SILICON LABS UG103.11 Software Fundamentals Thread

Specifikimet:

• Emri i produktit: Bazat e Temës
• Prodhuesi: Silicon Labs
• Protokolli: Tema
• Versioni: Rev. 1.6
• Protokolli i rrjeteve pa tela: Rrjetë rrjetë
• Standardet e mbështetura: IEEE, IETF

Informacioni i produktit

Thread Fundamentals është një protokoll i sigurt rrjeti pa tel i zhvilluar nga Silicon Labs. Ai mbështet adresat IPv6, lidhjet me kosto të ulët me rrjetet e tjera IP dhe është i optimizuar për funksionim me fuqi të ulët dhe me bateri. Protokolli është krijuar për Home Connected dhe aplikacione komerciale ku dëshirohet një rrjet i bazuar në IP.

Udhëzimet e përdorimit

1. Hyrje në Bazat e Temave:
   Thread është një protokoll i sigurt rrjeti pa tel, i ndërtuar mbi standardet ekzistuese IEEE dhe IETF. Ai mundëson komunikimin pajisje me pajisje në Connected Home dhe aplikacionet komerciale.
2. Zbatimi i OpenThread:
   OpenThread, një implementim i lëvizshëm i protokollit Thread, ofron komunikim të besueshëm, të sigurt dhe me fuqi të ulët pa tel nga pajisja me pajisjen për aplikimet e ndërtesave shtëpiake dhe komerciale. Silicon Labs ofron një protokoll të bazuar në OpenThread të përshtatur për të punuar me harduerin e tyre, i disponueshëm në GitHub dhe si pjesë e Simplicity Studio 5 SDK.
3. Anëtarësimi në grupin e temave:
   Anëtarësimi në Grupin Thread siguron akses në certifikimin e produktit dhe promovon përdorimin e pajisjeve të aktivizuara me Thread. Versionet pasardhëse të Specifikimit të Thread janë shpallur me programet e certifikimit në 2022.

FAQ:

• Pyetje: Si mund të shkarkoj Specifikimin më të fundit të Temave?
  Përgjigje: Specifikimi më i fundit i Temave mund të shkarkohet duke paraqitur një kërkesë në Grupin e Temave webfaqe në https://www.threadgroup.org/ThreadSpec.
• Pyetje: Cili është avantazhi kryesortage përdorimit të Thread në pajisjet IoT?
  Përgjigje: Thread ofron një protokoll të sigurt rrjeti pa tel, i cili mbështet funksionimin me fuqi të ulët dhe komunikimin pajisje me pajisje, duke rritur normat e adoptimit dhe pranimin e përdoruesit për pajisjet IoT.

UG103.11: Bazat e Temës

• Ky dokument përfshin një sfond të shkurtër mbi shfaqjen e
• Thread, ofron një teknologji të gjatëview, dhe përshkruan disa veçori kryesore të Thread që duhen marrë parasysh kur zbatohet një zgjidhje Thread.
• Seria Fundamentals e Silicon Labs mbulon tema që menaxherët e projektit, projektuesit e aplikacioneve dhe zhvilluesit duhet t'i kuptojnë përpara se të fillojnë të punojnë në një zgjidhje rrjeti të integruar duke përdorur
• Çipat e Silicon Labs, grupet e rrjeteve të tilla si EmberZNet PRO ose Silicon Labs Bluetooth® dhe mjetet përkatëse të zhvillimit. Dokumentet mund të përdoren si një vend fillestar për këdo që ka nevojë për një hyrje në zhvillimin e aplikacioneve të rrjeteve pa tel, ose që është i ri në mjedisin e zhvillimit të Silicon Labs.

PIKAT KYÇE

• Prezanton Thread dhe ofron një teknologji të gjatëview.
• Përshkruan disa nga elementët kryesorë të Thread, duke përfshirë grupin e tij IP, topologjinë e rrjetit, rrugëzimin dhe lidhjen e rrjetit, lidhjen në rrjet, menaxhimin, të dhënat e vazhdueshme, sigurinë, ruterin kufitar, vënien në punë të pajisjes dhe shtresën e aplikacionit.
• Përmban përditësime për Specifikimin e Temave 1.3.0.
• Përfshin hapat e mëtejshëm për të punuar me ofertën e Silicon Labs OpenThread.

Hyrje

1. Silicon Labs dhe Interneti i Gjërave
   • Versioni 4 i Protokollit të Internetit (IPv4) u përcaktua në 1981 në RFC 791, Specifikimi i Protokollit të Programit të Internetit DARPA. ("RFC" do të thotë "Kërkesë për komente.") Duke përdorur adresimin 32-bit (4-byte), IPv4 siguroi 232 adresa unike për pajisjet në internet, gjithsej afërsisht 4.3 miliardë adresa. Megjithatë, ndërsa numri i përdoruesve dhe pajisjeve u rrit në mënyrë eksponenciale, ishte e qartë se numri i adresave IPv4 do të shterohej dhe kishte nevojë për një version të ri të IP-së. Prandaj zhvillimi i IPv6 në vitet 1990 dhe synimi i tij për të zëvendësuar IPv4. Me adresimin 128-bit (16-byte), IPv6 lejon 2128 adresa, më shumë se 7.9×1028 adresa sesa IPv4 (http://en.wikipedia.org/wiki/IPv6).
   • Sfida për kompanitë në industrinë e integruar si Silicon Labs është të adresojnë këtë migrim teknologjik dhe më e rëndësishmja kërkesat e klientëve ndërsa kalojmë në një botë gjithnjë e lidhur pajisjesh në shtëpinë dhe hapësirën tregtare, ajo që shpesh quhet e kuqe si Interneti i Gjërave (IoT). Në një nivel të lartë qëllimet e IoT për Laboratorët e Siliconit janë:
   • Lidhni të gjitha pajisjet në hapësirën shtëpiake dhe komerciale me rrjetin më të mirë në klasë, qoftë me Zigbee PRO, Thread, Blue-tooth ose standarde të tjera në zhvillim.
   • Shfrytëzoni ekspertizën e kompanisë në mikrokontrolluesit miqësorë me energjinë.
   • Përmirësoni çipat e vendosur me fuqi të ulët, me sinjal të përzier.
   • Siguroni lidhje me kosto të ulët për pajisjet ekzistuese Ethernet dhe Wi-Fi.
   • Aktivizo shërbimet cloud dhe lidhjen me telefonat inteligjentë dhe tabletët që do të promovojnë lehtësinë e përdorimit dhe një përvojë të përbashkët të përdoruesit për klientët.
     Arritja e të gjitha këtyre qëllimeve do të rrisë normat e adoptimit dhe pranimin e përdoruesve për pajisjet IoT.
2. Grupi i Temave
   • Grupi i temave (https://www.threadgroup.org/) u lançua më 15 korrik 2014. Silicon Labs ishte një kompani themeluese së bashku me gjashtë kompani të tjera. Thread Group është një grup edukimi tregu që ofron certifikim produkti dhe promovon përdorimin e produkteve të aktivizuara nga Device-to-Pajisja (D2D) dhe nga makina në makinë (M2M). Anëtarësimi në Grupin e Temave është i hapur.
   • Specifikimi i Temave 1.1 mund të shkarkohet pas paraqitjes së një kërkese këtu: https://www.threadgroup.org/ThreadSpec. Versionet pasardhëse të Specifikimit të Thread, 1.2 dhe 1.3.0, janë shpallur gjithashtu me programet e certifikimit në 2022. Specifikimi më i fundit 1.4-draft Thread është i disponueshëm vetëm për anëtarët e Thread.
3. Çfarë është Thread?
   Thread është një protokoll i sigurt rrjeti pa tel. Stack Thread është një standard i hapur që është ndërtuar mbi një koleksion të standardeve ekzistuese të Institutit për Inxhinierët Elektrikë dhe Elektronikë (IEEE) dhe Internet Inxhinierike Task Force (IETF), në vend të një standardi krejtësisht të ri (shih figurën e mëposhtme).
4. Karakteristikat e Përgjithshme të Temës
   • Stack Thread mbështet adresat IPv6 dhe ofron lidhje me kosto të ulët me rrjetet e tjera IP dhe është optimizuar për funksionimin me fuqi të ulët / të mbështetur nga bateria dhe komunikimin pa tel pajisje-me-pajisje. Stack Thread është projektuar posaçërisht për Connected Home dhe aplikacione komerciale ku dëshirohet një rrjet i bazuar në IP dhe një shumëllojshmëri shtresash aplikacionesh mund të përdoren në rafte.
   • Këto janë karakteristikat e përgjithshme të pirgut Thread:
   • Instalim i thjeshtë i rrjetit, fillimi dhe funksionimi: Stacki Thread mbështet disa topologji rrjeti. Instalimi është i thjeshtë duke përdorur një smartphone, tablet ose kompjuter. Kodet e instalimit të produktit përdoren për të siguruar që vetëm pajisjet e autorizuara mund të bashkohen në rrjet. Protokollet e thjeshta për formimin dhe bashkimin e rrjeteve lejojnë sistemet të konfigurohen vetë dhe të rregullojnë problemet e rrugëzimit kur ato ndodhin.
   • Sigurt: Pajisjet nuk bashkohen me rrjetin nëse nuk autorizohen dhe të gjitha komunikimet janë të koduara dhe të sigurta. Siguria ofrohet në shtresën e rrjetit dhe mund të jetë në shtresën e aplikacionit. Të gjitha rrjetet Thread janë të koduara duke përdorur një skemë vërtetimi të epokës së smartfonëve dhe kriptim të standardit të përparuar të enkriptimit (AES). Siguria e përdorur në rrjetet Thread është më e fortë se standardet e tjera me valë që ka vlerësuar Grupi Thread.
   • Rrjetet shtëpiake të vogla dhe të mëdha: Rrjetet shtëpiake ndryshojnë nga disa në qindra pajisje. Shtresa e rrjetit është projektuar për të optimizuar funksionimin e rrjetit bazuar në përdorimin e pritur.
   • Rrjetet e mëdha komerciale: Për instalimet më të mëdha komerciale, një rrjet i vetëm Thread nuk mjafton për të mbuluar të gjitha kërkesat e aplikimit, sistemit dhe rrjetit. Modeli Thread Domain lejon shkallëzueshmërinë për deri në 10,000 pajisje Thread në një vendosje të vetme, duke përdorur një kombinim të teknologjive të ndryshme të lidhjes (Thread, Ethernet, Wi-fi, e kështu me radhë).
   • Zbulimi dhe lidhja e shërbimit me dy drejtime: Multicast dhe transmetimi janë joefikas në rrjetet me rrjetë pa tel. Për komunikim jashtë rrjetës, Thread ofron një regjistër shërbimi ku pajisjet mund të regjistrojnë praninë dhe shërbimet e tyre, dhe klientët mund të përdorin pyetje unicast për të zbuluar shërbimet e regjistruara.
   • Gama: Pajisjet tipike ofrojnë gamë të mjaftueshme për të mbuluar një shtëpi normale. Modele të disponueshme lehtësisht me fuqi amplifiers zgjerojnë ndjeshëm gamën. Një spektër i shpërndarë i përhapur përdoret në shtresën fizike (PHY) për të qenë më imun ndaj ndërhyrjeve. Për instalimet komerciale, modeli Thread Domain lejon shumë rrjete Thread të komunikojnë me njëri-tjetrin mbi një shtyllë, duke zgjeruar kështu gamën për të mbuluar shumë nënrrjeta rrjetë.
   • Asnjë pikë e vetme dështimi: Stack Thread është projektuar për të siguruar operacione të sigurta dhe të besueshme edhe me dështimin ose humbjen e pajisjeve individuale. Pajisjet Thread gjithashtu mund të përfshijnë lidhje të bazuara në IPv6 si Wi-Fi dhe Ethernet në topologji për të reduktuar probabilitetin e ndarjeve të shumta Thread. Në këtë mënyrë, ata mund të përdorin xhiron më të lartë, kapacitetin e kanalit dhe mbulimin e atyre lidhjeve të infrastrukturës, duke mbështetur ende pajisjet me fuqi të ulët.
   • Fuqia e ulët: Pajisjet komunikojnë në mënyrë efikase për të ofruar një përvojë të përmirësuar të përdoruesit me vite të jetëgjatësisë së pritur në kushte normale të baterisë. Pajisjet zakonisht mund të funksionojnë për disa vite me bateri të tipit AA duke përdorur cikle të përshtatshme pune.
   • Me kosto efektive: Çipet e pajtueshme dhe grupet e softuerëve nga shitës të shumtë kanë çmime për vendosje masive dhe të dizajnuara që nga themelet për të pasur konsum jashtëzakonisht të ulët të energjisë.
5.  OpenThread
   • OpenThread i lëshuar nga Google është një zbatim me burim të hapur i Thread®. Google ka lëshuar OpenThread për ta bërë më gjerësisht të disponueshme për zhvilluesit teknologjinë e punës në rrjet të përdorur në produktet e Google Nest, në mënyrë që të përshpejtojë zhvillimin e produkteve për shtëpitë e lidhura dhe ndërtesat tregtare.
   • Me një shtresë të ngushtë abstraksioni të platformës dhe një gjurmë të vogël memorie, OpenThread është shumë i lëvizshëm. Ai mbështet të dy dizajnet sistem-në-çip (SoC) dhe bashkëprocesor radio (RCP).
   • OpenThread përcakton një protokoll komunikimi pa tel të besueshëm, të sigurt dhe me fuqi të ulët të bazuar në IPv6 nga pajisja në pajisje për aplikacionet e ndërtesave shtëpiake dhe komerciale. Ai zbaton të gjitha veçoritë e përcaktuara në Specifikimin e Temës 1.1.1, Specifikimin e Fillesës 1.2, Specifikimin e Fillesës 1.3.0 dhe Specifikimin e Temave në draft 1.4 (që nga publikimi i këtij dokumenti).
   • Silicon Labs ka zbatuar një protokoll të bazuar në OpenThread të përshtatur për të punuar me harduerin e Silicon Labs. Ky protokoll është i disponueshëm në GitHub dhe gjithashtu si një komplet i zhvillimit të softuerit (SDK) i instaluar me Simplicity Studio 5. SDK është një fotografi e testuar plotësisht e burimit Gi-tHub. Ai mbështet një gamë më të gjerë të harduerit sesa versioni GitHub, dhe përfshin dokumentacion dhe p.shampaplikacionet nuk janë të disponueshme në GitHub.

Mbi teknologjinë e fijeveview

1. IEEE 802.15.4
   • Specifikimi IEEE 802.15.4-2006 është një standard për komunikimin me valë që përcakton shtresat e Kontrollit të Qasjes së Mesme me valë (MAC) dhe Fizike (PHY) që funksionojnë me 250 kbps në brezin 2.4 GHz, me një udhërrëfyes për brezat nënGHz (IEEE 802.15.4. 2006-802.15.4 Specifikimi). I projektuar me fuqi të ulët në mendje, XNUMX është i përshtatshëm për aplikacione që zakonisht përfshijnë një numër të madh nyjesh.
   • Shtresa 802.15.4 MAC përdoret për trajtimin bazë të mesazheve dhe kontrollin e mbingarkesës. Kjo shtresë MAC përfshin një mekanizëm Carrier Sense Multiple Access (CSMA) për pajisjet për të dëgjuar për një kanal të qartë, si dhe një shtresë lidhjeje për të trajtuar riprovimet dhe njohjen e mesazheve për komunikime të besueshme midis pajisjeve ngjitur. Kriptimi i shtresës MAC përdoret në mesazhet e bazuara në çelësat e krijuar dhe të konfiguruar nga shtresat më të larta të stivës së softuerit. Shtresa e rrjetit ndërtohet mbi këto mekanizma themelorë për të siguruar komunikime të besueshme nga fundi në fund në rrjet.
   • Duke filluar me Specifikimin e Thread 1.2, disa optimizime nga specifikimi IEEE 802.15.4-2015 janë zbatuar për t'i bërë rrjetet Thread më të fuqishme, të përgjegjshme dhe të shkallëzueshme:
   • Korniza e përmirësuar në pritje: Përmirëson jetëgjatësinë e baterisë dhe reagimin e një pajisjeje fundore të përgjumur (SED), duke reduktuar numrin e mesazheve që një SED mund të dërgojë përmes ajrit. Çdo paketë e të dhënave që vjen nga një SED (jo vetëm kërkesat e të dhënave) mund të pranohet me praninë e të dhënave të ardhshme në pritje.
   • Enhanced Keepalive: Zvogëlon sasinë e trafikut që kërkohet për të mbajtur një lidhje midis një SED dhe një prindi duke trajtuar çdo mesazh të dhënash si një transmetim të rrjetit mbajtës.
   • Koordinuar SampDëgjim led (CSL): Kjo veçori e specifikimit IEEE 802.15.4-2015 lejon sinkronizim më të mirë midis një SED dhe një prindi duke planifikuar periudha të sinkronizuara të transmetimit/marrjes pa kërkesa periodike të të dhënave. Kjo mundëson pajisjet me fuqi të ulët që kanë vonesë të ulët të lidhjeve dhe një rrjet me një shans më të ulët të përplasjeve të mesazheve.
   • Probing i përmirësuar ACK: Kjo veçori e specifikimit IEEE 802.15.4-2015 lejon një kontroll të grimcuar të iniciatorit mbi pyetjet metrike të lidhjeve duke kursyer energji duke ripërdorur modele të rregullta të trafikut të të dhënave në vend të mesazheve të veçanta të sondës.
2. Arkitektura e rrjetit të fijeve
   1. Arkitekturë Rezidenciale
      Përdoruesit komunikojnë me një rrjet rezidencial Thread nga pajisja e tyre (smartphone, tablet ose kompjuter) nëpërmjet Wi-Fi në rrjetin e tyre të zonës shtëpiake (HAN) ose duke përdorur një aplikacion të bazuar në renë kompjuterike. Figura e mëposhtme ilustron llojet kryesore të pajisjeve në arkitekturën e rrjetit Thread.

Figura 2.1. Arkitektura e rrjetit të fijeve
Llojet e mëposhtme të pajisjeve përfshihen në një rrjet Thread, duke filluar nga rrjeti Wi-Fi:

• Routerët kufitarë ofrojnë lidhje nga rrjeti 802.15.4 me rrjetet ngjitur në shtresa të tjera fizike (Wi-Fi, Ethernet, etj.). Routers kufitare ofrojnë shërbime për pajisjet brenda rrjetit 802.15.4, duke përfshirë shërbimet e rrugëzimit dhe zbulimin e shërbimit për operacionet jashtë rrjetit. Mund të ketë një ose më shumë Border Routers në një rrjet Thread.
• Një Leader, në një ndarje të rrjetit Thread, menaxhon një regjistër të ID-ve të routerit të caktuar dhe pranon kërkesa nga pajisjet fundore të përshtatshme për ruterin (REED) për t'u bërë ruter. Udhëheqësi vendos se cilët duhet të jenë ruterë, dhe Leader, si të gjithë ruterat në rrjetin Thread, mund të ketë gjithashtu fëmijë në fund të pajisjes. Udhëheqësi gjithashtu cakton dhe menaxhon adresat e ruterit duke përdorur CoAP (Constrained Appli-cation Protocol). Megjithatë, të gjitha informacionet e përfshira në Leader janë të pranishme në Routerët e tjerë të Thread. Pra, nëse Leader dështon ose humbet lidhjen me rrjetin Thread, një tjetër Thread Router zgjidhet dhe merr përsipër si Udhëheqës pa ndërhyrjen e përdoruesit.
• Thread Routers ofrojnë shërbime rutimi për pajisjet e rrjetit. Thread Routers gjithashtu ofrojnë shërbime bashkimi dhe sigurie për pajisjet që përpiqen të bashkohen në rrjet. Thread Routers nuk janë krijuar për të fjetur dhe mund të ulin funksionalitetin e tyre dhe të bëhen REED.
• REED mund të bëhet një Thread Router ose një Leader, por jo domosdoshmërisht një Border Router që ka veti të veçanta, të tilla si ndërfaqe të shumta. Për shkak të topologjisë së rrjetit ose kushteve të tjera, REED nuk veprojnë si ruter. REED nuk transmetojnë mesazhe ose nuk ofrojnë shërbime bashkimi ose sigurie për pajisje të tjera në rrjet. Rrjeti menaxhon dhe promovon pajisje të përshtatshme për ruter tek ruterat nëse është e nevojshme, pa ndërveprim të përdoruesit.
• Pajisjet fundore që nuk janë të përshtatshme për ruter mund të jenë ose FED (pajisje me fund të plotë) ose MED (pajisje fundore minimale). DKA-të nuk kanë nevojë të sinkronizohen në mënyrë eksplicite me prindin e tyre për të komunikuar.
• Pajisjet fundore të përgjumur (SED) komunikojnë vetëm përmes prindërve të tyre të rrugëzuesit të temave dhe nuk mund të transmetojnë mesazhe për pajisje të tjera.
• Pajisjet e Sinkronizuara Sleepy End (SSED) janë një klasë e pajisjeve Sleepy End që përdorin CSL nga IEEE 802.15.4-2015 për të mbajtur një orar të sinkronizuar me një prind, duke shmangur përdorimin e kërkesave të rregullta të të dhënave.

Arkitekturë Tregtare
Modeli Thread Commercial merr llojet kryesore të pajisjeve për një rrjet banimi dhe shton koncepte të reja. Përdoruesit komunikojnë me një rrjet tregtar përmes pajisjeve (smartphone, tablet ose kompjuter) nëpërmjet Wi-Fi ose përmes rrjetit të ndërmarrjes së tyre. Figura e mëposhtme ilustron një topologji të rrjetit komercial.

Figura 2.2. Topologjia e Rrjetit Tregtar

Konceptet janë:

• Modeli Thread Domain mbështet integrimin pa probleme të rrjeteve të shumta Thread, si dhe ndërfaqen e pandërprerë me rrjetet IPv6 jo-Thread. Përfitimi kryesor i Thread Domain është se pajisjet janë deri diku fleksibël për t'u bashkuar me çdo rrjet të disponueshëm Thread-work të konfiguruar me një domen të përbashkët Thread, i cili redukton nevojën për planifikim manual të rrjetit ose rikonfigurime manuale të kushtueshme kur madhësia e rrjetit ose vëllimi i të dhënave janë të shkallëzuar lart.
• Routers Border Backbone (BBRs) janë një klasë e Router Kufitar në hapësirën komerciale që lehtësojnë sinkronizimin Thread Domain të segmenteve të shumta të rrjetit dhe lejojnë përhapjen multicast me një shtrirje të madhe brenda dhe jashtë çdo rrjete të vetme në një Thread Do-main. Një rrjet Thread që është pjesë e një domeni më të madh duhet të ketë të paktën një BBR "Primary" dhe mund të ketë shumë BBR "Secondary" për një tepricë të sigurt nga dështimi. BBR-të komunikojnë me njëri-tjetrin mbi një shtyllë kurrizore që lidh të gjitha rrjetet Thread.
• Një lidhje Backbone është një lidhje IPv6 jo-Thread me të cilën lidhet një BBR duke përdorur një ndërfaqe të jashtme të përdorur për të zbatuar Protokollin e Lidhjes së Thread Backbone (TBLP) për t'u sinkronizuar me BBR-të e tjera.
• Pajisjet Thread në një implementim komercial konfigurohen duke përdorur Thread Domains dhe Domain Unique Addresses (DUA). DUA e një pajisjeje nuk ndryshon kurrë gjatë jetës së saj të të qenit pjesë e një domeni Thread. Kjo lehtëson migrimin nëpër rrjete të ndryshme Thread në një domen të vetëm dhe siguron që BBR-të përkatëse të lehtësojnë rrugëtimin nëpër rrjete të shumta Thread.

Këto koncepte janë ilustruar në figurën e mëposhtme:

Figura 2.3. Modeli i Domenit të Temave
Asnjë pikë e vetme dështimi

• Stack Thread është projektuar që të mos ketë një pikë të vetme dështimi. Ndërsa ka një numër pajisjesh në sistem që kryejnë funksione të veçanta, Thread është projektuar në mënyrë që ato të zëvendësohen pa ndikuar në funksionimin e vazhdueshëm të rrjetit ose pajisjeve. Për shembullampLe, një pajisje fundore e përgjumur kërkon një prind për komunikimet, kështu që ky prind përfaqëson një pikë të vetme dështimi për komunikimet e tij. Megjithatë, pajisja fundore e përgjumur mund dhe do të zgjedhë një prind tjetër nëse prindi i tij nuk është i disponueshëm. Ky tranzicion nuk duhet të jetë i dukshëm për përdoruesin.
  Ndërsa sistemi është projektuar për asnjë pikë të vetme dështimi, në disa topologji do të ketë pajisje individuale që nuk kanë aftësi rezervë. Për shembullample, në një sistem me një kufi të vetëm
• Router, nëse Border Router humbet fuqinë, nuk ka asnjë mënyrë për të kaluar në një Border Router alternativ. Në këtë skenar, duhet të bëhet një rikonfigurim i routerit kufitar.
• Duke filluar me Specifikimin e Thread 1.3.0, Routers Kufitare që ndajnë një lidhje infrastrukturore mund të lehtësojnë asnjë pikë të vetme dështimi në një medium të ndryshëm (si Wi-Fi ose Ethernet) duke përdorur një Thread
• Lidhje e kapsulimit të radios (TREL). Me këtë veçori, probabiliteti i formimit të ndarjeve Thread nëpër lidhje zvogëlohet.

Bazat e Stack IP

1. Duke iu drejtuar
   • Pajisjet në grupin Thread mbështesin arkitekturën e adresimit IPv6 siç përcaktohet në RFC 4291 (https://tools.ietf.org/html/rfc4291: IP Versioni 6 Arkitektura e Adresimit). Pajisjet mbështesin një Unike
   • Adresa Lokale (ULA), një Adresë Unike e Domenit (DUA) në një model domeni Thread dhe një ose më shumë adresa Global Unicast Address (GUA) bazuar në burimet e tyre të disponueshme.
   • Bitët e rendit të lartë të një adrese IPv6 specifikojnë rrjetin dhe pjesa tjetër specifikon adresa të veçanta në atë rrjet. Kështu, të gjitha adresat në një rrjet kanë të njëjtat N bit të parë. Ata të parët
   • N bit quhen "prefiks". "/64" tregon se kjo është një adresë me një prefiks 64-bit. Pajisja që nis rrjetin zgjedh një prefiks /64 që përdoret më pas në të gjithë rrjetin. Prefiksi është një ULA (https://tools.ietf.org/html/rfc4193: Adresat unike Lokale IPv6 Unicast). Rrjeti mund të ketë gjithashtu një ose më shumë ruterë kufitarë që secili mund ose nuk mund të ketë një /64 që më pas mund të përdoret për të gjeneruar një ULA ose GUA. Pajisja në rrjet përdor adresën e saj EUI-64 (64-bit Extended Unique Identifier) ​​për të nxjerrë identifikuesin e saj të ndërfaqes siç përcaktohet në seksionin 6 të RFC 4944 (https://tools.ietf.org/html/rfc4944: Transmetimi i paketave IPv6 mbi rrjetet IEEE 802.15.4 ). Pajisja do të mbështesë një adresë IPv6 lokale të lidhjes të konfiguruar nga EUI-64 e nyjës si një identifikues ndërfaqeje me prefiksin lokal të lidhjes së mirënjohur FE80::0/64 siç përcaktohet në RFC 4862 (https://tools.ietf.org/html/rfc4862: Autokonfigurimi i adresës pa shtetësi IPv6) dhe RFC 4944.
   • Pajisjet gjithashtu mbështesin adresat e duhura multicast. Kjo përfshin lidhjen lokale të të gjitha nyjeve multicast, lidhjen lokale të të gjithë routerit multicast, nyjet e cituara të shumëfishta dhe një multicast lokal me rrjetë. Me praninë e një ruteri të kufirit të shtyllës kurrizore në një model domeni, pajisjet mund të mbështesin gjithashtu adresa multicast me shtrirje më të lartë nëse regjistrohen për to.
   • Secilës pajisje që bashkohet me rrjetin i caktohet një adresë e shkurtër 2 bajtë sipas specifikimit IEEE 802.15.4-2006. Për ruterat, kjo adresë caktohet duke përdorur bitet e larta në fushën e adresës.
   • Fëmijëve më pas u caktohet një adresë e shkurtër duke përdorur bitet e larta të prindërve të tyre dhe bitet e poshtme të përshtatshme për adresën e tyre. Kjo lejon çdo pajisje tjetër në rrjet të kuptojë vendndodhjen e rrugës së fëmijës duke përdorur pjesët e larta të fushës së adresës së saj.
2. 6 LoWPAN
   • 6LoWPAN do të thotë "IPv6 mbi rrjetet personale pa tela me fuqi të ulët". Qëllimi kryesor i 6LoWPAN është të transmetojë dhe të marrë paketa IPv6 mbi 802.15.4 lidhje. Për ta bërë këtë, ai duhet të akomodojë madhësinë maksimale të kornizës 802.15.4 të dërguar në ajër. Në lidhjet Ethernet, një paketë me madhësinë e Njësisë Maksimale të Transmetimit IPv6 (MTU) (1280 bytes) mund të dërgohet lehtësisht si një kornizë mbi lidhjen. Në rastin e 802.15.4, 6LoWPAN vepron si një shtresë përshtatjeje midis shtresës së rrjetit IPv6 dhe shtresës së lidhjes 802.15.4. Ai zgjidh çështjen e transmetimit të një IPv6
   • MTU duke e fragmentuar paketën IPv6 tek dërguesi dhe duke e ribashkuar atë në marrës.
     6LoWPAN ofron gjithashtu një mekanizëm kompresimi që zvogëlon madhësitë e kokës IPv6 të dërguara në ajër dhe kështu zvogëlon shpenzimet e transmetimit. Sa më pak pjesë që dërgohen në ajër, aq më pak energji harxhohet nga pajisja. Thread përdor plotësisht këto mekanizma për të transmetuar në mënyrë efikase paketat në rrjetin 802.15.4. RFC 4944 (https://tools.ietf.org/html/rfc4944) dhe RFC 6282 (https://tools.ietf.org/html/rfc6282) përshkruani në detaje metodat me të cilat realizohet fragmentimi dhe kompresimi i kokës.
3. Përcjellja e shtresës së lidhjes
   Një veçori tjetër e rëndësishme e shtresës 6LoWPAN është përcjellja e paketave të shtresës së lidhjes. Kjo siguron një mekanizëm shumë efikas dhe të ulët për përcjelljen e paketave me shumë hop në një rrjet rrjetë. Thread përdor kursimin e shtresës IP me përcjelljen e paketave të shtresës së lidhjes.
   Thread përdor përcjelljen e shtresës së lidhjes për të përcjellë paketat bazuar në tabelën e rrugëtimit IP. Për të arritur këtë, koka e rrjetës 6LoWPAN përdoret në çdo paketë multi-hop (shih figurën e mëposhtme).
   • Figura 3.1. Formati i kokës së rrjetës
   • Në Thread, shtresa 6LoWPAN mbush informacionin e kokës së rrjetës me adresën e shkurtër 16-bit të iniciatorit dhe adresën e burimit 16-bit të destinacionit përfundimtar. Transmetuesi kërkon adresën e shkurtër hop tjetër 16-bit në Tabelën e Rrugës dhe më pas dërgon kornizën 6LoWPAN në adresën e shkurtër hop tjetër 16-bit si destinacion. Pajisja tjetër hop merr paketën, shikon hop tjetër në
   • Tabela e rrugëtimit / Tabela fqinje, zvogëlon numrin e hopeve në kokën e rrjetës 6LoWPAN dhe më pas e dërgon paketën në adresën e shkurtër 16-bit të hopit ose destinacionit përfundimtar si destinacion.
   • Enkapsulimi 6LoWPAN
     Paketat 6LoWPAN janë ndërtuar në të njëjtin parim si paketat IPv6 dhe përmbajnë tituj të grumbulluar për çdo funksionalitet të shtuar. Çdo kokë 6LoWPAN paraprihet nga një vlerë dërgimi që identifikon llojin e kokës (shih figurën e mëposhtme).
4. Enkapsulimi 6LoWPAN
   Paketat 6LoWPAN janë ndërtuar në të njëjtin parim si paketat IPv6 dhe përmbajnë tituj të grumbulluar për çdo funksionalitet të shtuar. Çdo kokë 6LoWPAN paraprihet nga një vlerë dërgimi që identifikon llojin e kokës (shih figurën e mëposhtme).
   Figura 3.2. Formati i përgjithshëm i një pakete 6LoWPAN
   Thread përdor llojet e mëposhtme të titujve 6LoWPAN:
   • Kreu i rrjetës (përdoret për përcjelljen e shtresës së lidhjes)
   • Kreu i fragmentimit (përdoret për fragmentimin e paketës IPv6 në disa pako 6LoWPAN)
   • Header Compression Header (përdoret për kompresimin e kokave IPv6)
   • Specifikimi 6LoWPAN urdhëron që nëse ka më shumë se një kokë, ato duhet të shfaqen në rendin e përmendur më sipër. Më poshtë janë ishamppaketat 6LoWPAN të dërguara përmes ajrit.
   • Në figurën e mëposhtme, ngarkesa e dobishme 6LoWPAN përbëhet nga koka e ngjeshur IPv6 dhe pjesa tjetër e ngarkesës IPv6.
   • Figura 3.3. Paketa 6LoWPAN që përmban ngarkesë IPv6 me kokë të ngjeshur IPv6
   • Në figurën e mëposhtme, ngarkesa 6LoWPAN përmban kokën IPv6 dhe një pjesë të ngarkesës IPv6.
   • Figura 3.4. Paketa 6LoWPAN që përmban kokën rrjetë, një kokë fragmentimi dhe një kokë kompresimi Pjesa tjetër e ngarkesës do të transmetohet në paketat pasuese sipas formatit në figurën e mëposhtme.
   • Figura 3.5. Fragmenti i mëpasshëm 6LoWPAN
5. ICMP
   Pajisjet e lidhjes mbështesin protokollin e Protokollit të Mesazhit të Kontrollit të Internetit versioni 6 (ICMPv6) siç përcaktohet në RFC 4443, Protokolli i Mesazhit të Kontrollit të Internetit (ICMPv6) për Specifikimin e Protokollit të Internetit Versioni 6 (IPv6). Ata gjithashtu mbështesin kërkesën për jehonë dhe mesazhet e përgjigjes me jehonë.
6. PZHU
   Stack Thread mbështet User Datagram Protocol (UDP) siç përcaktohet në RFC 768, User DatagProtokolli ram.
7. TCP
   Stack Thread mbështet një variant të Protokollit të Kontrollit të Transportit (TCP) të quajtur "TCPlp" (TCP Low Power) (Shih usenix-NSDI20). Një pajisje në përputhje me Thread zbaton rolet e iniciatorit dhe dëgjuesit TCP siç përshkruhet në:
   • RFC 793, Protokolli i Kontrollit të Transmisionit
   • RFC 1122, Kërkesat për hostet e Internetit
   • Specifikimi i Thread 1.3.0 dhe më i lartë: Implementimet ekzistuese TCP zakonisht nuk janë të akorduara për të punuar në mënyrë optimale mbi rrjetet rrjetë pa tel dhe me madhësitë e kufizuara të kornizës 802.15.4. Prandaj, specifikimi përcakton ato elemente dhe vlerat e parametrave të kërkuara për një implementim efikas të TCP-së mbi Rrjetet Thread (shih Specifikimi i Thread 1.3.0, seksioni 6.2 TCP).
8. SRP
   • Protokolli i Regjistrimit të Shërbimit (SRP) siç përcaktohet në Protokollin e Regjistrimit të Shërbimit për Zbulimin e Shërbimit të bazuar në DNS përdoret në pajisjet Thread duke filluar me Specifikimin e Thread 1.3.0. Duhet të ekzistojë një Regjistr shërbimi, i mbajtur nga një ruter kufitar. Klientët SRP në rrjetin mesh mund të regjistrohen për të ofruar shërbime të ndryshme. Një server SRP pranon pyetje zbulimi të bazuara në DNS dhe ofron gjithashtu kriptografi me çelës publik për siguri, së bashku me përmirësime të tjera të vogla për të mbështetur më mirë klientët e kufizuar.

Topologjia e Rrjetit

1. Adresa e rrjetit dhe pajisjet
   • Stack Thread mbështet lidhjen e plotë me rrjetë midis të gjithë ruterave në rrjet. Topologjia aktuale bazohet në numrin e ruterave në rrjet. Nëse ka vetëm një ruter, atëherë rrjeti formon një yll. Nëse ka më shumë se një ruter, atëherë një rrjetë formohet automatikisht (shih 2.2 Arkitektura e Rrjetit Thread).
2. Rrjetet rrjetë
   • Rrjetet e integruara me rrjetë i bëjnë sistemet radio më të besueshme duke i lejuar radiot të transmetojnë mesazhe për radio të tjera. Për shembullampLe, nëse një nyje nuk mund të dërgojë një mesazh direkt në një nyje tjetër, rrjeti i integruar i rrjetës transmeton mesazhin përmes një ose më shumë nyjeve ndërmjetëse. Siç u diskutua në seksionin 5.3 Routing, të gjitha nyjet e ruterit në grupin Thread ruajnë rrugët dhe lidhjen me njëra-tjetrën në mënyrë që rrjeta të mirëmbahet dhe lidhet vazhdimisht. Ekziston një kufi prej 64 adresash ruteri në rrjetin Thread, por ato nuk mund të përdoren të gjitha menjëherë. Kjo lejon kohë që adresat e pajisjeve të fshira të ripërdoren.
   • Në një rrjet rrjetë, pajisjet fundore të përgjumur ose pajisjet e përshtatshme për ruterin nuk kalojnë për pajisje të tjera. Këto pajisje i dërgojnë mesazhe një prindi që është një ruter. Ky ruter prind trajton operacionet e rrugëzimit për pajisjet e tij fëmijë.

Routing dhe lidhje me rrjetin

Rrjeti Thread ka deri në 32 ruter aktivë që përdorin rrugëzimin e ardhshëm për mesazhet bazuar në tabelën e rrugëzimit. Tabela e rrugëtimit mbahet nga grupi Thread për të siguruar që të gjithë ruterat të kenë lidhje dhe shtigje të përditësuara për çdo ruter tjetër në rrjet. Të gjithë ruterat shkëmbejnë me ruterat e tjerë koston e tyre të rrugëtimit te ruterat e tjerë në rrjet në një format të ngjeshur duke përdorur Mesh Link Establishment (MLE).

1.  Mesazhet MLE
   • Mesazhet Mesh Link Establishment (MLE) përdoren për të krijuar dhe konfiguruar lidhje të sigurta radio, për të zbuluar pajisjet fqinje dhe për të mbajtur kostot e rrugëzimit midis pajisjeve në rrjet. MLE operon nën shtresën e rrugëzimit dhe përdor unicast lokale me një lidhje hop dhe multicast midis ruterave.
   • Mesazhet MLE përdoren për të identifikuar, konfiguruar dhe siguruar lidhjet me pajisjet fqinje ndërsa topologjia dhe mjedisi fizik ndryshojnë. MLE përdoret gjithashtu për të shpërndarë vlerat e konfigurimit që ndahen në të gjithë rrjetin, si për shembull ID-ja e kanalit dhe Rrjetit Personal të Zonës (PAN). Këto mesazhe mund të përcillen me përmbytje të thjeshtë siç specifikohet nga MPL (https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-roll-trickle-mcast-11: Protokolli Multicast për Rrjetet me fuqi të ulët dhe me Humbje (MPL)).
   • Mesazhet MLE gjithashtu sigurojnë që kostot e lidhjes asimetrike të merren parasysh kur përcaktohen kostot e rrugëzimit midis dy pajisjeve. Kostot e lidhjeve asimetrike janë të zakonshme në rrjetet 802.15.4. Për të siguruar që mesazhet e dyanshme të jenë të besueshme, është e rëndësishme të merren parasysh kostot e lidhjeve dydrejtimshe.
2. Zbulimi dhe Riparimi i Rrugës
   • Zbulimi i rrugës sipas kërkesës përdoret zakonisht në rrjetet 802.15.4 me fuqi të ulët. Sidoqoftë, zbulimi i rrugës sipas kërkesës është i kushtueshëm për sa i përket ngarkesës së rrjetit dhe gjerësisë së brezit, sepse pajisjet transmetojnë kërkesat e zbulimit të rrugës përmes rrjetit. Në stivën Thread, të gjithë ruterat shkëmbejnë pako MLE me një hop që përmbajnë informacione për koston me të gjithë ruterat e tjerë në rrjet. Të gjithë ruterat kanë informacion të përditësuar të kostos së rrugës për çdo ruter tjetër në rrjet, kështu që zbulimi i rrugës sipas kërkesës nuk kërkohet. Nëse një rrugë nuk është më e përdorshme, ruterët mund të zgjedhin rrugën tjetër më të përshtatshme për në destinacion.
   • Drejtimi në pajisjet e fëmijëve bëhet duke parë pjesët e larta të adresës së fëmijës për të përcaktuar adresën e ruterit prind. Pasi pajisja njeh ruterin prind, ajo njeh informacionin e kostos së shtegut dhe informacionin e rrugëtimit të lëvizjes së ardhshme për atë pajisje.
   • Me ndryshimin e kostos së rrugës ose topologjisë së rrjetit, ndryshimet përhapen përmes rrjetit duke përdorur mesazhet me një hop MLE. Kostoja e rrugëtimit bazohet në cilësinë e lidhjes dydrejtimëshe midis dy pajisjeve. Cilësia e lidhjes në çdo drejtim bazohet në margjinën e lidhjes në mesazhet hyrëse nga ajo pajisje fqinje. Ky tregues i fuqisë së sinjalit të marrë (RSSI) është hartuar me një cilësi lidhjeje nga 0 në 3. Një vlerë prej 0 do të thotë kosto e panjohur.
   • Kur një ruter merr një mesazh të ri MLE nga një fqinj, ose ka tashmë një hyrje në tabelën fqinje për pajisjen ose një shtohet. Mesazhi MLE përmban koston hyrëse nga fqinji, kështu që kjo përditësohet në tabelën fqinje të ruterit. Mesazhi MLE gjithashtu përmban informacione të përditësuara të rrugëtimit për ruterat e tjerë, të cilët përditësohen në tabelën e rrugëtimit.
   • Numri i ruterave aktivë është i kufizuar në sasinë e informacionit të rrugëtimit dhe kostos që mund të përmbahet në një paketë të vetme 802.15.4. Ky limit aktualisht është 32 rutera.
3. Drejtimi
   • Pajisjet përdorin rrugë normale IP për të përcjellë paketat. Një tabelë rutimi është e mbushur me adresat e rrjetit dhe hop-in e duhur tjetër.
   • Drejtimi i vektorit në distancë përdoret për të marrë rrugë drejt adresave që janë në rrjetin lokal. Gjatë rrugëtimit në rrjetin lokal, gjashtë bitet e sipërme të kësaj adrese 16-bitësh përcaktojnë destinacionin e ruterit.
   • Ky prind i rrugëzimit është më pas përgjegjës për përcjelljen në destinacionin përfundimtar bazuar në pjesën e mbetur të adresës 16-bit.
   • Për drejtimin jashtë rrjetit, një Router Kufitar njofton Udhëheqësin e Routerit për prefikset e veçanta që ai shërben dhe e shpërndan këtë informacion si të dhëna rrjeti brenda paketave MLE. Të dhënat e rrjetit përfshijnë të dhënat e prefiksit, që është vetë prefiksi, konteksti 6LoWPAN, Routerët e Kufirit dhe konfigurimi automatik i adresës pa shtetësi (SLAAC) ose serveri DHCPv6 për atë prefiks. Nëse një pajisje do të konfigurojë një adresë duke përdorur atë prefiks, ajo kontakton serverin e duhur SLAAC ose DHCP për këtë adresë. Të dhënat e rrjetit përfshijnë gjithashtu një listë të serverëve të rrugëzimit që janë adresat 16-bit të ruterëve kufitarë të paracaktuar.
   • Për më tepër, në një hapësirë ​​komerciale me një model Domain Thread, një Router Border Backbone njofton drejtuesin e ruterit për Prefiksin Unique të Domainit që shërben, për të treguar se kjo rrjetë është pjesë e domenit më të madh Thread. Të dhënat e rrjetit për këtë përfshijnë të dhënat e prefiksit, kontekstin 6LoWPAN dhe ruterin kufitar ALOC. Nuk ka asnjë flamur SLAAC ose DHCPv6 të caktuar për këtë grup prefiksesh, megjithatë caktimi i adresës ndjek modelin pa shtetësi. Për më tepër, ka gjithashtu TLV të shërbimit dhe serverit që tregojnë aftësinë e shërbimit "shtyllë" të këtij ruteri kufitar. Mundësia e zbulimit të adresave të dyfishta mbi shtyllën kurrizore ekziston për çdo pajisje që regjistron adresën unike të domenit të saj (DUA) me BBR. DUA e një pajisjeje nuk ndryshon kurrë gjatë jetës së saj të të qenit pjesë e një domeni Thread.
   • Kjo lehtëson migrimin nëpër rrjete të ndryshme Thread në një domen të vetëm dhe siguron që BBR-të përkatëse të lehtësojnë rrugëtimin nëpër rrjete të shumta Thread. Mbi shtyllën kurrizore, përdoren teknologji standarde të rrugëtimit IPv6 si IPv6 Neighbor Discovery (NS/NA sipas RFC 4861) dhe Multicast Listener Discovery (MLDv2 sipas RFC 3810).
   • Një Udhëheqës është caktuar për të mbajtur gjurmët e pajisjeve të përshtatshme për ruter që bëhen ruter ose lejojnë ruterët të kalojnë në pajisje të përshtatshme për ruter. Ky Udhëheqës gjithashtu cakton dhe menaxhon adresat e ruterit duke përdorur CoAP. Megjithatë, të gjitha informacionet e përfshira në këtë Leader reklamohen periodikisht edhe te ruterat e tjerë. Nëse Udhëheqësi del jashtë rrjetit, zgjidhet një ruter tjetër dhe merr përsipër si Udhëheqës pa ndërhyrjen e përdoruesit.
   • Routerët kufitarë janë përgjegjës për trajtimin e ngjeshjes ose zgjerimit 6LoWPAN dhe adresimin në pajisjet jashtë rrjetit. Routerët e kufirit të shtyllës kurrizore janë përgjegjës për trajtimin e MPL me kapsulimin IP-në-IP dhe dekapsulimin për multicast me shtrirje më të madhe që hyjnë dhe dalin nga rrjeta.
   • Për më shumë informacion mbi Border Routers, shihni AN1256: Përdorimi i Silicon Labs RCP me OpenThread Border Router.
4. Riprovime dhe Mirënjohje
   • Ndërsa mesazhet UDP përdoren në grupin Thread, dërgimi i besueshëm i mesazhit kërkohet dhe kryhet nga këta mekanizma të lehtë:
   • Përsëritjet e nivelit MAC – çdo pajisje përdor njohjet MAC nga kërcimi tjetër dhe do të riprovojë një mesazh në shtresën MAC nëse mesazhi MAC ACK nuk merret.
   • Përsëritjet e shtresës së aplikacionit – shtresa e aplikacionit mund të përcaktojë nëse besueshmëria e mesazhit është një parametër kritik. Nëse po, mund të përdoret një protokoll njohjeje dhe riprovimi nga fundi në fund, siç janë riprovimet e CoAP.

Bashkimi dhe funksionimi i rrjetit

Thread lejon dy mënyra bashkimi:

• Ndani informacionin e komisionimit direkt në një pajisje duke përdorur një metodë jashtë brezit. Kjo lejon drejtimin e pajisjes në rrjetin e duhur duke përdorur këtë informacion.
• Krijoni një seancë komisionimi midis një pajisjeje bashkuese dhe një aplikacioni të komisionimit në një smartphone, tablet ose web.
• Për një rrjet komercial me një model domeni Thread, një proces regjistrimi autonom pa ndërhyrjen e përdoruesit që siguron certifikata operacionale në bashkuesit pas vërtetimit specifikohet nga Specifikimi i Thread 1.2. Certifikata operacionale kodon informacionin e domenit për pajisjen dhe lejon sigurimin e çelësit kryesor të rrjetit. Ky model kërkon një regjistrues ose
• Ndërfaqja e regjistruesit të temave (TRI) në një ruter të kufirit të shtyllës kurrizore dhe lehtëson komunikimin me një autoritet të jashtëm (MASA) duke përdorur protokollet ANIMA/BRSKI/EST. Një rrjet që mbështet këtë model komisionimi quhet rrjet CCM.
• Për më shumë informacion mbi vënien në punë të rrjeteve Thread, shihni seksionin 11. Komisionimi i pajisjes.
• Metoda 802.15.4 e përdorur shpesh e bashkimit me flamurin e lidhjes së lejes në ngarkesën e beacon nuk përdoret në rrjetet Thread. Kjo metodë përdoret më së shpeshti për bashkimin e tipit të butonit me shtytje ku nuk ka ndërfaqe përdoruesi ose kanal jashtë brezit me pajisjet. Kjo metodë ka probleme me drejtimin e pajisjes në situata ku ka shumë rrjete të disponueshme dhe gjithashtu mund të paraqesë rreziqe sigurie.
• Në rrjetet Thread, të gjitha bashkimet inicohen nga përdoruesi. Pas bashkimit, një vërtetim sigurie përfundon në nivelin e aplikacionit me një pajisje komisionimi. Ky vërtetim i sigurisë diskutohet në seksionin 9. Siguria.
• Pajisjet bashkohen në një rrjet ose si një pajisje fundore e përgjumur, pajisje fundore (MED ose FED) ose si një REED. Vetëm pasi një REED të jetë bashkuar dhe të mësojë konfigurimin e rrjetit mund të kërkojë potencialisht të bëhet një

Ruteri i Temave. Pas bashkimit, një pajisjeje i jepet një adresë e shkurtër 16-bitëshe bazuar në prindin e saj. Nëse një pajisje e përshtatshme për ruter bëhet një Router Thread, asaj i caktohet një adresë ruteri nga Leader. Zbulimi i adresave të kopjuara për Thread Routers sigurohet nga mekanizmi i centralizuar i shpërndarjes së adresës së ruterit, i cili ndodhet në Leader. Prindi është përgjegjës për shmangien e adresave të kopjuara për pajisjet pritëse, sepse u cakton adresat pas bashkimit.

1. Zbulimi i rrjetit
   • Zbulimi i rrjetit përdoret nga një pajisje bashkuese për të përcaktuar se cilat rrjete 802.15.4 janë brenda rrezes së radios. Pajisja skanon të gjitha kanalet, lëshon një kërkesë zbulimi MLE në secilin kanal dhe pret përgjigjet e zbulimit MLE. Përgjigja e zbulimit të 802.15.4 MLE përmban një ngarkesë me parametra të rrjetit, duke përfshirë Identifikuesin e grupit të shërbimit të rrjetit (SSID), ID-në e zgjeruar të PAN-it dhe vlera të tjera që tregojnë nëse rrjeti po pranon anëtarë të rinj dhe nëse ai mbështet komisionimin vendas.
   • Zbulimi i rrjetit nuk kërkohet nëse pajisja është futur në rrjet, sepse ajo njeh kanalin dhe PAN ID-në e zgjeruar për rrjetin. Këto pajisje më pas i bashkohen rrjetit duke përdorur materialin e dhënë në funksionim.
2. Të dhënat e MLE
   • Pasi një pajisje është bashkangjitur në një rrjet, kërkohet një shumëllojshmëri informacionesh që ajo të marrë pjesë në rrjet. MLE ofron shërbime për një pajisje për të dërguar një unicast në një pajisje fqinje për të kërkuar parametrat e rrjetit dhe për të përditësuar kostot e lidhjes tek fqinjët. Kur një pajisje e re bashkohet, ajo kryen gjithashtu një përgjigje sfiduese për të vendosur numëruesit e kornizës së sigurisë siç diskutohet në seksionin 9. Siguria.
   • Të gjitha pajisjet mbështesin transmetimin dhe marrjen e mesazheve të konfigurimit të lidhjes MLE. Kjo përfshin mesazhet "kërkesë lidhjeje", "pranoni lidhjen" dhe "pranoni lidhjen dhe kërkoni".
   • Shkëmbimi MLE përdoret për të konfiguruar ose shkëmbyer informacionin e mëposhtëm:
   • Adresa e shkurtër 16-bit dhe e gjatë 64-bit EUI 64 e pajisjeve fqinje
   • Informacion mbi aftësitë e pajisjes, duke përfshirë nëse është një pajisje fundore e përgjumur dhe ciklin e gjumit të pajisjes
   • Lidhja fqinje kushton nëse një Thread Router
   • Materiali i sigurisë dhe sportelet e kornizës ndërmjet pajisjeve
   • Kostot e rutimit për të gjithë Routerët e tjerë të Thread në rrjet
   • Mbledhja dhe shpërndarja e Metrikës së Lidhjeve rreth vlerave të ndryshme të konfigurimit të lidhjeve
   • Shënim: Mesazhet MLE janë të koduara, përveç gjatë operacioneve fillestare të nisjes së nyjeve kur pajisja e re nuk ka marrë materialin e sigurisë.
3.  CoAP
   Protokolli i Aplikimit të kufizuar (CoAP) siç përcaktohet në RFC 7252 (https://tools.ietf.org/html/rfc7252: Protokolli i kufizuar i aplikimit (CoAP)) është një protokoll i specializuar transporti për përdorim me nyje të kufizuara dhe rrjete me fuqi të ulët. CoAP ofron një model ndërveprimi kërkesë/përgjigje midis pikave fundore të aplikacionit, mbështet zbulimin e integruar të shërbimeve dhe burimeve dhe përfshin konceptet kryesore të web të tilla si URLs. CoAP përdoret në Thread për të konfiguruar adresat mesh-lokale dhe adresat multicast të kërkuara nga pajisjet. Për më tepër, CoAP përdoret gjithashtu për mesazhet e menaxhimit të tilla si për të marrë dhe vendosur informacione diagnostikuese dhe të dhëna të tjera të rrjetit në ruterat aktivë të Thread.
4. DHCPv6
   DHCPv6 siç përcaktohet në RFC 3315 përdoret si një protokoll klient-server për të menaxhuar konfigurimin e pajisjeve brenda rrjetit. DHCPv6 përdor UDP për të kërkuar të dhëna nga një server DHCP (https://www.ietf.org/rfc/rfc3315.txt: Protokolli i konfigurimit dinamik të hostit për IPv6 (DHCPv6)).
   Shërbimi DHCPv6 përdoret për konfigurimin e:
   • Adresat e rrjetit
   • Adresat multicast të kërkuara nga pajisjet
   • Për shkak se adresat e shkurtra caktohen nga serveri duke përdorur DHCPv6, zbulimi i adresave të kopjuara nuk kërkohet. DHCPv6 përdoret gjithashtu nga Border Routers që caktojnë adresa bazuar në prefiksin që ata ofrojnë.
5. SLAAC
   SLAAC (Konfigurimi automatik i adresës pa shtetësi) siç përcaktohet në RFC 4862 (https://tools.ietf.org/html/rfc4862: Konfigurimi automatik i adresës pa shtetësi IPv6) është një metodë në të cilën një Router Kufitar cakton një prefiks dhe më pas 64 bitet e fundit të adresës së tij rrjedhin nga ruteri. Mekanizmi i konfigurimit automatik pa shtetësi IPv6 nuk kërkon konfigurim manual të hosteve, konfigurim minimal (nëse ka) të ruterave dhe asnjë server shtesë. Mekanizmi pa shtet i lejon një hosti të gjenerojë adresat e veta duke përdorur një kombinim të informacionit të disponueshëm lokalisht dhe informacionit të reklamuar nga ruterat.
6. SRP
   Protokolli i Regjistrimit të Shërbimit (SRP) siç përcaktohet në Protokollin e Regjistrimit të Shërbimit për Zbulimin e Shërbimit të bazuar në DNS përdoret në pajisjet Thread duke filluar me Specifikimin e Thread 1.3.0. Duhet të ekzistojë një Regjistr shërbimi, i mbajtur nga një ruter kufitar. Klientët SRP në rrjetin mesh mund të regjistrohen për të ofruar shërbime të ndryshme. Një server SRP pranon pyetje zbulimi të bazuara në DNS dhe ofron gjithashtu kriptografi me çelës publik për siguri, së bashku me përmirësime të tjera të vogla për të mbështetur më mirë klientët e kufizuar.

Menaxhimi

1. ICMP
   Të gjitha pajisjet mbështesin Protokollin e Mesazhit të Kontrollit të Internetit për mesazhet e gabimit IPv6 (ICMPv6), si dhe mesazhet e kërkesës për jehonë dhe përgjigjen e jehonës.
2. Menaxhimi i pajisjes
   Shtresa e aplikacionit në një pajisje ka qasje në një grup informacioni të menaxhimit dhe diagnostikimit të pajisjes që mund të përdoren në nivel lokal ose të mblidhen dhe dërgohen te pajisjet e tjera të menaxhimit.
   Në shtresat 802.15.4 PHY dhe MAC, pajisja ofron informacionin e mëposhtëm për shtresën e menaxhimit:
   • Adresa e EUI 64
   • Adresa e shkurtër 16-bit
   •  Informacion mbi aftësinë
   • PAN ID
   • Paketat e dërguara dhe të marra
   • Oktetet e dërguara dhe të marra
   • Paketat ranë gjatë transmetimit ose marrjes
   • Gabime sigurie
   • Numri i riprovave MAC
3. Menaxhimi i rrjetit
   Shtresa e rrjetit në pajisje ofron gjithashtu informacion mbi menaxhimin dhe diagnostikimin që mund të përdoren në nivel lokal ose të dërgohen në pajisje të tjera menaxhimi. Shtresa e rrjetit ofron listën e adresave IPv6, tabelën fqinj dhe fëmijë dhe tabelën e rrugëtimit.

Të dhëna të vazhdueshme

Pajisjet që funksionojnë në terren mund të rivendosen aksidentalisht ose me qëllim për një sërë arsyesh. Pajisjet që janë rivendosur duhet të rinisin funksionimin e rrjetit pa ndërhyrjen e përdoruesit. Që kjo të bëhet me sukses, ruajtja e paqëndrueshme duhet të ruajë informacionin e mëposhtëm:

• Informacioni i rrjetit (si p.sh. PAN ID)
• Material sigurie
• Adresimi i informacionit nga rrjeti për të formuar adresat IPv6 për pajisjet

$Security

• Rrjetet thread janë rrjete me valë që duhet të sigurohen kundër sulmeve mbi-ajër (OTA). Ata janë gjithashtu të lidhur me internetin dhe për këtë arsye duhet të sigurohen kundër sulmeve të internetit. Shumë nga aplikacionet që zhvillohen për Thread do të shërbejnë për një gamë të gjerë përdorimesh që kërkojnë periudha të gjata funksionimi pa mbikëqyrje dhe konsum të ulët të energjisë. Si rezultat, siguria e rrjeteve Thread është kritike.
• Thread përdor një çelës në të gjithë rrjetin që përdoret në Media Access Layer (MAC) për enkriptim. Ky çelës përdoret për vërtetimin dhe enkriptimin standard IEEE 802.15.4-2006. Siguria IEEE 802.15.4-2006 mbron rrjetin Thread nga sulmet mbi-ajër që vijnë nga jashtë rrjetit. Kompromisi i çdo nyje individuale mund të zbulojë potencialisht çelësin në të gjithë rrjetin. Si rezultat, zakonisht nuk është forma e vetme e sigurisë që përdoret brenda rrjetit Thread. Çdo nyje në rrjetin Thread shkëmben numëruesit e kornizave me fqinjët e saj nëpërmjet një shtrëngimi duarsh MLE. Këta numërues kornizash ndihmojnë në mbrojtjen kundër sulmeve të përsëritjes. (Për më shumë informacion mbi MLE, shihni Specifikimin e Temave.) Thread lejon aplikacionin të përdorë çdo protokoll sigurie në internet për komunikim nga skaji në fund.
• Nyjet errësojnë si ndërfaqet e tyre të adresave IP me rrjetë të gjerë, ashtu edhe ID-të e tyre të zgjeruara MAC duke i randomizuar ato. Stoku EUI64 i caktuar në nyje përdoret si adresë burimi vetëm gjatë fazës fillestare të bashkimit. Pasi një nyje bashkohet me një rrjet, nyja përdor si burim të saj ose një adresë të bazuar në ID-në e nyjes së saj dy bajtë, ose një nga adresat e saj të rastësishme të përmendura më sipër. EUI64 nuk përdoret si adresë burimi pasi nyja bashkohet me një rrjet.

Menaxhimi i rrjetit gjithashtu duhet të jetë i sigurt. Një aplikacion i menaxhimit të rrjetit Thread mund të ekzekutohet në çdo pajisje të lidhur me internetin. Nëse ajo pajisje nuk është vetë anëtare e një rrjeti Thread, ajo duhet së pari të krijojë një Da të sigurttagram Transport Layer Security (DTLS) lidhje me një Thread Border Router. Çdo rrjet Thread ka një frazë kalimi menaxhimi që përdoret për të krijuar këtë lidhje. Pasi një aplikacion menaxhimi të jetë lidhur me rrjetin Thread, pajisje të reja mund të shtohen në rrjet.

1. 802.15.4 Siguria
   • Specifikimi IEEE 802.15.4-2006 përshkruan protokollet e aksesit me valë dhe media për PAN dhe HAN. Këto protokolle janë krijuar për t'u zbatuar në pajisje radio të dedikuara si ato të disponueshme nga Silicon Labs. IEEE 802.15.4-2006 mbështet një sërë aplikacionesh, shumë prej të cilave janë të ndjeshme ndaj sigurisë. Për shembullample, merrni parasysh rastin e një aplikacioni të sistemit të alarmit që monitoron banimin e ndërtesave. Nëse rrjeti nuk është i sigurt dhe një ndërhyrës fiton akses në rrjet, mesazhet mund të transmetohen për të krijuar një alarm të rremë, për të modifikuar një alarm ekzistues ose për të heshtur një alarm legjitim. Secila nga këto situata paraqet rreziqe të konsiderueshme për banorët e ndërtesës.
   • Shumë aplikacione kërkojnë konfidencialitet dhe shumica gjithashtu kanë nevojë për mbrojtje të integritetit. 802-15.4-2006 adreson këto kërkesa duke përdorur një protokoll sigurie të shtresës së lidhjes me katër shërbime bazë të sigurisë:
   • Kontrolli i aksesit
   • Integriteti i mesazhit
   • Konfidencialiteti i mesazhit
   • Mbrojtja e riprodhimit
   • Mbrojtja përsëritëse e ofruar nga IEEE 802.15.4-2006 është vetëm e pjesshme. Thread ofron siguri shtesë duke përdorur shtrëngimet e duarve MLE ndërmjet nyjeve të diskutuara më sipër për të përfunduar mbrojtjen e riprodhimit.
2. Menaxhimi i Sigurt i Rrjetit
   Menaxhimi i rrjetit gjithashtu duhet të jetë i sigurt. Një aplikacion i menaxhimit të rrjetit Thread mund të ekzekutohet në çdo pajisje të lidhur me internetin. Ka dy pjesë të sigurisë:
   • Siguria ajrore për të cilën kujdeset 802.15.4. Thread zbaton sigurinë 802.15.4-2006 të nivelit 5.
   • Rrjetet CCM: Nëse një pajisje nuk është vetë anëtare e një rrjeti CCM, ajo duhet të krijojë një lidhje me një ruter kufitar shtyllë në mënyrë që të marrë certifikatën e saj operacionale për t'u vendosur si pjesë e domenit Thread.
   • Rrjetet jo-CCM: Siguria e internetit: Nëse një pajisje nuk është vetë anëtare e një rrjeti Thread, ajo duhet së pari të krijojë një lidhje të sigurtë të Sigurisë së Shtresës së Transitit të Data-gram (DTLS) me një Router Kufitar Thread. Çdo rrjet Thread ka një frazë kalimi menaxhimi që përdoret për vendosjen e lidhjeve të sigurta midis pajisjeve të menaxhimit të jashtëm dhe Routerëve Kufitar. Pasi një aplikacion menaxhimi të jetë lidhur me rrjetin Thread, pajisje të reja mund të shtohen në rrjet.

Ruteri kufitar

• Një Router Kufitar Thread është një pajisje që lidh një rrjet me valë Thread me rrjete të tjera të bazuara në IP (të tilla si Wi-Fi ose Ethernet) në botën e jashtme nëpërmjet një rrjeti lokal shtëpiak ose ndërmarrje. Ndryshe nga portat në zgjidhjet e tjera me valë, ai është plotësisht transparent për protokollet e transportit dhe aplikimit që qëndrojnë mbi shtresën e rrjetit. Si rezultat, aplikacionet mund të komunikojnë në mënyrë të sigurt nga skaji në fund pa ndonjë përkthim të shtresës së aplikacionit.
• Një Router Kufitar Thread mbështet minimalisht funksionet e mëposhtme:
  • Lidhje IP nga fundi në fund nëpërmjet rrugëtimit ndërmjet pajisjeve Thread dhe rrjeteve të tjera IP të jashtme.
  • Komisionimi i Temave të Jashtme (për shembullample, një telefon celular) për të vërtetuar dhe bashkuar një pajisje Thread në një rrjet Thread.

Mund të ketë shumë Routera Kufitarë në një rrjet, duke eliminuar një "pikë të vetme dështimi" në rast se njëri prej tyre keqfunksionon. Router kufitar mundëson që çdo pajisje Thread të lidhet drejtpërdrejt me shërbimet globale cloud, kur rrjetet e ndërmarrjeve ekzekutojnë IPv6 dhe IPv4, ose vetëm IPv4.

1.  Karakteristikat e ruterit kufitar për komunikimin jashtë rrjetës
   • Thread mund të zbatohet menjëherë në situatat aktuale të punës, përpara kalimit të pjesshëm ose të plotë në IPv6 dhe Thread mundëson pajtueshmërinë e IPv4 prapa duke përdorur Adresën e Rrjetit
   • Përkthimi (NAT). NAT64 përkthen paketat IPv6 në IPv4 dhe NAT64 përkthen paketat IPv4 në IPv6. Një Router Kufitar Thread mund të funksionojë si një host IPv4 në rrjetin e zonës së gjerë (WAN), i aftë për të marrë një ndërfaqe IPv4 dhe adresë ruteri. Mund të marrë një adresë duke përdorur DHCP nga një grup adresash IPv4. Thread Border Router mund të zbatojë gjithashtu Protokollin e Kontrollit të Portit (PCP) për të kontrolluar se si paketat hyrëse IPv4 përkthehen dhe përcillen dhe mbështesin hartat statike. Shumica e përkthimeve IPv4 në IPv6 (dhe anasjelltas) mund të trajtohen nga Thread
   • Router kufitar, me ndryshime minimale të nevojshme në një rrjet ekzistues.
     Për më tepër, Thread Border Routers mbështesin lidhjen dydrejtimëshe IPv6 me zbulimin e fqinjëve IPv6, reklamat e ruterit, zbulimin me shumë transmetime dhe përcjelljen e paketave.
2. Thread mbi Infrastrukturën
   • Rrjetet Thread organizohen automatikisht në Ndarje të veçanta të Rrjetit Thread kur nuk ka lidhje midis dy ose më shumë grupeve të pajisjeve. Ndarjet e Thread-it lejojnë pajisjet të mbajnë komunikim me pajisje të tjera në të njëjtën ndarje Thread, por jo me pajisjet Thread në ndarje të tjera.
   • Thread over Infrastructure lejon pajisjet Thread të inkorporojnë teknologjitë e lidhjeve të bazuara në IP (për shembullample, Wi-Fi dhe Ethernet) në topologjinë Thread. Këto lidhje shtesë Thread mbi teknologjitë e tjera të lidhjeve zvogëlojnë probabilitetin e shfaqjes së ndarjeve të shumëfishta të rrjetit Thread, ndërsa përputhshmëria e prapambetur me pajisjet ekzistuese Thread 1.1 dhe 1.2 është e garantuar. Këto përfitime merren për çdo topologji rrjeti që përfshin të paktën dy Routera Kufitare të lidhur nëpërmjet një lidhjeje të përbashkët të infrastrukturës ngjitur.
   • Për më shumë informacion, referojuni Specifikimit të Temës 1.3.0 (ose Drafti i specifikimit të Temës 1.4), Kapitulli 15 (Fija mbi Infrastrukturë).
3. Ruteri kufitar OpenThread
   Implementimi i OpenThread i një Router Kufitar quhet OpenThread Border Router (OTBR). Ai mbështet një ndërfaqe rrjetë duke përdorur një model RCP. Silicon Labs ofron një zbatim (të mbështetur në Raspberry Pi) dhe kodin burimor si pjesë e Silicon Labs GSDK. Për më shumë informacion, shihni AN1256: Përdorimi i Silicon Labs RCP me ruterin kufitar OpenThread.
   Dokumentacioni mbi konfigurimin dhe arkitekturën e OTBR është i disponueshëm në https://openthread.io/guides/border-router.

Vënia në punë e pajisjes

Pajisjet Thread janë vënë në punë në rrjetet Thread në mënyra të ndryshme siç përshkruhet në nënseksionet e mëposhtme.

1. Komisionimi tradicional i fijeve
   • Për vënien në punë në rrjet të rrjeteve më të vogla (Specifikimi i Thread 1.1.1 ose më i lartë), instaluesit mund të përdorin aplikacionin e komisionimit të Thread të ofruar si një burim falas për pajisjet Android dhe iOS. Ky aplikacion mund të përdoret për të shtuar me lehtësi pajisje të reja në rrjet ose për të rikonfiguruar pajisjet ekzistuese.
   • Thread përdor Protokollin e Komisionimit Mesh (MeshCoP) për të vërtetuar, komisionuar dhe bashkuar në mënyrë të sigurt pajisje radio të reja, të pabesueshme në një rrjet rrjetë. Rrjetet thread përfshijnë një rrjetë autonome vetë-konfiguruese të pajisjeve me ndërfaqe IEEE 802.15.4 dhe një shtresë sigurie të nivelit të lidhjes që kërkon që çdo pajisje në rrjetë të zotërojë çelësin kryesor sekret aktual, të përbashkët.
   • Procesi i komisionimit fillon kur një Kandidat Komisioner, zakonisht një telefon celular i lidhur nëpërmjet WiFi, zbulon rrjetin Thread përmes një prej Routerëve të tij Kufitar. Routers kufitare reklamojnë disponueshmërinë e tyre për komisionerët duke përdorur çdo vendndodhje shërbimi që është e përshtatshme. Mekanizmi i zbulimit duhet t'i sigurojë një Kandidati Komisioner një rrugë komunikimi dhe emrin e rrjetit, sepse emri i rrjetit përdoret më vonë si një kripë kriptografike për krijimin e Sesionit të Komisionimit.
   • Kandidati për Komisioner, pasi ka zbuluar rrjetin e interesit Thread, lidhet në mënyrë të sigurt me të duke përdorur Kredencialin e Komisionimit (një frazë kalimi e zgjedhur nga njeriu për t'u përdorur në vërtetim). Hapi i Autentifikimit të Komisionerit krijon një lidhje të sigurt të prizës së klientit/serverit midis Kandidatit të Komisionerit dhe një ruteri kufitar nëpërmjet DTLS. Ky sesion i sigurt njihet si Sesion Komisionimi. Sesioni i Komisionimit përdor numrin e portit të caktuar UDP të reklamuar gjatë fazës së zbulimit. Ky port njihet si Porti i Komisionerit. Kredenciali i përdorur për të krijuar Sesionin e Komisionimit njihet si Çelësi i Parapërndarë për Komisionerin (PSKc).
   • Kandidati për Komisioner më pas regjistron identitetin e tij me Routerin e tij Kufitar. Udhëheqësi përgjigjet ose duke pranuar ose refuzuar Routerin Kufitar si një përcjellës të zbatueshëm tek Komisioneri.
   • Pas pranimit, Udhëheqësi përditëson gjendjen e tij të brendshme për të gjurmuar Komisionerin aktiv, dhe Router Kufitar më pas i dërgon një mesazh konfirmimi Kandidatit të Komisionerit duke informuar pajisjen se tani është Komisioneri.
   • Kur ekziston një Komisioner i autorizuar i lidhur me Rrjetin Thread, bëhet i mundur bashkimi me Pajisjet e përshtatshme të Thread. Këta njihen si Joiners përpara se të bëhen pjesë e
   • Rrjeti i fijeve. Joiner fillimisht krijon një lidhje DTLS me Komisionerin për të shkëmbyer materiale komisionimi. Më pas përdor materialin e komisionimit për t'u bashkuar me rrjetin Thread. Nyja konsiderohet pjesë e rrjetit vetëm pasi të kenë përfunduar këto dy hapa. Më pas mund të marrë pjesë në procesin e bashkimit për nyjet e ardhshme. Të gjithë këta hapa konfirmojnë se pajisja e duhur është bashkuar me rrjetin e duhur Thread dhe se vetë rrjeti Thread është i sigurt kundër sulmeve me valë dhe internet. Për më shumë informacion mbi Protokollin e Komisionimit të Mesh, shihni specifikimin e Thread.
2. Komisionimi i zgjeruar me zgjerime komerciale në temë 1.2
   • Specifikimi i Temave 1.2 dhe Zgjerimet e tij Komerciale tani lejojnë rrjete në shkallë shumë më të madhe, të tilla si ato që kërkohen në ndërtesat e zyrave, ndërtesat publike, hotelet ose lloje të tjera ndërtesash industriale ose tregtare. Për shkak të mbështetjes më të mirë të nënrrjetit, Thread Spec-ification 1.2 lejon më lehtë mijëra pajisje në një vendosje, të cilat mund të konfigurohen manualisht, në mënyrë autonome dhe nëpërmjet veçorive të avancuara të komisionimit në distancë.
   • Zgjerimet komerciale në Thread 1.2 lejojnë vërtetimin në shkallë të gjerë, bashkimin në rrjet, roaming në nënrrjet dhe funksionimin bazuar në identitete të besuara në një Domain Ndërmarrjesh. Për të mundësuar vërtetimin e besueshëm të pajisjeve dhe verifikimin e informacionit të autorizimit, një instalues ​​i sistemit mund të krijojë një Autoritet Certifikatash të Ndërmarrjes për të thjeshtuar vendosjen e një rrjeti në shkallë të gjerë. Kjo i lejon instaluesit të konfigurojë dhe mirëmbajë rrjetin pa qasje të drejtpërdrejtë në pajisjet individuale dhe pa ndonjë ndërveprim të drejtpërdrejtë me këto pajisje, me anë të një procesi regjistrimi të automatizuar të quajtur Regjistrim Autonom. Ndryshe nga Thread 1.1, ku çiftimi i kodeve të kalimit të pajisjes përdoret për vërtetim, Zgjerimet komerciale në Thread 1.2 do të mbështesin një formë vërtetimi më të shkallëzueshme të bazuar në certifikatë. Një rrjet ndërmarrjesh mund të ketë një ose më shumë Thread Domain dhe çdo Thread Domain mund të konfigurohet për të integruar rrjete të shumta Thread.

Shtresa e Aplikimit

Thread është një pirg rrjeti me rrjetë pa tel që është përgjegjës për kursimin e mesazheve midis pajisjeve të ndryshme në rrjetin Thread të përshkruar në seksionin 2.2 Arkitektura e rrjetit të Thread. Figura e mëposhtme ilustron shtresat në protokollin Thread.

Figura 12.1. Shtresat e protokollit të fijeve

• Një përkufizim standard i një shtrese aplikacioni është një "shtresë abstraksioni që specifikon protokollet e përbashkëta dhe metodat e ndërfaqes të përdorura nga hostet në një rrjet komunikimi" (https://en.wikipedia.org/wiki/Application_layer). E thënë më thjesht, një shtresë aplikimi është "gjuha e pajisjeve", për shembullample, si një çelës flet me një llambë. Duke përdorur këto përkufizime, një shtresë aplikimi nuk ekziston në Thread. Klientët ndërtojnë shtresën e aplikacionit bazuar në aftësitë në stivën e Thread dhe kërkesat e tyre. Megjithëse Thread nuk ofron një shtresë aplikacioni, ai ofron shërbime bazë të aplikimit:
• Mesazhet UDP
  UDP ofron një mënyrë për të dërguar mesazhe duke përdorur një numër porti 16-bit dhe një adresë IPv6. UDP është një protokoll më i thjeshtë se TCP dhe ka më pak shpenzime të lidhura (për shembullample, UDP nuk zbaton mesazhe mbajtëse). Si rezultat, UDP mundëson një xhiro më të shpejtë dhe më të lartë të mesazheve dhe redukton buxhetin e përgjithshëm të energjisë së një aplikacioni. UDP gjithashtu ka një hapësirë ​​​​më të vogël kodi se TCP, e cila lë më shumë flash të disponueshëm në çip për aplikacione me porosi.
• Mesazhe multicast
  Thread ofron mundësinë për të transmetuar mesazhe, domethënë dërgimin e të njëjtit mesazh në nyje të shumta në një rrjet Thread. Mul-ticast lejon një mënyrë të integruar për të folur me nyjet fqinje, ruterat dhe një rrjet të tërë Thread me adresa standarde IPv6.
• Shtresat e aplikacionit duke përdorur shërbimet IP
  Thread lejon përdorimin e shtresave të aplikacionit si UDP dhe CoAP për të lejuar pajisjet të komunikojnë në mënyrë interaktive përmes internetit. Shtresat e aplikacionit jo-IP do të kërkojnë disa përshtatje për të punuar në Thread. (Shih RFC 7252 për më shumë informacion mbi CoAP.)
  • Silicon Labs OpenThread SDK përfshin s në vijimampaplikacionet që janë gjithashtu të disponueshme nga re-pository OpenThread GitHub:• ot-cli-ftd
  • ot-cli-mtd
  • ot-rcp (përdoret në lidhje me një ruter kufitar OpenThread)
• Këto aplikacione mund të përdoren për të demonstruar veçoritë e një rrjeti Thread. Përveç kësaj, Silicon Labs OpenThread SDK ofron gjithashtu një pajisje fundore të përgjumurampaplikacioni le (sleepy-demo-ftd dhe sleepy-demo-mtd), i cili demonstron se si të përdorni veçoritë e menaxherit të energjisë Silicon Labs për të krijuar një pajisje me fuqi të ulët. Së fundi, ot-ble-dmp sampaplikacioni le demonstron se si të ndërtohet një aplikacion dinamik me shumë protokolla duke përdorur OpenThread dhe stackin Bluetooth të Silicon Labs. Shih QSG170: Udhëzuesi i Fillimit të Shpejtë të OpenThread për më shumë informacion mbi punën me ishampaplikacionet në Simplicity Studio 5.

Hapat e ardhshëm

• Silicon Labs OpenThread SDK përfshin një grup të certifikuar rrjeti OpenThread dhe sampaplikacionet që demonstrojnë sjelljen bazë të rrjetit dhe aplikacionit. Klientët inkurajohen të përdorin s të përfshiraample aplikacione për të fituar njohje me Thread në përgjithësi dhe ofertën e Silicon Labs në veçanti. Secili prej aplikacioneve tregon se si pajisjet formohen dhe bashkohen me rrjetet, si dhe se si dërgohen dhe merren mesazhet. Aplikacionet janë të disponueshme për përdorim pas ngarkimit të Simplicity Studio 5 dhe Silicon Labs OpenThread SDK. Simplicity Studio 5 përfshin mbështetje për krijimin e aplikacioneve (Project Configurator) dhe dekodimin e mesazheve të rrjetit dhe të shtresës së aplikacionit (Network Analyzer) në Thread që ofrojnë njohuri shtesë për funksionimin e rrjeteve Thread. Për më shumë informacion, shihni QSG170: Udhëzuesi i Fillimit të Shpejtë të OpenThread.
• Për më shumë informacion rreth OpenThread Border Routers shihni AN1256: Përdorimi i Silicon Labs RCP me OpenThread Border Rout-er. Për më shumë informacion mbi zhvillimin e Thread 1.3.0 sampPër aplikacionet shih AN1372: Konfigurimi i aplikacioneve OpenThread për Thread 1.3.

Mohim përgjegjësie

• Silicon Labs synon t'u sigurojë klientëve dokumentacionin më të fundit, të saktë dhe të thelluar të të gjitha pajisjeve periferike dhe moduleve të disponueshme për zbatuesit e sistemit dhe softuerit që përdorin ose synojnë të përdorin produktet e Silicon Labs. Të dhënat e karakteristikave, modulet dhe pajisjet periferike të disponueshme, madhësitë e memories dhe adresat e memories i referohen çdo pajisjeje specifike dhe parametrat "tipikë" të ofruar mund dhe ndryshojnë në aplikacione të ndryshme. Aplikimi p.shampato të përshkruara këtu janë vetëm për qëllime ilustruese. Silicon Labs rezervon të drejtën për të bërë ndryshime pa njoftim të mëtejshëm në informacionin, specifikimet dhe përshkrimet e produktit këtu dhe nuk jep garanci për saktësinë ose plotësinë e informacionit të përfshirë. Pa njoftim paraprak, Silicon Labs mund të përditësojë firmuerin e produktit gjatë procesit të prodhimit për arsye sigurie ose besueshmërie. Ndryshime të tilla nuk do të ndryshojnë specifikimet ose performancën e produktit. Silicon Labs nuk do të ketë asnjë përgjegjësi për pasojat e përdorimit të informacionit të dhënë në këtë dokument. Ky dokument nuk nënkupton ose jep shprehimisht ndonjë licencë për të projektuar ose fabrikuar ndonjë qark të integruar. Produktet nuk janë të dizajnuara ose të autorizuara për t'u përdorur në asnjë pajisje të Klasës III të FDA, aplikacione për të cilat kërkohet miratimi paraprak i FDA ose Sistemet e Mbështetjes së Jetës pa pëlqimin specifik me shkrim të
• Laboratorët e silikonit. Një "Sistemi i Mbështetjes së Jetës" është çdo produkt ose sistem i destinuar për të mbështetur ose mbështetur jetën dhe/ose shëndetin, i cili, nëse dështon, mund të pritet në mënyrë të arsyeshme të rezultojë në lëndime të rëndësishme personale ose vdekje. Produktet e Silicon Labs nuk janë të dizajnuara ose të autorizuara për aplikime ushtarake. Produktet e Silicon Labs nuk do të përdoren në asnjë rrethanë në armët e shkatërrimit në masë duke përfshirë (por pa u kufizuar në) armët bërthamore, biologjike ose kimike, ose raketa të afta për të dhënë armë të tilla. Silicon Labs mohon të gjitha garancitë e shprehura dhe të nënkuptuara dhe nuk do të jetë përgjegjës ose përgjegjës për ndonjë lëndim ose dëmtim që lidhet me përdorimin e një produkti të Silicon Labs në aplikacione të tilla të paautorizuara. Shënim: Kjo përmbajtje mund të përmbajë terminologji fyese që tani është e vjetëruar. Silicon Labs po i zëvendëson këto terma me gjuhë gjithëpërfshirëse kudo që të jetë e mundur. Për më shumë informacion, vizitoni www.silabs.com/about-us/inclusive-lexicon-project

Informacioni i markës tregtare

• Silicon Laboratories Inc.®, Silicon Laboratories®, Silicon Labs®, SiLabs® dhe logoja e Silicon Labs®, Bluegiga®, Bluegiga Logo®, EFM®, EFM32®, EFR, Ember®, Energy Micro, logo Energy Micro dhe kombinimet e tyre , “mikrokontrolluesit më miqësorë ndaj energjisë në botë”, Redpine Signals®, WiSeConnect, n-Link, EZLink®, EZRadio®, EZRadioPRO®, Gecko®, Gecko OS, Gecko OS Studio, Precision32®, Simplicity Studio®, Telegesis Logo®, USBXpress®, Zentri, logoja Zentri dhe Zentri DMS, Z-Wave® dhe të tjera janë marka tregtare ose marka të regjistruara të
• Laboratorët e silikonit. ARM, CORTEX, Cortex-M3 dhe THUMB janë marka tregtare ose marka të regjistruara të ARM Holdings. Keil është një markë tregtare e regjistruar e ARM Limited. Wi-Fi është një markë tregtare e regjistruar e
• Aleanca Wi-Fi. Të gjitha produktet e tjera ose emrat e markave të përmendura këtu janë marka tregtare të mbajtësve të tyre përkatës.
  • Silicon Laboratories Inc. 400 West Cesar Chavez Austin, TX 78701 USA
  • www.silabs.com

Dokumentet / Burimet

SILICON LABS UG103.11 Software Fundamentals Thread [pdfUdhëzuesi i përdoruesit UG103.11 Software Fundamentals Thread, UG103.11, Thread Fundamentals Software, Software Fundamentals, Software

Referencat

• Manuali i Përdoruesit