counters tal-frejms bejn l-apparati
   • Spejjeż tar-rotot lir-Routers Thread l-oħra kollha fin-netwerk
   • Il-ġbir u d-distribuzzjoni tal-Metriċi tal-Link dwar diversi valuri tal-konfigurazzjoni tal-link
   • Nota: Il-messaġġi MLE huma encrypted ħlief waqt l-operazzjonijiet inizjali tal-bootstrapping tan-node meta l-apparat il-ġdid ma jkunx kiseb il-materjal tas-sigurtà.
3.  CoAP
   Protokoll ta' Applikazzjoni Ristretta (CoAP) kif definit fl-RFC 7252 (https://tools.ietf.org/html/rfc7252: Il-Constrained Application Proto-col (CoAP)) huwa protokoll tat-trasport speċjalizzat għall-użu ma 'nodi ristretti u netwerks ta' enerġija baxxa. CoAP jipprovdi mudell ta’ interazzjoni ta’ talba/rispons bejn l-endpoints tal-applikazzjoni, jappoġġja skoperta integrata ta’ servizzi u riżorsi, u jinkludi kunċetti ewlenin tal- web bħal URLs. CoAP jintuża f'Tread biex jiġi kkonfigurat indirizzi lokali tal-malji u indirizzi multicast meħtieġa mill-apparati. Barra minn hekk, CoAP jintuża wkoll għal messaġġi ta 'ġestjoni bħal biex tikseb u tissettja informazzjoni dijanjostika u data oħra tan-netwerk fuq routers Thread attivi.
4. DHCPv6
   DHCPv6 kif definit fl-RFC 3315 jintuża bħala protokoll klijent-server biex jimmaniġġja l-konfigurazzjoni tal-apparati fin-netwerk. DHCPv6 juża UDP biex jitlob dejta minn server DHCP (https://www.ietf.org/rfc/rfc3315.txt: Protokoll ta' Konfigurazzjoni Dynamic Host for IPv6 (DHCPv6)).
   Is-servizz DHCPv6 jintuża għall-konfigurazzjoni ta’:
   • Indirizzi tan-netwerk
   • Indirizzi multicast meħtieġa mill-apparati
   • Minħabba li indirizzi qosra huma assenjati mis-server bl-użu ta 'DHCPv6, l-iskoperta ta' indirizzi duplikati mhix meħtieġa. DHCPv6 jintuża wkoll minn Border Routers li qed jassenjaw indirizzi bbażati fuq il-prefiss li jipprovdu.
5. SLAAC
   SLAAC (Awtokonfigurazzjoni ta' Indirizz mingħajr Stat) kif definita fl-RFC 4862 (https://tools.ietf.org/html/rfc4862: IPv6 Stateless Address Auto-configuration) huwa metodu li fih Border Router jassenja prefiss, u mbagħad l-aħħar 64 bit tal-indirizz tiegħu huma derivati ​​mir-router. Il-mekkaniżmu ta' awtokonfigurazzjoni mingħajr stat IPv6 ma jeħtieġ l-ebda konfigurazzjoni manwali ta' hosts, konfigurazzjoni minima (jekk hemm) ta' routers, u l-ebda servers addizzjonali. Il-mekkaniżmu mingħajr stat jippermetti lil host jiġġenera l-indirizzi tiegħu stess billi juża taħlita ta’ informazzjoni disponibbli lokalment u informazzjoni reklamata mir-routers.
6. SRP
   Il-Protokoll tar-Reġistrazzjoni tas-Servizz (SRP) kif definit fil-Protokoll tar-Reġistrazzjoni tas-Servizz għal Skoperta tas-Servizzi Ibbażat fuq DNS huwa utilizzat fuq apparati Thread li jibdew bl-Ispeċifikazzjoni Thread 1.3.0. Għandu jkun hemm Reġistru tas-Servizz, miżmum minn router tal-fruntiera. Il-klijenti SRP fuq in-netwerk tal-malji jistgħu jirreġistraw biex joffru diversi servizzi. Server SRP jaċċetta mistoqsijiet ta 'skoperta bbażati fuq DNS u barra minn hekk joffri kriptografija taċ-ċavetta pubblika għas-sigurtà, flimkien ma' titjib minuri ieħor biex jappoġġja aħjar lill-klijenti ristretti.

Ġestjoni

1. ICMP
   L-apparati kollha jappoġġjaw il-Protokoll tal-Messaġġ tal-Kontroll tal-Internet għal messaġġi ta’ żball IPv6 (ICMPv6), kif ukoll it-talba tal-eku u l-messaġġi tat-tweġiba tal-eku.
2. Ġestjoni tal-Apparat
   Is-saff ta 'applikazzjoni fuq apparat għandu aċċess għal sett ta' informazzjoni dwar il-ġestjoni u d-dijanjosi tal-apparat li tista 'tintuża lokalment jew tinġabar u tintbagħat lil apparati ta' ġestjoni oħra.
   Fis-saffi 802.15.4 PHY u MAC, l-apparat jipprovdi l-informazzjoni li ġejja lis-saff ta 'ġestjoni:
   • indirizz EUI 64
   • 16-bit indirizz qasir
   •  Informazzjoni dwar il-kapaċità
   • ID PAN
   • Pakketti mibgħuta u riċevuti
   • Ottetti mibgħuta u riċevuti
   • Pakketti waqgħu fuq jittrasmettu jew jirċievu
   • Żbalji tas-sigurtà
   • Numru ta' tentattivi mill-ġdid tal-MAC
3. Ġestjoni tan-Netwerk
   Is-saff tan-netwerk fuq l-apparat jipprovdi wkoll informazzjoni dwar il-ġestjoni u d-dijanjosi li jistgħu jintużaw lokalment jew jintbagħtu lil apparati ta 'ġestjoni oħra. Is-saff tan-netwerk jipprovdi l-lista tal-indirizzi IPv6, it-tabella tal-ġirien u tat-tfal, u t-tabella tar-rotot.

Data Persistenti

L-apparati li joperaw fil-post jistgħu jiġu reset aċċidentalment jew apposta għal varjetà ta 'raġunijiet. L-apparati li ġew reset jeħtieġ li jerġgħu jibdew l-operazzjonijiet tan-netwerk mingħajr l-intervent tal-utent. Biex dan isir b'suċċess, il-ħażna mhux volatili għandha taħżen l-informazzjoni li ġejja:

• Informazzjoni tan-netwerk (bħal PAN ID)
• Materjal tas-sigurtà
• Indirizzar ta 'informazzjoni min-netwerk biex jiffurmaw l-indirizzi IPv6 għall-apparati

$Sigurtà

• Netwerks Thread huma netwerks mingħajr fili li jeħtieġ li jiġu assigurati kontra attakki over-the-air (OTA). Huma wkoll konnessi mal-internet u għalhekk għandhom ikunu protetti kontra attakki tal-internet. Ħafna mill-applikazzjonijiet li qed jiġu żviluppati għal Thread se jservu firxa wiesgħa ta 'użi li jeħtieġu perjodi twal ta' tħaddim bla attenzjoni u konsum baxx ta 'enerġija. Bħala riżultat, is-sigurtà tan-netwerks Thread hija kritika.
• Thread juża ċavetta fin-netwerk kollu li tintuża fis-Saff ta 'Aċċess għall-Midja (MAC) għall-encryption. Din iċ-ċavetta tintuża għall-awtentikazzjoni u l-encryption standard IEEE 802.15.4-2006. Is-sigurtà IEEE 802.15.4-2006 tipproteġi n-netwerk Thread minn attakki over-the-air li joriġinaw minn barra n-netwerk. Il-kompromess ta' kwalunkwe nodu individwali jista' potenzjalment jiżvela ċ-ċavetta għan-netwerk kollu. Bħala riżultat, normalment mhix l-unika forma ta 'sigurtà użata fin-netwerk Thread. Kull nodu fin-netwerk Thread jiskambja frame counters mal-ġirien tiegħu permezz ta 'handshake MLE. Dawn il-meter counters jgħinu biex jipproteġu kontra attakki replay. (Għal aktar informazzjoni dwar MLE, ara l-Ispeċifikazzjoni tal-Ħjut.) Thread jippermetti lill-applikazzjoni tuża kwalunkwe protokoll tas-sigurtà tal-internet għal komunikazzjoni minn tarf sa tarf.
• In-nodi jħaffu kemm l-interfaces tal-indirizz IP mal-malja kollha tagħhom kif ukoll l-IDs MAC estiżi tagħhom billi jagħmluhom każwali. L-istokk EUI64 kif iffirmat man-node jintuża bħala indirizz tas-sors biss matul il-fażi inizjali ta' tingħaqad. Ladarba node jiġi magħqud ma 'netwerk, in-node juża bħala s-sors tiegħu jew indirizz ibbażat fuq l-ID ta' node b'żewġ byte tiegħu, jew wieħed mill-indirizzi randomised tiegħu msemmija hawn fuq. L-EUI64 ma jintużax bħala indirizz tas-sors ladarba n-nodu jiġi magħqud ma' netwerk.

Il-ġestjoni tan-netwerk jeħtieġ ukoll li tkun sigura. Applikazzjoni ta' ġestjoni tan-netwerk Thread tista' titħaddem fuq kwalunkwe apparat konness mal-internet. Jekk dak l-apparat mhuwiex innifsu membru ta 'netwerk Thread, l-ewwel għandu jistabbilixxi Da sigurtagram Transport Layer Security (DTLS) konnessjoni ma' Thread Border Router. Kull netwerk Thread għandu passphrase ta' ġestjoni li tintuża biex tiġi stabbilita din il-konnessjoni. Ladarba applikazzjoni ta 'ġestjoni tkun ġiet imqabbda man-netwerk Thread, apparati ġodda jistgħu jiġu miżjuda man-netwerk.

1. 802.15.4 Sigurtà
   • L-ispeċifikazzjoni IEEE 802.15.4-2006 tiddeskrivi protokolli ta' aċċess mingħajr fili u għall-midja għal PANs u HANs. Dawn il-protokolli huma intenzjonati għall-implimentazzjoni fuq apparati tar-radju ddedikati bħal dawk disponibbli minn Silicon Labs. IEEE 802.15.4-2006 jappoġġja varjetà ta' applikazzjonijiet, li ħafna minnhom huma sensittivi għas-sigurtà. Per example, ikkunsidra l-każ ta 'applikazzjoni ta' sistema ta 'allarm li tissorvelja l-okkupanza tal-bini. Jekk in-netwerk ma jkunx sigur u intruż jikseb aċċess għan-netwerk, messaġġi jistgħu jiġu mxandra biex jinħoloq allarm falz, jimmodifika allarm eżistenti, jew isikket allarm leġittimu. Kull waħda minn dawn is-sitwazzjonijiet toħloq riskji sinifikanti għall-okkupanti tal-bini.
   • Ħafna applikazzjonijiet jeħtieġu kunfidenzjalità u l-biċċa l-kbira jeħtieġu wkoll protezzjoni tal-integrità. 802-15.4-2006 jindirizza dawn ir-rekwiżiti billi juża protokoll ta' sigurtà ta' saff ta' konnessjoni b'erba' servizzi bażiċi ta' sigurtà:
   • Kontroll tal-aċċess
   • Integrità tal-messaġġ
   • Kunfidenzjalità tal-messaġġ
   • Protezzjoni mill-ġdid
   • Il-protezzjoni mill-ġdid ipprovduta minn IEEE 802.15.4-2006 hija biss parzjali. Thread jagħti sigurtà addizzjonali billi tuża handshakes MLE bejn in-nodi diskussi hawn fuq biex tlesti l-protezzjoni mill-ġdid.
2. Ġestjoni Sikura tan-Netwerk
   Il-ġestjoni tan-netwerk jeħtieġ ukoll li tkun sigura. Applikazzjoni ta' ġestjoni tan-netwerk Thread tista' titħaddem fuq kwalunkwe apparat konness mal-internet. Hemm żewġ partijiet għas-sigurtà:
   • Sigurtà fl-ajru li tieħu ħsiebha 802.15.4. Thread jimplimenta 802.15.4-2006 livell 5 sigurtà.
   • Netwerks CCM: Jekk apparat mhuwiex innifsu membru ta 'netwerk CCM, għandu jistabbilixxi konnessjoni ma' router tal-fruntiera tas-sinsla sabiex jikseb iċ-ċertifikat operattiv tiegħu biex jistabbilixxi lilu nnifsu bħala parti mid-dominju Thread.
   • Netwerks mhux CCM: Sigurtà tal-Internet: Jekk apparat mhuwiex innifsu membru ta’ netwerk Thread, l-ewwel irid jistabbilixxi konnessjoni sigura ta’ Data-gram Transit Layer Security (DTLS) ma’ Thread Border Router. Kull netwerk Thread għandu passphrase ta’ ġestjoni li tintuża biex jiġu stabbiliti konnessjonijiet siguri bejn apparati ta’ ġestjoni esterni u Border Routers. Ladarba applikazzjoni ta 'ġestjoni tkun ġiet imqabbda man-netwerk Thread, apparati ġodda jistgħu jiġu miżjuda man-netwerk.

Router tal-Fruntiera

• A Thread Border Router huwa apparat li jgħaqqad netwerk mingħajr fili Thread ma 'netwerks oħra bbażati fuq IP (bħal Wi-Fi jew Ethernet) fid-dinja ta' barra permezz ta 'dar lokali jew netwerk ta' intrapriża. B'differenza minn gateways f'soluzzjonijiet bla fili oħra, huwa kompletament trasparenti għall-protokolli tat-trasport u l-applikazzjoni li jirrisjedu fuq is-saff tan-netwerk. Bħala riżultat, l-applikazzjonijiet jistgħu jikkomunikaw b'mod sigur minn tarf sa tarf mingħajr ebda traduzzjoni ta 'saff ta' applikazzjoni.
• A Thread Border Router jappoġġa minimament il-funzjonijiet li ġejjin:
  • Konnettività IP minn tarf sa tarf permezz ta 'routing bejn apparati Thread u netwerks IP esterni oħra.
  • Il-Kummissjonar ta' Thread Estern (eżample, telefon ċellulari) biex jawtentika u jingħaqad ma' apparat Thread ma' netwerk Thread.

Jista 'jkun hemm multipli Border Routers f'netwerk, li jeliminaw "punt wieħed ta' falliment" fil-każ li wieħed minnhom ma jaħdimx ħażin. Il-Border Router jippermetti li kull apparat Thread jikkonnettja direttament ma' servizzi globali tal-cloud, meta n-netwerks tal-intrapriżi jaħdmu IPv6 u IPv4, jew IPv4 biss.

1.  Karatteristiċi tar-Router tal-Fruntieri għal Komunikazzjoni Off-Mesh
   • Thread jista' jiġi implimentat immedjatament f'sitwazzjonijiet tax-xogħol attwali, qabel tranżizzjoni parzjali jew sħiħa għal IPv6 u Thread jippermetti l-kompatibilità b'lura tal-IPv4 bl-użu tal-Indirizz tan-Netwerk
   • Traduzzjoni (NAT). NAT64 jittraduċi pakketti IPv6 għal IPv4, u NAT64 jittraduċi pakketti IPv4 għal IPv6. A Thread Border Router jista' jiffunzjona bħala host IPv4 fuq in-netwerk ta' żona wiesgħa (WAN), kapaċi jikseb interface IPv4 u indirizz tar-router. Jista' jakkwista indirizz billi juża DHCP minn ġabra ta' indirizzi IPv4. It-Tread Border Router jista' jimplimenta wkoll il-Protokoll tal-Kontroll tal-Port (PCP) biex jikkontrolla kif il-pakketti IPv4 deħlin jiġu tradotti u mibgħuta u jappoġġja map-pings statiċi. Il-biċċa l-kbira tat-traduzzjonijiet IPv4 għal IPv6 (u viċi versa) jistgħu jiġu mmaniġġjati mill-Ħaġ
   • Border Router, b'bidliet minimi meħtieġa għal netwerk eżistenti.
     Barra minn hekk, Thread Border Routers jappoġġaw konnettività bidirezzjonali IPv6 b'iskoperta tal-ġirien IPv6, reklami tar-router, skoperta multi-cast, u twassil tal-pakketti.
2. Thread over Infrastructure
   • Netwerks Thread jorganizzaw awtomatikament f'Diviżorji Netwerk Thread separati meta ma jkun hemm l-ebda konnettività bejn żewġ settijiet jew aktar ta 'apparati. Il-Ħitan tal-Ħjut jippermettu lill-apparati jżommu komunikazzjoni ma 'apparati oħra fl-istess Partizzjoni tal-Ħjut iżda mhux ma' Apparati tal-Ħjut f'diviżorji oħra.
   • Thread over Infrastructure tippermetti li apparati Thread jinkorporaw teknoloġiji ta' link ibbażati fuq l-IP (eżample, Wi-Fi u Ethernet) fit-topoloġija Thread. Dawn il-links Thread addizzjonali fuq teknoloġiji oħra ta 'link inaqqsu l-probabbiltà li jseħħu diviżorji multipli Thread Net-work, filwaqt li l-kompatibilità b'lura ma' apparati Thread 1.1 u 1.2 eżistenti hija garantita. Dawn il-benefiċċji jinkisbu għal kwalunkwe topoloġija tan-netwerk li tinkludi mill-inqas żewġ Border Routers konnessi permezz ta' konnessjoni ta' infrastruttura kondiviża kondiviża.
   • Għal aktar informazzjoni, irreferi għall-Ispeċifikazzjoni Thread 1.3.0 (jew abbozz tal-ispeċifikazzjoni tal- Thread 1.4), Kapitolu 15 (Thread over Infrastructure).
3. OpenThread Border Router
   L-implimentazzjoni ta' OpenThread ta' Border Router tissejjaħ OpenThread Border Router (OTBR). Jappoġġja interface malji bl-użu ta 'mudell RCP. Silicon Labs jipprovdi implimentazzjoni (sostnjata fuq il-Raspberry Pi) u kodiċi tas-sors bħala parti mis-Silicon Labs GSDK. Għal aktar informazzjoni, ara AN1256: L-użu tas-Silicon Labs RCP mal-OpenThread Border Router.
   Dokumentazzjoni dwar is-setup u l-arkitettura tal-OTBR hija disponibbli fuq https://openthread.io/guides/border-router.

Il-Kummissjonar tal-Apparat

L-apparati Thread huma kkummissjonati fuq netwerks Thread b'modi differenti kif deskritt fis-subsezzjonijiet li ġejjin.

1. Kummissjonar ta' Thread Tradizzjonali
   • Għall-ikkummissjonar tan-netwerk ta 'netwerks iżgħar (Speċifikazzjoni Thread 1.1.1 jew ogħla), l-installaturi jistgħu jużaw l-app tal-ikkummissjonar Thread ipprovduta bħala riżors b'xejn għal apparati Android u iOS. Din l-app tista' tintuża biex faċilment iżżid apparati ġodda man-netwerk jew terġa' tikkonfigura apparat eżistenti.
   • Thread juża l-Mesh Commissioning Protocol (MeshCoP) biex jawtentika, jikkummissjona, u jingħaqad b'mod sikur apparat tar-radju ġodda u mhux fdati ma' netwerk tal-malji. Netwerks tal-ħajt jinkludu malji awtokonfiguranti awtonomi ta 'apparati b'interfaces IEEE 802.15.4 u saff ta' sigurtà fil-livell tal-link li jeħtieġ li kull apparat fil-malja jippossjedi ċ-ċavetta prinċipali sigrieta kurrenti u kondiviża.
   • Il-proċess ta’ kummissjonar jibda meta Kandidat Kummissarju, tipikament mowbajl konness permezz tal-WiFi, jiskopri n-netwerk Thread permezz ta’ wieħed mir-Routers tal-Fruntieri tiegħu. Border Routers jirreklamaw id-disponibbiltà tagħhom lill-Kummissarji billi jużaw kwalunkwe post tas-servizz huwa xieraq. Il-mekkaniżmu ta' skoperta jrid jipprovdi lil Kandidat Kummissarju kemm bi passaġġ ta' komunikazzjoni kif ukoll bl-isem tan-netwerk, minħabba li l-isem tan-netwerk jintuża aktar tard bħala melħ kriptografiku biex tiġi stabbilita s-Sessjoni tal-Kummissjonar.
   • Il-Kandidat Kummissarju, wara li jkun skopra n-netwerk Thread ta' interess, jgħaqqad miegħu b'mod sigur billi juża l-Kredenzjali tal-Kummissjonar (passphrase magħżula mill-bniedem għall-użu fl-awtentikazzjoni). Il-pass tal-Awtentikazzjoni tal-Kummissarju jistabbilixxi konnessjoni sigura tas-socket tal-klijent/server bejn il-Kandidat tal-Kummissarju u Border Router permezz tad-DTLS. Din is-sessjoni sigura hija magħrufa bħala Sessjoni ta' Kummissjonar. Is-Sessjoni tal-Kummissjonar tuża n-numru tal-port UDP assenjat reklamat matul il-fażi ta 'skoperta. Dan il-port huwa magħruf bħala l-Port tal-Kummissarju. Il-kredenzjali użata biex tiġi stabbilita s-Sessjoni tal-Kummissjonar hija magħrufa bħala l-Pre-Shared Key for the Commissioner (PSKc).
   • Il-Kandidat Kummissarju mbagħad jirreġistra l-identità tiegħu mal-Border Router tiegħu. Il-Mexxej iwieġeb billi jew jaċċetta jew jirrifjuta l-Border Router bħala speditur vijabbli lill-Kummissarju.
   • Malli jaċċetta, il-Leader jaġġorna l-istat intern tiegħu biex jittraċċa l-Kummissarju attiv, u l-Border Router imbagħad jibgħat messaġġ ta’ konferma lill-Kandidat Kummissarju biex jinforma lill-apparat li issa huwa l-Kummissarju.
   • Meta jkun hemm Kummissarju awtorizzat assoċjat man-Tread Network, isir possibbli li tissieħeb ma' Thread Devices eliġibbli. Dawn huma magħrufa bħala Joiners qabel ma jsiru parti mill-
   • Netwerk tal-ħajt. Il-Joiner l-ewwel joħloq konnessjoni DTLS mal-Kummissarju biex jiskambja l-materjal tal-kummissjonar. Imbagħad juża l-materjal tal-kummissjonar biex iwaħħal man-netwerk Thread. In-nodu jitqies bħala parti min-netwerk biss wara li jitlestew dawn iż-żewġ passi. Imbagħad jista 'jipparteċipa fil-proċess ta' tingħaqad għal nodi futuri. Dawn il-passi kollha jikkonfermaw li l-apparat korrett ingħaqad man-netwerk Thread korrett, u li n-netwerk Thread innifsu huwa sigur kontra attakki mingħajr fili u tal-internet. Għal aktar informazzjoni dwar il-Protokoll tal-Kummissjonar tal-malji, ara l-ispeċifikazzjoni tal-Ħjut.
2. Ikkummissjonar Mtejjeb b'Estensjonijiet Kummerċjali fil-Ħjut 1.2
   • Speċifikazzjoni Thread 1.2 u l-Estensjonijiet Kummerċjali tagħha issa jippermettu netwerks fuq skala ferm akbar, bħal dawk meħtieġa f'bini ta 'uffiċini, bini pubbliku, lukandi, jew tipi oħra ta' bini industrijali jew kummerċjali. Minħabba appoġġ aħjar tas-subnetting, Thread Spec-ification 1.2 jippermetti aktar faċilment eluf ta 'apparati fi skjerament wieħed, li jistgħu jiġu kkonfigurati manwalment, b'mod awtonomu, u permezz ta' karatteristiċi avvanzati ta 'kummissjonar remot.
   • L-Estensjonijiet Kummerċjali f'Thread 1.2 jippermettu awtentikazzjoni fuq skala kbira, tingħaqad tan-netwerk, roaming tas-subnet, u tħaddim ibbażat fuq identitajiet ta' fiduċja f'Dominju tal-Intrapriża. Biex tippermetti awtentikazzjoni affidabbli tal-apparati u l-verifika tal-informazzjoni tal-awtorizzazzjoni, installatur tas-sistema jista’ jwaqqaf Awtorità taċ-Ċertifikat tal-Intrapriża biex tissimplifika l-iskjerament ta’ netwerk fuq skala kbira. Dan jippermetti lill-installatur iwaqqaf u jżomm in-netwerk mingħajr aċċess dirett għall-apparati individwali u mingħajr ebda interazzjoni diretta ma 'dawn l-apparati, permezz ta' proċess ta 'reġistrazzjoni awtomatizzat imsejjaħ Reġistrazzjoni Awtonoma. B'differenza Thread 1.1, fejn it-tqabbil tal-passcode tat-tagħmir jintuża għall-awtentikazzjoni, l-Estensjonijiet Kummerċjali f'Tread 1.2 se jappoġġaw forma ta' awtentikazzjoni bbażata fuq ċertifikat aktar skalabbli. Netwerk ta' intrapriżi jista' jkollu Dominju Thread wieħed jew aktar u kull Dominju Thread jista' jiġi stabbilit biex jintegra netwerks Thread multipli.

Applikazzjoni Saff

Thread huwa munzell ta 'netwerking tal-malji mingħajr fili li huwa responsabbli għar-rotta ta' messaġġi bejn apparati differenti fin-netwerk Thread deskritt fit-taqsima 2.2 Arkitettura tan-Netwerk tal- Thread. Il-figura li ġejja turi s-saffi fil-protokoll Thread.

Figura 12.1. Thread Protokoll Saffi

• Definizzjoni standard ta' saff ta' applikazzjoni hija "saff ta' astrazzjoni li jispeċifika l-protokolli kondiviżi u l-metodi ta' interface użati minn hosts f'netwerk ta' komunikazzjoni" (https://en.wikipedia.org/wiki/Application_layer). Fi kliem aktar sempliċi, saff ta 'applikazzjoni huwa l-"lingwa tal-apparati," pereżempjuample, kif swiċċ jitkellem ma bozza tad-dawl. Bl-użu ta 'dawn id-definizzjonijiet, saff ta' applikazzjoni ma jeżistix f'Thread. Il-klijenti jibnu s-saff tal-applikazzjoni bbażat fuq il-kapaċitajiet fil-munzell Thread u r-rekwiżiti tagħhom stess. Għalkemm Thread ma jipprovdix saff ta' applikazzjoni, jipprovdi servizzi bażiċi ta' applikazzjoni:
• Messaġġi UDP
  UDP joffri mod kif tibgħat messaġġi bl-użu ta' numru ta' port ta' 16-il bit u indirizz IPv6. UDP huwa protokoll aktar sempliċi minn TCP u għandu inqas overhead tal-konnessjoni (eżample, UDP ma jimplimentax messaġġi keep-alive). Bħala riżultat, UDP jippermetti throughput aktar mgħaġġel u ogħla ta 'messaġġi u jnaqqas il-baġit ġenerali tal-enerġija ta' applikazzjoni. UDP għandu wkoll spazju ta 'kodiċi iżgħar minn TCP, li jħalli aktar flash disponibbli fuq iċ-ċippa għal applikazzjonijiet tad-dwana.
• Messaġġi multicast
  Thread jipprovdi l-abbiltà li jxandar messaġġi, jiġifieri, jibgħat l-istess messaġġ lil nodi multipli fuq netwerk Thread. Mul-ticast jippermetti mod inkorporat biex titkellem ma 'nodes ġirien, routers, u netwerk kollu Thread b'indirizzi IPv6 standard.
• Applikazzjoni saffi li jużaw servizzi IP
  Thread jippermetti l-użu ta 'saffi ta' applikazzjoni bħal UDP u CoAP biex jippermettu lill-apparati jikkomunikaw b'mod interattiv fuq l-Internet. Is-saffi ta 'applikazzjoni mhux IP se jeħtieġu xi adattament biex jaħdmu fuq Thread. (Ara RFC 7252 għal aktar informazzjoni dwar CoAP.)
  • Is-Silicon Labs OpenThread SDK jinkludi s-segwentiample applikazzjonijiet li huma wkoll disponibbli mir-repożitorju ta' OpenThread GitHub:• ot-cli-ftd
  • ot-cli-mtd
  • ot-rcp (użat flimkien ma' OpenThread Border Router)
• Dawn l-applikazzjonijiet jistgħu jintużaw biex juru l-karatteristiċi ta 'netwerk Thread. Barra minn hekk, is-Silicon Labs OpenThread SDK jipprovdi wkoll apparat tat-tarf bi ngħasample app (sleepy-demo-ftd u sleepy-demo-mtd), li turi kif tuża l-karatteristiċi tal-maniġer tal-enerġija tas-Silicon Labs biex toħloq apparat ta 'enerġija baxxa. Fl-aħħarnett, l-ot-ble-dmp sampl-applikazzjoni turi kif tibni applikazzjoni multiprotokoll dinamika bl-użu ta' OpenThread u l-munzell Bluetooth ta' Silicon Labs. Ara QSG170: OpenThread Quick-Start Guide għal aktar informazzjoni dwar kif taħdem ma example applikazzjonijiet fi Simplicity Studio 5.

Il-Passi Li jmiss

• L-SDK ta' Silicon Labs OpenThread jinkludi munzell ċertifikat ta' netwerking OpenThread u sample applikazzjonijiet li juru l-imġiba bażika tan-netwerk u tal-applikazzjoni. Il-klijenti huma mħeġġa jużaw is-s inklużiample applikazzjonijiet biex jiksbu familjarità ma Thread b'mod ġenerali u l-offerta Silicon Labs b'mod partikolari. Kull waħda mill-applikazzjonijiet turi kif l-apparat jifforma u jingħaqad man-netwerks, kif ukoll kif jintbagħtu u jirċievu l-messaġġi. L-applikazzjonijiet huma disponibbli għall-użu wara li tgħabbi Simplicity Studio 5 u l-SDK Silicon Labs OpenThread. Simplicity Studio 5 jinkludi appoġġ għall-ħolqien ta 'applikazzjonijiet (Project Configurator) u d-dekodifikazzjoni tan-netwerk u l-messaġġi tas-saff tal-applikazzjoni (Network Analyzer) f'Thread li jipprovdu għarfien addizzjonali dwar l-operat tan-netwerks Thread. Għal aktar informazzjoni, ara QSG170: OpenThread Quick-Start Guide.
• Għal aktar informazzjoni dwar OpenThread Border Routers ara AN1256: L-użu tas-Silicon Labs RCP mal-OpenThread Border Rout-er. Għal aktar informazzjoni dwar l-iżvilupp Thread 1.3.0 sampl-applikazzjonijiet ara AN1372: Konfigurazzjoni ta' applikazzjonijiet OpenThread għal Thread 1.3.

Ċaħda

• Silicon Labs bi ħsiebha tipprovdi lill-klijenti l-aktar dokumentazzjoni riċenti, preċiża u fil-fond tal-periferali u l-moduli kollha disponibbli għal dawk li jimplimentaw is-sistema u s-softwer li jużaw jew għandhom il-ħsieb li jużaw il-prodotti Silicon Labs. Id-dejta tal-karatterizzazzjoni, il-moduli u l-periferali disponibbli, id-daqsijiet tal-memorja u l-indirizzi tal-memorja jirreferu għal kull apparat speċifiku, u l-parametri "Tipiċi" pprovduti jistgħu u jvarjaw f'applikazzjonijiet differenti. Applikazzjoni examples deskritti hawnhekk huma għal skopijiet illustrattivi biss. Silicon Labs jirriżerva d-dritt li jagħmel bidliet mingħajr avviż ieħor fl-informazzjoni tal-prodott, l-ispeċifikazzjonijiet u d-deskrizzjonijiet hawnhekk, u ma tagħtix garanziji dwar l-eżattezza jew il-kompletezza tal-informazzjoni inkluża. Mingħajr notifika minn qabel, Silicon Labs jistgħu jaġġornaw il-firmware tal-prodott matul il-proċess tal-manifattura għal raġunijiet ta' sigurtà jew affidabbiltà. Bidliet bħal dawn mhux se jbiddlu l-ispeċifikazzjonijiet jew il-prestazzjoni tal-prodott. Silicon Labs m'għandu jkollhom l-ebda responsabbiltà għall-konsegwenzi tal-użu tal-informazzjoni pprovduta f'dan id-dokument. Dan id-dokument ma jimplikax jew espressament jagħti xi liċenzja biex tiddisinja jew tiffabbrika xi ċirkwiti integrati. Il-prodotti mhumiex iddisinjati jew awtorizzati biex jintużaw fi ħdan kwalunkwe apparat tal-Klassi III tal-FDA, applikazzjonijiet li għalihom hija meħtieġa l-approvazzjoni tal-FDA qabel it-tqegħid fis-suq jew Life Support Systems mingħajr il-kunsens speċifiku bil-miktub ta’
• Labs tas-Silikon. "Sistema ta' Appoġġ tal-Ħajja" hija kwalunkwe prodott jew sistema maħsuba biex tappoġġja jew issostni l-ħajja u/jew is-saħħa, li, jekk tonqos, tista' tkun mistennija b'mod raġonevoli li tirriżulta fi korriment personali sinifikanti jew mewt. Il-prodotti ta' Silicon Labs mhumiex iddisinjati jew awtorizzati għal applikazzjonijiet militari. Prodotti ta' Silicon Labs m'għandhom taħt l-ebda ċirkostanza jintużaw f'armi ta' qerda tal-massa inklużi (iżda mhux limitati għal) armi nukleari, bijoloġiċi jew kimiċi, jew missili li kapaċi jwasslu tali armi. Silicon Labs jiċħad il-garanziji espressi u impliċiti kollha u m'għandux ikun responsabbli jew responsabbli għal xi korrimenti jew danni relatati mal-użu ta 'prodott ta' Silicon Labs f'dawn l-applikazzjonijiet mhux awtorizzati. Nota: Dan il-kontenut jista' jkun fih terminoloġija offensiva li issa hija skaduta. Silicon Labs qed tissostitwixxi dawn it-termini b'lingwaġġ inklużiv kull fejn ikun possibbli. Għal aktar informazzjoni, żur www.silabs.com/about-us/inclusive-lexicon-project

Informazzjoni dwar Trademark

• Silicon Laboratories Inc.®, Silicon Laboratories®, Silicon Labs®, SiLabs® u l-logo Silicon Labs®, Bluegiga®, Bluegiga Logo®, EFM®, EFM32®, EFR, Ember®, Energy Micro, Energy Micro logo u kombinazzjonijiet tagħhom , "l-aktar mikrokontrolluri fid-dinja li jiffavorixxu l-enerġija", Redpine Signals®, WiSeConnect , n-Link, EZLink®, EZRadio®, EZRadioPRO®, Gecko®, Gecko OS, Gecko OS Studio, Precision32®, Simplicity Studio®, Telegesis, the Telegesis Logo®, USBXpress®, Zentri, il-logo Zentri u Zentri DMS, Z-Wave®, u oħrajn huma trademarks jew trademarks reġistrati ta’
• Labs tas-Silikon. ARM, CORTEX, Cortex-M3 u THUMB huma trademarks jew trademarks reġistrati ta' ARM Holdings. Keil hija trademark reġistrata ta' ARM Limited. Wi-Fi hija trademark reġistrata tal-
• Wi-Fi Alleanza. Il-prodotti l-oħra kollha jew l-ismijiet tad-ditta msemmija hawn huma trademarks tad-detenturi rispettivi tagħhom.
  • Silicon Laboratories Inc. 400 West Cesar Chavez Austin, TX 78701 USA
  • www.silabs.com

Dokumenti / Riżorsi

SILICON LABS UG103.11 Thread Fundamentals Software [pdfGwida għall-Utent UG103.11 Thread Fundamentals Software, UG103.11, Thread Fundamentals Software, Fundamentals Software, Software

Referenzi

• Manwal għall-Utent