SILICON LABS UG103.11 Programu ya Msingi ya Misingi

Vipimo:

• Jina la Bidhaa: Msingi wa Thread
• Mtengenezaji: Maabara ya Silicon
• Itifaki: Thread
• Toleo: Ufu. 1.6
• Itifaki ya Mtandao Bila Waya: Mitandao ya Mesh
• Viwango Vinavyotumika: IEEE, IETF

Taarifa ya Bidhaa

Misingi ya Thread ni itifaki salama ya mtandao wa wavu usiotumia waya iliyotengenezwa na Silicon Labs. Inaauni anwani za IPv6, upangaji wa madaraja wa bei ya chini hadi mitandao mingine ya IP, na imeboreshwa kwa uendeshaji wa nishati ya chini, unaoungwa mkono na betri. Itifaki imeundwa kwa ajili ya Nyumbani Zilizounganishwa na programu za kibiashara ambapo mtandao unaotegemea IP unahitajika.

Maagizo ya Matumizi

1. Utangulizi wa Misingi ya Thread:
   Thread ni itifaki salama ya mtandao wa wenye wavu usiotumia waya ambayo imejengwa juu ya viwango vilivyopo vya IEEE na IETF. Huwasha mawasiliano ya kifaa kwa kifaa katika Ushirikiano wa Nyumbani na programu za kibiashara.
2. Utekelezaji wa OpenThread:
   OpenThread, utekelezaji unaobebeka wa itifaki ya Thread, hutoa mawasiliano ya kuaminika, salama, na yenye nguvu ya chini ya kifaa-kwa-kifaa kisichotumia waya kwa programu za ujenzi wa nyumbani na kibiashara. Silicon Labs hutoa itifaki inayotegemea OpenThread iliyoundwa kufanya kazi na maunzi yao, inayopatikana kwenye GitHub na kama sehemu ya Simplicity Studio 5 SDK.
3. Uanachama wa Kikundi cha Thread:
   Kujiunga na Kikundi cha Thread kunatoa ufikiaji wa uidhinishaji wa bidhaa na kukuza matumizi ya vifaa vinavyowezeshwa na Thread. Matoleo yaliyofuata ya Uainishaji wa Mazungumzo yanatangazwa na programu za uthibitishaji mnamo 2022.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara:

• Swali: Je, ninawezaje kupakua Viainisho vya hivi karibuni vya Thread?
  J: Maelezo ya hivi punde ya Thread yanaweza kupakuliwa kwa kuwasilisha ombi kwenye Kikundi cha Thread webtovuti kwenye https://www.threadgroup.org/ThreadSpec.
• Swali: Advan kuu ni ninitage ya kutumia Thread katika vifaa vya IoT?
  J: Mazungumzo hutoa itifaki salama ya mtandao wa wenye wavu usiotumia waya ambayo inasaidia utendakazi wa nishati kidogo na mawasiliano ya kifaa hadi kifaa, kuongeza viwango vya kuasili na kukubalika kwa watumiaji kwa vifaa vya IoT.

UG103.11: Misingi ya Mizizi

• Hati hii inajumuisha historia fupi juu ya kuibuka kwa
• Thread, hutoa teknolojia juuview, na inaelezea baadhi ya vipengele muhimu vya Thread ya kuzingatia wakati wa kutekeleza suluhisho la Thread.
• Mfululizo wa Misingi ya Maabara ya Silicon hushughulikia mada ambazo wasimamizi wa mradi, watia saini wa programu, na wasanidi programu wanapaswa kuelewa kabla ya kuanza kufanyia kazi suluhisho la mtandao lililopachikwa kwa kutumia.
• Chipu za Silicon Labs, rafu za mitandao kama vile EmberZNet PRO au Silicon Labs Bluetooth®, na zana zinazohusiana za ukuzaji. Hati hizo zinaweza kutumika kama mahali pa kuanzia kwa mtu yeyote anayehitaji utangulizi wa kutengeneza programu za mtandao zisizo na waya, au ambaye ni mpya kwa mazingira ya ukuzaji wa Maabara ya Silicon.

MAMBO MUHIMU

• Inatanguliza Thread na kutoa teknolojia zaidiview.
• Inafafanua baadhi ya vipengele muhimu vya Thread, ikiwa ni pamoja na mrundikano wake wa IP, topolojia ya mtandao, uelekezaji na muunganisho wa mtandao, kujiunga na mtandao, usimamizi, data endelevu, usalama, kipanga njia cha mpaka, uagizaji wa kifaa na safu ya programu.
• Ina masasisho ya Uainisho wa Thread 1.3.0.
• Inajumuisha hatua zinazofuata za kufanya kazi na toleo la Silicon Labs OpenThread.

Utangulizi

1. Maabara ya Silicon na Mtandao wa Mambo
   • Toleo la 4 la Itifaki ya Mtandao (IPv4) lilifafanuliwa mwaka wa 1981 katika RFC 791, Uainisho wa Itifaki ya Programu ya Mtandao ya DARPA. (“RFC” inawakilisha “Ombi la Maoni.”) Kwa kutumia anwani ya 32-bit (4-byte), IPv4 ilitoa anwani 232 za kipekee za vifaa kwenye mtandao, ambayo ni jumla ya takriban anwani bilioni 4.3. Hata hivyo, idadi ya watumiaji na vifaa ilipoongezeka kwa kasi, ilikuwa wazi kwamba idadi ya anwani za IPv4 ingeisha na kulikuwa na haja ya toleo jipya la IP. Kwa hivyo maendeleo ya IPv6 katika miaka ya 1990 na nia yake ya kuchukua nafasi ya IPv4. Ikiwa na anwani 128-bit (16-baiti), IPv6 inaruhusu anwani 2128, zaidi ya anwani 7.9×1028 kuliko IPv4 (http://en.wikipedia.org/wiki/IPv6).
   • Changamoto kwa makampuni katika tasnia iliyopachikwa kama vile Silicon Labs ni kushughulikia uhamiaji huu wa teknolojia na muhimu zaidi mahitaji ya wateja tunapohamia ulimwengu uliounganishwa kila wakati wa vifaa nyumbani na biashara, ambayo mara nyingi hurejelewa kama Mtandao wa Mambo (IoT). Kwa kiwango cha juu malengo ya IoT kwa Silicon Labs ni:
   • Unganisha vifaa vyote nyumbani na biashara ukitumia mitandao ya kiwango cha juu, iwe na Zigbee PRO, Thread, Blue-tooth, au viwango vingine vinavyoibuka.
   • Tumia utaalamu wa kampuni katika vidhibiti vidogo vinavyotumia nishati.
   • Boresha chip zenye nguvu ndogo, zenye ishara mchanganyiko.
   • Kutoa daraja la gharama nafuu kwa vifaa vilivyopo vya Ethernet na Wi-Fi.
   • Washa huduma za wingu na muunganisho kwa simu mahiri na kompyuta kibao ambazo zitakuza urahisi wa utumiaji na hali ya kawaida ya mtumiaji kwa wateja.
     Kufikia malengo haya yote kutaongeza viwango vya kuasili na kukubalika kwa watumiaji kwa vifaa vya IoT.
2. Kikundi cha Thread
   • Kikundi cha nyuzi (https://www.threadgroup.org/) ilizinduliwa Julai 15, 2014. Silicon Labs ilikuwa kampuni iliyoanzisha pamoja na makampuni mengine sita. Thread Group ni kikundi cha elimu ya soko ambacho hutoa uthibitishaji wa bidhaa na kukuza matumizi ya kifaa-kwa-kifaa (D2D) kilichowezeshwa na Thread na bidhaa za mashine-kwa-mashine (M2M). Uanachama katika Kikundi cha Thread umefunguliwa.
   • Maelezo ya Thread 1.1 yanaweza kupakuliwa baada ya kuwasilisha ombi hapa: https://www.threadgroup.org/ThreadSpec. Matoleo yafuatayo ya Ainisho ya Mazungumzo, 1.2 na 1.3.0, pia yametangazwa na programu za uidhinishaji mwaka wa 2022. Vibainishi vya hivi punde vya Rasimu ya 1.4 vinapatikana kwa washiriki wa Thread pekee.
3. Thread ni nini?
   Thread ni itifaki salama ya mtandao wa wavu usiotumia waya. Rafu ya Thread ni kiwango kilicho wazi ambacho kimejengwa juu ya mkusanyiko wa viwango vilivyopo vya Taasisi ya Wahandisi wa Umeme na Elektroniki (IEEE) na Kikosi Kazi cha Uhandisi wa Mtandao (IETF), badala ya kiwango kipya kabisa (tazama mchoro ufuatao).
4. Tabia za Jumla za Thread
   • Rafu ya Thread inaauni anwani za IPv6 na hutoa uunganishaji wa gharama ya chini kwa mitandao mingine ya IP na imeboreshwa kwa operesheni ya chini ya nguvu / ya betri, na mawasiliano ya kifaa kwa kifaa bila waya. Rafu ya Thread imeundwa mahususi kwa ajili ya programu Zilizounganishwa za Nyumbani na za kibiashara ambapo mtandao unaotegemea IP unahitajika na safu mbalimbali za programu zinaweza kutumika kwenye rafu.
   • Hizi ndizo sifa za jumla za safu ya Thread:
   • Usakinishaji rahisi wa mtandao, uanzishaji na uendeshaji: Rafu ya Thread inasaidia topolojia kadhaa za mtandao. Ufungaji ni rahisi kwa kutumia simu mahiri, kompyuta kibao au kompyuta. Misimbo ya usakinishaji wa bidhaa hutumiwa ili kuhakikisha ni vifaa vilivyoidhinishwa pekee vinavyoweza kujiunga na mtandao. Itifaki rahisi za kuunda na kuunganisha mitandao huruhusu mifumo kujipanga na kurekebisha matatizo ya uelekezaji yanapotokea.
   • Salama: Vifaa havijiungi na mtandao isipokuwa vimeidhinishwa na mawasiliano yote yamesimbwa kwa njia fiche na salama. Usalama hutolewa kwenye safu ya mtandao na inaweza kuwa kwenye safu ya programu. Mitandao yote ya Thread imesimbwa kwa njia fiche kwa kutumia mpango wa uthibitishaji wa enzi ya simu mahiri na usimbaji fiche wa Kina wa Kiwango cha Usimbaji (AES). Usalama unaotumika katika mitandao ya Thread ni thabiti zaidi kuliko viwango vingine visivyotumia waya ambavyo Kikundi cha Thread kimetathmini.
   • Mitandao midogo na mikubwa ya nyumbani: Mitandao ya nyumbani hutofautiana kutoka kadhaa hadi mamia ya vifaa. Safu ya mtandao imeundwa ili kuboresha utendakazi wa mtandao kulingana na matumizi yanayotarajiwa.
   • Mitandao mikubwa ya kibiashara: Kwa usakinishaji mkubwa wa kibiashara, mtandao mmoja wa Thread hautoshi kukidhi mahitaji yote ya matumizi, mfumo na mtandao. Muundo wa Kikoa cha Thread huruhusu kuongezeka kwa hadi 10,000 za vifaa vya Thread katika usambazaji mmoja, kwa kutumia mchanganyiko wa teknolojia tofauti za muunganisho (Thread, Ethernet, Wi-fi, na kadhalika).
   • Ugunduzi na muunganisho wa huduma za pande mbili: Utangazaji na matangazo mengi hayafai kwenye mitandao ya wavu isiyotumia waya. Kwa mawasiliano ya nje ya wavu, Thread hutoa sajili ya huduma ambapo vifaa vinaweza kusajili uwepo na huduma zao, na wateja wanaweza kutumia maswali ya unicast kugundua huduma zilizosajiliwa.
   • Masafa: Vifaa vya kawaida hutoa anuwai ya kutosha kufunika nyumba ya kawaida. Miundo inayopatikana kwa urahisi na nguvu amplifiers huongeza masafa kwa kiasi kikubwa. Wigo uliosambazwa wa uenezi hutumiwa kwenye Safu ya Kimwili (PHY) ili kuwa na kinga zaidi dhidi ya kuingiliwa. Kwa usakinishaji wa kibiashara, muundo wa Kikoa cha Thread huruhusu mitandao mingi ya Thread kuwasiliana kupitia uti wa mgongo, hivyo basi kupanua safu ili kufidia subneti nyingi za wavu.
   • Hakuna hatua moja ya kushindwa: Rafu ya Thread imeundwa ili kutoa uendeshaji salama na wa kuaminika hata kwa kushindwa au kupoteza vifaa vya mtu binafsi. Vifaa vya nyuzi vinaweza pia kujumuisha viungo vinavyotegemea IPv6 kama vile Wi-Fi na Ethaneti kwenye topolojia ili kupunguza uwezekano wa sehemu nyingi za Thread. Kwa njia hii, wanaweza kutumia upitishaji wa juu zaidi, uwezo wa chaneli, na ufunikaji wa viungo hivyo vya miundombinu, huku wakiendelea kuunga mkono vifaa vyenye nguvu ndogo.
   • Nguvu ya chini: Vifaa huwasiliana kwa ufanisi ili kutoa hali ya utumiaji iliyoboreshwa na miaka ya maisha inayotarajiwa chini ya hali ya kawaida ya betri. Vifaa vinaweza kufanya kazi kwa miaka kadhaa kwenye betri za aina ya AA kwa kutumia mizunguko ya wajibu inayofaa.
   • Gharama nafuu: Chipset na rundo za programu zinazooana kutoka kwa wachuuzi wengi huwekwa bei ya kupelekwa kwa wingi na iliyoundwa kuanzia chini hadi chini ili kuwa na matumizi ya chini kabisa ya nishati.
5.  OpenTread
   • OpenThread iliyotolewa na Google ni utekelezaji wa chanzo huria wa Thread®. Google imetoa OpenThread ili kufanya teknolojia ya mtandao inayotumika katika bidhaa za Google Nest ipatikane kwa upana zaidi kwa wasanidi programu, ili kuharakisha utengenezaji wa bidhaa za majengo yaliyounganishwa ya nyumba na biashara.
   • Kwa safu nyembamba ya uondoaji wa jukwaa na alama ndogo ya kumbukumbu, OpenThread inabebeka sana. Inaauni miundo ya mfumo-on-chip (SoC) na kichakataji mwenza wa redio (RCP).
   • OpenThread inafafanua itifaki ya mawasiliano ya IPv6 inayotegemewa, salama na yenye nguvu ya chini kutoka kwa kifaa hadi kifaa kwa ajili ya maombi ya ujenzi wa nyumba na biashara. Hutekeleza vipengele vyote vilivyofafanuliwa katika Viainisho vya Mazungumzo 1.1.1, Viainisho vya Mfululizo 1.2, Viainisho vya Mazungumzo 1.3.0, na Viainisho vya Mfululizo 1.4 (hadi kutolewa kwa hati hii).
   • Silicon Labs imetekeleza itifaki inayotegemea OpenThread iliyoundwa kufanya kazi na maunzi ya Silicon Labs. Itifaki hii inapatikana kwenye GitHub na pia kama kifaa cha ukuzaji programu (SDK) kilichosakinishwa kwa Urahisi Studio 5. SDK ni picha iliyojaribiwa kikamilifu ya chanzo cha Gi-tHub. Inaauni anuwai ya maunzi kuliko toleo la GitHub, na inajumuisha hati na exampmaombi hayapatikani kwenye GitHub.

Teknolojia ya Thread Imekwishaview

1. IEEE 802.15.4
   • Vipimo vya IEEE 802.15.4-2006 ni kiwango cha mawasiliano kisichotumia waya ambacho hufafanua safu zisizo na waya za Udhibiti wa Ufikiaji wa Kati (MAC) na Physical (PHY) zinazofanya kazi kwa 250 kbps katika bendi ya 2.4 GHz, na ramani ya barabara ya bendi ndogo za GHz (IEEE 802.15.4. 2006-802.15.4 Maelezo). Iliyoundwa kwa kuzingatia nguvu ndogo, XNUMX inafaa kwa programu ambazo kawaida huhusisha idadi kubwa ya nodi.
   • Safu ya 802.15.4 MAC inatumika kwa kushughulikia ujumbe msingi na udhibiti wa msongamano. Safu hii ya MAC inajumuisha utaratibu wa Carrier Sense Multiple Access (CSMA) kwa vifaa vya kusikiliza ili kupata chaneli iliyo wazi, pamoja na safu ya kiungo ya kushughulikia majaribio na uthibitishaji wa ujumbe kwa mawasiliano ya kuaminika kati ya vifaa vilivyo karibu. Usimbaji fiche wa safu ya MAC hutumiwa kwenye ujumbe kulingana na funguo zilizowekwa na kusanidiwa na safu za juu za rafu ya programu. Safu ya mtandao huunda kwenye mifumo hii ya msingi ili kutoa mawasiliano ya uhakika hadi mwisho katika mtandao.
   • Kuanzia na Uainisho wa Thread 1.2, uboreshaji kadhaa kutoka kwa vipimo vya IEEE 802.15.4-2015 vimetekelezwa ili kufanya mitandao ya Thread kuwa imara zaidi, sikivu na yenye kuenea zaidi:
   • Fremu Iliyoimarishwa Inasubiri: Huboresha muda wa matumizi ya betri na utendakazi wa kifaa cha kusinzia (SED), kwa kupunguza idadi ya ujumbe ambao SED inaweza kutuma angani. Kifurushi chochote cha data kinachofika kutoka kwa SED (sio maombi ya data tu) kinaweza kutambuliwa kwa uwepo wa data inayosubiri.
   • Keepalive Iliyoimarishwa: Hupunguza kiasi cha trafiki kinachohitajika ili kudumisha kiungo kati ya SED na mzazi kwa kushughulikia ujumbe wowote wa data kama utumaji mtandao wa keepalive.
   • Uratibu wa SampUsikilizaji unaoongozwa (CSL): Kipengele hiki cha Uainisho cha IEEE 802.15.4-2015 huruhusu usawazishaji bora kati ya SED na mzazi kwa kuratibu vipindi vya kutuma/kupokea vilivyosawazishwa bila maombi ya data ya mara kwa mara. Hii huwezesha vifaa vya nishati ya chini ambavyo vina latency ya chini ya kiungo na mtandao wenye nafasi ndogo ya migongano ya ujumbe.
   • Uchunguzi Ulioboreshwa wa ACK: Kipengele hiki cha Uainisho cha IEEE 802.15.4-2015 huruhusu kianzisha udhibiti wa punjepunje juu ya hoja za vipimo vya kiungo huku akiokoa nishati kwa kutumia tena mifumo ya kawaida ya trafiki ya data badala ya ujumbe wa uchunguzi tofauti.
2. Usanifu wa Mtandao wa Thread
   1. Usanifu wa Makazi
      Watumiaji huwasiliana na mtandao wa makazi wa Thread kutoka kwa kifaa chao (simu mahiri, kompyuta kibao, au kompyuta) kupitia Wi-Fi kwenye Mtandao wao wa Eneo la Nyumbani (HAN) au kwa kutumia programu inayotegemea wingu. Kielelezo kifuatacho kinaonyesha aina muhimu za kifaa katika usanifu wa mtandao wa Thread.

Kielelezo 2.1. Usanifu wa Mtandao wa Thread
Aina zifuatazo za vifaa zimejumuishwa katika mtandao wa Thread, kuanzia mtandao wa Wi-Fi:

• Njia za Mpaka hutoa muunganisho kutoka kwa mtandao wa 802.15.4 hadi mitandao iliyo karibu kwenye tabaka zingine za kimwili (Wi-Fi, Ethernet, nk.). Vipanga njia vya Mipaka hutoa huduma kwa vifaa vilivyo ndani ya mtandao wa 802.15.4, ikijumuisha huduma za uelekezaji na ugunduzi wa huduma kwa shughuli za nje ya mtandao. Kunaweza kuwa na Njia moja au zaidi za Mpaka katika mtandao wa Thread.
• Kiongozi, katika kizigeu cha mtandao wa Thread, hudhibiti sajili ya vitambulisho vya ruta vilivyokabidhiwa na kukubali maombi kutoka kwa vifaa vya mwisho vinavyotimiza masharti ya kipanga njia (REEDs) ili kuwa vipanga njia. Kiongozi ndiye anayeamua ni vipi vipanga njia, na Kiongozi, kama vipanga njia vyote kwenye mtandao wa Thread, anaweza pia kuwa na watoto wa kumaliza kifaa. Kiongozi pia huteua na kusimamia anwani za vipanga njia kwa kutumia CoAP (Itifaki ya Usambazaji wa Udhibiti wa Kudhibiti). Walakini, habari zote zilizomo kwenye Kiongozi zipo kwenye Njia zingine za Thread. Kwa hivyo, ikiwa Kiongozi atashindwa au kupoteza muunganisho na mtandao wa Thread, Njia nyingine ya Thread inachaguliwa, na kuchukua nafasi ya Kiongozi bila kuingilia kati kwa mtumiaji.
• Njia za Thread hutoa huduma za uelekezaji kwa vifaa vya mtandao. Njia za Thread pia hutoa huduma za kujiunga na usalama kwa vifaa vinavyojaribu kujiunga na mtandao. Vipanga njia vya nyuzi hazijaundwa kulala na vinaweza kushusha utendakazi wao na kuwa REED.
• REED zinaweza kuwa Kipanga njia au Kiongozi, lakini si lazima Kipanga njia cha Mpaka ambacho kina sifa maalum, kama vile violesura vingi. Kwa sababu ya topolojia ya mtandao au hali zingine, REED hazifanyi kazi kama vipanga njia. REED haitume ujumbe au kutoa huduma za kujiunga au za usalama kwa vifaa vingine kwenye mtandao. Mtandao hudhibiti na kukuza vifaa vinavyotimiza masharti ya kipanga njia kwa vipanga njia ikiwa ni lazima, bila mwingiliano wa watumiaji.
• Vifaa vya kumalizia ambavyo havijatimiza masharti ya kutumia kipanga njia vinaweza kuwa FED (vifaa vya mwisho kabisa) au MED (vifaa vidogo vya mwisho). MED hazihitaji kusawazisha kwa uwazi na mzazi wao ili kuwasiliana.
• Vifaa vya kumaliza usingizi (SEDs) huwasiliana kupitia mzazi wao wa Thread Router pekee na haviwezi kutuma ujumbe kwa vifaa vingine.
• Vifaa vya Kumaliza Usingizi Vilivyosawazishwa (SSED) ni aina ya Vifaa vya Kumaliza Usingizi vinavyotumia CSL kutoka IEEE 802.15.4-2015 ili kudumisha ratiba iliyosawazishwa na mzazi, kuepuka matumizi ya maombi ya data ya mara kwa mara.

Usanifu wa Kibiashara
Muundo wa Kibiashara wa Thread huchukua aina muhimu za kifaa kwa mtandao wa makazi na kuongeza dhana mpya. Watumiaji huwasiliana na mtandao wa kibiashara kupitia vifaa (simu mahiri, kompyuta kibao au kompyuta) kupitia Wi-Fi au kupitia mtandao wao wa biashara. Kielelezo kifuatacho kinaonyesha topolojia ya mtandao wa kibiashara.

Kielelezo 2.2. Topolojia ya Mtandao wa Biashara

Dhana ni:

• Muundo wa Kikoa cha Thread unaauni ujumuishaji usio na mshono wa Mitandao mingi ya Thread na pia kiolesura kisicho na mshono kwa mitandao isiyo ya Thread IPv6. Faida kuu ya Kikoa cha Thread ni kwamba vifaa kwa kiasi fulani vinaweza kunyumbulika ili vijiunge na Thread Net-work yoyote inayopatikana iliyosanidiwa na Kikoa cha kawaida cha Thread, ambayo hupunguza hitaji la kupanga mtandao mwenyewe au usanidi upya wa kibinafsi wakati saizi ya mtandao au sauti ya data inaongezwa. juu.
• Njia za Mipaka ya Uti wa mgongo (BBRs) ni darasa la Njia ya Mpaka katika nafasi ya kibiashara ambayo hurahisisha ulandanishi wa Kikoa cha Thread ya sehemu nyingi za mtandao na kuruhusu uenezaji wa utangazaji mwingi wa mawanda mengi ndani na nje ya kila wavu mmoja kwenye Thread Do-main. Mtandao wa Thread ambao ni sehemu ya kikoa kikubwa lazima uwe na angalau BBR moja ya “Msingi” na unaweza kuwa na BBR nyingi za “Sekondari” kwa ajili ya upunguzaji kazi usiofaa. BBR huwasiliana kupitia uti wa mgongo unaounganisha mitandao yote ya Thread.
• Kiungo cha Uti wa Mgongo ni kiungo cha IPv6 kisicho cha Thread ambacho BBR huunganisha kwa kutumia kiolesura cha nje kinachotumika kutekeleza Itifaki ya Kiungo cha Uti wa Mgongo (TBLP) ili kusawazisha na BBR nyingine.
• Vifaa vya Thread katika utekelezaji wa kibiashara husanidiwa kwa kutumia Vikoa vya Thread na Anwani za Kipekee za Kikoa (DUAs). DUA ya kifaa haibadiliki kamwe katika maisha yake ya kuwa sehemu ya kikoa cha Thread. Hii hurahisisha uhamishaji kwenye mitandao tofauti ya Thread katika kikoa kimoja na inahakikisha kuwa BBR husika zinawezesha kuelekeza kwenye mitandao mingi ya Thread.

Dhana hizi zinaonyeshwa kwenye mchoro ufuatao:

Kielelezo 2.3. Muundo wa Kikoa cha Thread
Hakuna Pointi Moja ya Kushindwa

• Rafu ya Thread imeundwa ili isiwe na nukta moja ya kutofaulu. Ingawa kuna idadi ya vifaa kwenye mfumo vinavyofanya kazi maalum, Thread imeundwa ili iweze kubadilishwa bila kuathiri uendeshaji unaoendelea wa mtandao au vifaa. Kwa mfanoampHata hivyo, kifaa cha mwisho cha usingizi kinahitaji mzazi kwa mawasiliano, kwa hivyo mzazi huyu anawakilisha sehemu moja ya kushindwa kwa mawasiliano yake. Hata hivyo, kifaa cha kumaliza usingizi kinaweza na kitachagua mzazi mwingine ikiwa mzazi wake hapatikani. Mpito huu haupaswi kuonekana kwa mtumiaji.
  Wakati mfumo umeundwa kwa kutofaulu kwa hatua moja, chini ya topolojia fulani kutakuwa na vifaa vya kibinafsi ambavyo havina uwezo wa kuhifadhi. Kwa mfanoample, katika mfumo wenye Mpaka mmoja
• Njia, ikiwa Njia ya Mpaka itapoteza nguvu, hakuna njia ya kubadili Njia mbadala ya Mpaka. Katika hali hii, urekebishaji upya wa Router ya Mpaka lazima ufanyike.
• Kuanzia na Uainisho wa Thread 1.3.0, Vipanga Njia vya Mpaka vinavyoshiriki kiungo cha miundombinu vinaweza kuwezesha kutofaulu hata kwa njia tofauti (kama vile Wi-Fi au Ethaneti) kwa kutumia Thread.
• Kiungo cha Ufungaji wa Redio (TREL). Kwa kipengele hiki, uwezekano wa partitions za Thread kuunda kwenye viungo umepunguzwa.

Misingi ya Rafu ya IP

1. Akihutubia
   • Vifaa vilivyo kwenye safu ya Thread vinasaidia usanifu wa kushughulikia IPv6 kama inavyofafanuliwa katika RFC 4291 (https://tools.ietf.org/html/rfc4291: IP Toleo la 6 Kushughulikia Usanifu). Vifaa vinaweza kutumia Kipekee
   • Anwani ya Karibu (ULA), Anwani ya Kipekee ya Kikoa (DUA) katika muundo wa kikoa cha Thread, na anwani moja au zaidi za Global Unicast Address (GUA) kulingana na nyenzo zilizopo.
   • Biti za mpangilio wa juu za anwani ya IPv6 hubainisha mtandao na zilizosalia zinabainisha anwani mahususi katika mtandao huo. Kwa hivyo, tangazo zote kwenye mtandao mmoja zina N-bit za kwanza sawa. Wale wa kwanza
   • Biti N huitwa "kiambishi awali". "/64" inaonyesha kwamba hii ni anwani yenye kiambishi awali cha 64-bit. Kifaa kinachoanzisha mtandao huchagua kiambishi awali cha /64 ambacho hutumika kwenye mtandao wote. Kiambishi awali ni ULA (https://tools.ietf.org/html/rfc4193: Anwani za Kipekee za Unicast za IPv6 za Mitaa). Mtandao unaweza pia kuwa na Njia moja au zaidi za Mpaka ambazo kila moja inaweza au isiwe na /64 ambayo inaweza kutumika kutengeneza ULA au GUA. Kifaa kwenye mtandao hutumia anwani yake ya EUI-64 (Kitambulishi Kina maalum cha 64-bit) kupata kitambulisho chake cha kiolesura kama ilivyofafanuliwa katika Sehemu ya 6 ya RFC 4944 (https://tools.ietf.org/html/rfc4944: Usambazaji wa Vifurushi vya IPv6 kupitia Mitandao ya IEEE 802.15.4 ). Kifaa kitasaidia kiungo cha anwani ya ndani ya IPv6 kilichosanidiwa kutoka EUI-64 ya nodi kama kitambulisho cha kiolesura chenye kiungo kinachojulikana kiambishi awali cha eneo FE80::0/64 kama inavyofafanuliwa katika RFC 4862 (https://tools.ietf.org/html/rfc4862: Usanidi wa Anwani Isiyo na Uraia ya IPv6) na RFC 4944.
   • Vifaa pia vinaauni anwani zinazofaa za utangazaji anuwai. Hii ni pamoja na utangazaji anuwai wa nodi zote za kiunganishi, unganisha utangazaji anuwai wa kipanga njia zote, utangazaji anuwai wa nodi zilizotajwa, na utangazaji wa ndani wa wavu. Kwa uwepo wa kipanga njia cha mpaka cha uti wa mgongo katika modeli ya kikoa, vifaa vinaweza pia kuauni anwani za upeperushaji anuwai za upeo wa juu ikiwa vitajiandikisha.
   • Kila kifaa kinachojiunga na mtandao kimepewa anwani fupi ya baiti 2 kulingana na vipimo vya IEEE 802.15.4-2006. Kwa vipanga njia, vazi hili la tangazo limetolewa kwa kutumia sehemu za juu kwenye sehemu ya anwani.
   • Kisha watoto hupewa anwani fupi kwa kutumia sehemu za juu za mzazi wao na sehemu za chini zinazofaa kwa anwani zao. Hii inaruhusu kifaa kingine chochote kwenye mtandao kuelewa eneo la uelekezaji la mtoto kwa kutumia sehemu za juu za sehemu ya anwani yake.
2. 6LoWPAN
   • 6LoWPAN inasimamia "IPv6 Over Power Low Wireless Networks". Lengo kuu la 6LoWPAN ni kusambaza na kupokea pakiti za IPv6 kupitia viungo 802.15.4. Kwa kufanya hivyo inabidi kukidhi ukubwa wa fremu wa 802.15.4 uliotumwa hewani. Katika viungo vya Ethaneti, pakiti yenye ukubwa wa Kitengo cha Usambazaji wa Juu cha IPv6 (MTU) (baiti 1280) inaweza kutumwa kwa urahisi kama fremu moja kwenye kiungo. Kwa upande wa 802.15.4, 6LoWPAN hufanya kama safu ya urekebishaji kati ya safu ya mtandao ya IPv6 na safu ya kiungo ya 802.15.4. Inasuluhisha suala la kusambaza IPv6
   • MTU kwa kugawanya pakiti ya IPv6 kwa mtumaji na kuiunganisha tena kwa mpokeaji.
     6LoWPAN pia hutoa utaratibu wa kubana ambao hupunguza ukubwa wa vichwa vya IPv6 vinavyotumwa angani na hivyo kupunguza upitishaji wa juu. Biti chache zinazotumwa juu ya hewa, nishati ndogo hutumiwa na kifaa. Thread hutumia kikamilifu njia hizi ili kusambaza pakiti kwa ufanisi kwenye mtandao wa 802.15.4. RFC 4944 (https://tools.ietf.org/html/rfc4944) na RFC 6282 (https://tools.ietf.org/html/rfc6282) elezea kwa undani njia ambazo kugawanyika na ukandamizaji wa kichwa hufanywa.
3. Usambazaji wa Tabaka la Kiungo
   Kipengele kingine muhimu cha safu ya 6LoWPAN ni usambazaji wa pakiti ya safu ya kiungo. Hii hutoa mecha-nism bora na ya chini ya kusambaza pakiti nyingi za hop kwenye mtandao wa wavu. Thread hutumia uelekezaji wa safu ya IP na usambazaji wa pakiti ya safu ya kiungo.
   Thread hutumia usambazaji wa safu ya kiungo ili kusambaza pakiti kulingana na jedwali la uelekezaji la IP. Ili kukamilisha hili, kichwa cha mesh 6LoWPAN kinatumika katika kila pakiti ya hop nyingi (tazama takwimu ifuatayo).
   • Kielelezo 3.1. Umbizo la Kichwa cha Mesh
   • Katika Mazungumzo, safu ya 6LoWPAN hujaza maelezo ya Kichwa cha Mesh na mwanzilishi wa anwani fupi ya biti 16 na anwani ya mwisho ya chanzo cha biti 16. Kisambaza data hutafuta anwani fupi inayofuata ya kuruka 16-bit katika Jedwali la Upitishaji, na kisha kutuma fremu ya 6LoWPAN kwa anwani fupi inayofuata ya hop 16-bit kama marudio. Kifaa kinachofuata cha hop hupokea pakiti, hutafuta hop inayofuata kwenye
   • Jedwali la Uelekezaji / Jedwali la Jirani, hupunguza hesabu ya kurukaruka katika Kichwa cha 6LoWPAN Mesh, na kisha kutuma pakiti kwenye hop inayofuata au anwani fupi ya mwisho ya 16-bit kama lengwa.
   • Ufungaji wa 6LoWPAN
     Pakiti za 6LoWPAN zimeundwa kwa kanuni sawa na pakiti za IPv6 na huwa na vichwa vilivyopangwa kwa kila utendakazi unaoongezwa. Kila kichwa cha 6LoWPAN hutanguliwa na thamani ya kutuma ambayo inabainisha aina ya kichwa (angalia takwimu ifuatayo).
4. Ufungaji wa 6LoWPAN
   Pakiti za 6LoWPAN zimeundwa kwa kanuni sawa na pakiti za IPv6 na huwa na vichwa vilivyopangwa kwa kila utendakazi unaoongezwa. Kila kichwa cha 6LoWPAN hutanguliwa na thamani ya kutuma ambayo inabainisha aina ya kichwa (angalia takwimu ifuatayo).
   Kielelezo 3.2. Muundo wa Jumla wa Kifurushi cha 6LoWPAN
   Thread hutumia aina zifuatazo za vichwa 6LoWPAN:
   • Mesh Header (hutumika kwa usambazaji wa safu ya kiungo)
   • Kichwa cha Kugawanyika (kinachotumika kugawanya pakiti ya IPv6 katika pakiti kadhaa za 6LoWPAN)
   • Kichwa cha Mfinyazo wa Kichwa (kinachotumika kwa mgandamizo wa vichwa vya IPv6)
   • Vipimo vya 6LoWPAN vinaamuru kwamba ikiwa zaidi ya kichwa kimoja kipo, lazima vionekane kwa mpangilio uliotajwa hapo juu. Wafuatao ni wa zamaniampchini ya pakiti 6LoWPAN zilizotumwa hewani.
   • Katika takwimu ifuatayo, upakiaji wa 6LoWPAN unajumuisha kichwa cha IPv6 kilichobanwa na mzigo mwingine wa malipo wa IPv6.
   • Kielelezo 3.3. Kifurushi cha 6LoWPAN chenye Upakiaji wa IPv6 na Kichwa cha IPv6 Kilichobanwa
   • Katika takwimu ifuatayo, upakiaji wa 6LoWPAN una kichwa cha IPv6 na sehemu ya upakiaji wa IPv6.
   • Kielelezo 3.4. Pakiti ya 6LoWPAN Yenye Kijajuu cha Wavu, Kichwa cha Kugawanyika, na Kichwa cha Mfinyazo Sehemu iliyobaki ya malipo itatumwa katika pakiti zinazofuata kwa kila umbizo la takwimu ifuatayo.
   • Kielelezo 3.5. 6LoWPAN Kipande Kinachofuata
5. ICMP
   Vifaa vya nyuzi vinaauni itifaki ya Itifaki ya Kudhibiti Ujumbe wa Mtandao toleo la 6 (ICMPv6) kama ilivyofafanuliwa katika RFC 4443, Itifaki ya Ujumbe wa Kudhibiti Mtandao (ICMPv6) kwa Uainisho wa Toleo la 6 la Itifaki ya Mtandao (IPv6). Pia zinaunga mkono ombi la mwangwi na jumbe za kujibu mwangwi.
6. UDP
   Rafu ya Thread inasaidia Da ya MtumiajitagItifaki ya ram (UDP) kama inavyofafanuliwa katika RFC 768, Da ya MtumiajitagItifaki ya kondoo.
7. TCP
   Rafu ya Thread inasaidia kibadala cha Itifaki ya Udhibiti wa Usafiri (TCP) inayoitwa “TCPlp” (TCP Low Power) (Angalia usenix-NSDI20). Kifaa kinachotii nyuzi hutekeleza majukumu ya kuanzisha TCP na msikilizaji kama ilivyofafanuliwa katika:
   • RFC 793, Itifaki ya Udhibiti wa Usambazaji
   • RFC 1122, Mahitaji kwa Wapangishi wa Mtandao
   • Viagizo vya Mfululizo 1.3.0 na matoleo mapya zaidi: Utekelezaji uliopo wa TCP kwa kawaida hauratibiwi kufanya kazi vyema zaidi ya mitandao ya wavu isiyotumia waya na kwa ukubwa mdogo wa fremu 802.15.4. Kwa hivyo, vipimo hufafanua vipengele hivyo na thamani za kigezo zinazohitajika kwa ajili ya utekelezaji bora wa TCP kwenye Mitandao ya Mazungumzo (ona Viainisho vya Thread 1.3.0, sehemu ya 6.2 TCP).
8. SRP
   • Itifaki ya Usajili wa Huduma (SRP) kama inavyofafanuliwa katika Itifaki ya Usajili wa Huduma ya Ugunduzi wa Huduma Kulingana na DNS inatumika kwenye vifaa vya Thread kwa kuanzia na Vibainishi vya Thread 1.3.0. Lazima kuwe na Usajili wa Huduma, unaodumishwa na kipanga njia cha mpaka. Wateja wa SRP kwenye mtandao wa matundu wanaweza kujiandikisha ili kutoa huduma mbalimbali. Seva ya SRP inakubali hoja za ugunduzi kulingana na DNS na pia hutoa ufunguo wa siri wa umma kwa usalama, pamoja na viboreshaji vingine vidogo ili kusaidia vyema wateja waliobanwa.

Topolojia ya Mtandao

1. Anwani ya Mtandao na Vifaa
   • Rafu ya Thread inasaidia muunganisho kamili wa matundu kati ya vipanga njia vyote kwenye mtandao. Topolojia halisi inategemea idadi ya ruta kwenye mtandao. Ikiwa kuna router moja tu, basi mtandao huunda nyota. Iwapo kuna kipanga njia zaidi ya kimoja basi matundu yanaundwa kiotomatiki (tazama 2.2 Usanifu wa Mtandao wa Thread).
2. Mitandao ya Mesh
   • Mitandao ya wavu iliyopachikwa hufanya mifumo ya redio kuaminika zaidi kwa kuruhusu redio kusambaza ujumbe kwa redio nyingine. Kwa mfanoampna, ikiwa nodi haiwezi kutuma ujumbe moja kwa moja kwa nodi nyingine, mtandao wa wavu uliopachikwa hupeleka ujumbe kupitia nodi moja au zaidi za kati-kati. Kama ilivyojadiliwa katika sehemu ya 5.3 ya Uelekezaji, nodi zote za vipanga njia kwenye safu ya Thread hudumisha njia na muunganisho wao kwa wao ili wavu udumishwe na kuunganishwa kila mara. Kuna kikomo cha anwani 64 za router kwenye mtandao wa Thread, lakini haziwezi kutumika zote mara moja. Hii inaruhusu muda wa anwani za vifaa vilivyofutwa kutumika tena.
   • Katika mtandao wa wavu, vifaa vya mwisho vya usingizi au vifaa vinavyotimiza masharti ya kipanga njia havielekei kwenye vifaa vingine. Vifaa hivi hutuma ujumbe kwa mzazi ambaye ni kipanga njia. Kipanga njia hiki kikuu hushughulikia shughuli za uelekezaji kwa vifaa vyake vya watoto.

Uelekezaji na Muunganisho wa Mtandao

Mtandao wa Thread una hadi vipanga njia 32 vinavyotumia uelekezaji unaofuata wa ujumbe kulingana na jedwali la kuelekeza. Jedwali la uelekezaji hudumishwa na safu ya Thread ili kuhakikisha vipanga njia vyote vina muunganisho na njia zilizosasishwa za kipanga njia kingine chochote kwenye mtandao. Vipanga njia vyote hubadilishana na vipanga njia vingine gharama zao za kuelekeza hadi kwa vipanga njia vingine kwenye mtandao katika umbizo lililobanwa kwa kutumia Mesh Link Establishment (MLE).

1.  Ujumbe wa MLE
   • Ujumbe wa Mesh Link Establishment (MLE) hutumiwa kuanzisha na kusanidi viungo salama vya redio, kugundua vifaa vya jirani, na kudumisha gharama za uelekezaji kati ya vifaa kwenye mtandao. MLE hufanya kazi chini ya safu ya uelekezaji na hutumia kiungo kimoja cha unicasts za ndani na upeperushaji anuwai kati ya vipanga njia.
   • Ujumbe wa MLE hutumiwa kutambua, kusanidi na salama viungo vya vifaa vya jirani jinsi topolojia na mazingira halisi inavyobadilika. MLE pia hutumiwa kusambaza thamani za usanidi ambazo zinashirikiwa kwenye mtandao kama vile kituo na Kitambulisho cha Maeneo ya Kibinafsi (PAN). Ujumbe huu unaweza kutumwa kwa mafuriko rahisi kama ilivyobainishwa na MPL (https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-roll-trickle-mcast-11: Itifaki ya Multicast kwa Nguvu Ndogo na Mitandao Hasara (MPL)).
   • Ujumbe wa MLE pia huhakikisha gharama za kiungo zisizolinganishwa zinazingatiwa wakati wa kuanzisha gharama za uelekezaji kati ya vifaa viwili. Gharama za kiungo cha asymmetric ni za kawaida katika mitandao 802.15.4. Ili kuhakikisha kwamba ujumbe wa njia mbili unategemewa, ni muhimu kuzingatia gharama za kuunganisha njia mbili.
2. Ugunduzi wa Njia na Urekebishaji
   • Ugunduzi wa njia unapohitaji hutumiwa kwa kawaida katika mitandao ya 802.15.4 yenye nishati ya chini. Hata hivyo, ugunduzi wa njia unapohitaji ni wa gharama kubwa katika suala la uendeshaji wa mtandao na kipimo data kwa sababu vifaa vinatangaza maombi ya kugundua njia kupitia mtandao. Katika safu ya Thread, vipanga njia vyote hubadilishana pakiti za MLE za hop moja zilizo na maelezo ya gharama kwa vipanga njia vingine vyote kwenye mtandao. Vipanga njia vyote vina maelezo ya gharama ya njia iliyosasishwa kwa kipanga njia kingine chochote kwenye mtandao kwa hivyo ugunduzi wa njia unapohitaji hauhitajiki. Ikiwa njia haitumiki tena, vipanga njia vinaweza kuchagua njia inayofaa zaidi kuelekea lengwa.
   • Uelekezaji kwa vifaa vya mtoto hufanywa kwa kuangalia sehemu za juu za anwani ya mtoto ili kuamua anwani ya kipanga njia cha mzazi. Kifaa kinapojua kipanga njia kikuu, kinajua maelezo ya gharama ya njia na maelezo yanayofuata ya uelekezaji wa kifaa hicho.
   • Kadiri gharama ya njia au topolojia ya mtandao inavyobadilika, mabadiliko huenea kupitia mtandao kwa kutumia ujumbe wa single-hop wa MLE. Gharama ya uelekezaji inategemea ubora wa kiungo cha njia mbili kati ya vifaa viwili. Ubora wa kiungo katika kila upande unatokana na ukingo wa kiungo kwenye ujumbe unaoingia kutoka kwa kifaa hicho jirani. Kiashiria hiki kinachoingia cha Nguvu ya Mawimbi (RSSI) kimechorwa kwa ubora wa kiungo kutoka 0 hadi 3. Thamani ya 0 inamaanisha gharama isiyojulikana.
   • Wakati kipanga njia kinapokea ujumbe mpya wa MLE kutoka kwa jirani, ama tayari kina ingizo la jedwali la jirani la kifaa au moja linaongezwa. Ujumbe wa MLE una gharama inayoingia kutoka kwa jirani, kwa hivyo hii inasasishwa kwenye jedwali la jirani la kipanga njia. Ujumbe wa MLE pia una habari iliyosasishwa ya uelekezaji kwa vipanga njia vingine ambavyo vinasasishwa kwenye jedwali la uelekezaji.
   • Idadi ya vipanga njia vinavyotumika ni mdogo kwa kiasi cha maelezo ya uelekezaji na gharama ambayo yanaweza kuwa katika pakiti moja ya 802.15.4. Kikomo hiki kwa sasa ni vipanga njia 32.
3. Kuelekeza
   • Vifaa hutumia uelekezaji wa kawaida wa IP ili kusambaza pakiti. Jedwali la uelekezaji limejaa anwani za mtandao na hop ifuatayo inayofaa.
   • Uelekezaji wa vekta ya umbali hutumiwa kupata njia za kufikia anwani zilizo kwenye mtandao wa ndani. Wakati wa kuelekeza kwenye mtandao wa ndani, biti sita za juu za anwani hii ya 16-bit hufafanua lengwa la kipanga njia.
   • Mzazi huyu anayeelekeza basi ana jukumu la kusambaza lengwa la mwisho kulingana na salio la anwani ya biti-16.
   • Kwa uelekezaji wa nje ya mtandao, Njia ya Mpaka humjulisha Kiongozi wa Njia kuhusu viambishi awali vinavyotumika na kusambaza taarifa hii kama data ya mtandao ndani ya pakiti za MLE. Data ya mtandao inajumuisha data ya kiambishi awali, ambacho ni kiambishi awali chenyewe, muktadha wa 6LoWPAN, Vipanga njia vya Mipaka, na Usanidi Kiotomatiki wa Anwani Isiyo na Utaifa (SLAAC) au seva ya DHCPv6 ya kiambishi awali hicho. Ikiwa kifaa kitasanidi anwani kwa kutumia kiambishi awali hicho, kinawasiliana na seva inayofaa ya SLAAC au DHCP kwa anwani hii. Data ya mtandao pia inajumuisha orodha ya seva za kuelekeza ambazo ni anwani za biti 16 za Vipanga njia chaguo-msingi vya Mipaka.
   • Zaidi ya hayo, katika nafasi ya kibiashara iliyo na muundo wa Kikoa cha Thread, Njia ya Mpaka wa Uti wa Mgongo huarifu kiongozi wa kipanga njia cha Kiambishi Kipekee cha Kikoa kinachotumika, ili kuashiria kuwa matundu haya ni sehemu ya kikoa kikubwa cha Thread. Data ya mtandao ya hii inajumuisha data ya kiambishi awali, muktadha wa 6LoWPAN, na kipanga njia cha mpaka ALOC. Hakuna alama za SLAAC au DHCPv6 zilizowekwa kwa seti hii ya kiambishi awali, hata hivyo kazi ya anwani inafuata muundo usio na uraia. Zaidi ya hayo, pia kuna TLV za huduma na seva zinazoonyesha uwezo wa huduma ya "mgongo" wa kipanga njia hiki cha mpaka. Uwezo wa kutambua anwani unaorudiwa kwenye uti wa mgongo upo kwa kifaa chochote kinachosajili Anwani ya Kipekee ya Kikoa chake (DUA) kwa BBR. DUA ya kifaa haibadiliki kamwe katika maisha yake ya kuwa sehemu ya kikoa cha Thread.
   • Hii hurahisisha uhamaji kwenye mitandao tofauti ya Thread katika kikoa kimoja na inahakikisha kuwa BBR husika zinawezesha kuelekeza kwenye mitandao mingi ya Thread. Juu ya uti wa mgongo, teknolojia za kawaida za kuelekeza za IPv6 kama vile Ugunduzi wa Jirani wa IPv6 (NS/NA kulingana na RFC 4861) na Ugunduzi wa Kusikiliza kwa Multicast (MLDv2 kulingana na RFC 3810) hutumiwa.
   • Kiongozi ameteuliwa kufuatilia vifaa vinavyotimiza masharti ya kipanga njia kuwa vipanga njia au kuruhusu vipanga njia kushuka hadi vifurushi vinavyotimiza masharti ya kipanga njia. Kiongozi huyu pia hukabidhi na kudhibiti anwani za kipanga njia kwa kutumia CoAP. Walakini, habari zote zilizomo katika Kiongozi huyu pia hutangazwa mara kwa mara kwa vipanga njia vingine. Ikiwa Kiongozi ataondoka kwenye mtandao, kipanga njia kingine kinachaguliwa, na kuchukua nafasi ya Kiongozi bila mtumiaji kuingilia kati.
   • Vipanga njia vya Mipaka vina jukumu la kushughulikia mbano au upanuzi wa 6LoWPAN na kushughulikia vifaa vya nje ya mtandao. Vipanga njia vya Mipaka ya Uti wa mgongo vina jukumu la kushughulikia MPL kwa usimbaji wa IP-in-IP na utenganishaji kwa upeperushaji mwingi wa wigo unaoingia na kutoka kwenye wavu.
   • Kwa maelezo zaidi kuhusu Vipanga njia vya Mipaka, angalia AN1256: Kutumia Silicon Labs RCP iliyo na OpenThread Border Router.
4. Majaribio na Shukrani
   • Ingawa utumaji ujumbe wa UDP unatumiwa kwenye safu ya Thread, uwasilishaji wa ujumbe unaotegemewa unahitajika na kukamilishwa kwa njia hizi nyepesi:
   • Kiwango cha MAC kinajaribu tena-kila kifaa kinatumia uthibitisho wa MAC kutoka kwenye hop inayofuata na kitajaribu tena ujumbe kwenye safu ya MAC ikiwa ujumbe wa MAC ACK hautapokelewa.
   • Safu ya programu inajaribu tena- safu ya programu inaweza kubainisha kama kutegemewa kwa ujumbe ni kigezo muhimu. Ikiwa ndivyo, itifaki ya kukiri kutoka mwisho hadi mwisho na kujaribu tena inaweza kutumika, kama vile CoAP inajaribu tena.

Kujiunga na Uendeshaji wa Mtandao

Thread inaruhusu njia mbili za kuunganisha:

• Shiriki maelezo ya kuagiza moja kwa moja kwa kifaa kwa kutumia mbinu ya nje ya bendi. Hii inaruhusu kuelekeza kifaa kwenye mtandao unaofaa kwa kutumia maelezo haya.
• Anzisha kikao cha kuagiza kati ya kifaa cha kuunganisha na utumaji programu kwenye simu mahiri, kompyuta kibao au web.
• Kwa mtandao wa kibiashara ulio na muundo wa kikoa cha Thread, mchakato wa Uandikishaji wa Kiotomatiki bila uingiliaji wa mtumiaji ambao hutoa vyeti vya uendeshaji kwa wanaojiunga baada ya uthibitishaji hubainishwa na Maelezo ya Mazungumzo 1.2. Cheti cha uendeshaji kinasimba maelezo ya kikoa cha kifaa na kuruhusu utoaji salama wa Ufunguo Mkuu wa Mtandao. Mfano huu unahitaji msajili au
• Kiolesura cha Msajili wa Thread (TRI) kwenye kipanga njia cha mpaka cha uti wa mgongo na kuwezesha mawasiliano na mamlaka ya nje (MASA) kwa kutumia itifaki za ANIMA/BRSKI/EST. Mtandao unaounga mkono mtindo huu wa kuwaagiza unaitwa mtandao wa CCM.
• Kwa maelezo zaidi kuhusu kuanzisha mitandao ya Thread, angalia sehemu ya 11. Uagizo wa Kifaa.
• Mbinu inayotumika mara kwa mara ya 802.15.4 ya kujiunga na kibali cha kujiunga na kibali katika upakiaji wa viashiria haitumiki katika mitandao ya Thread. Njia hii hutumiwa zaidi kwa kuunganisha kwa aina ya kitufe cha kubofya ambapo hakuna kiolesura cha mtumiaji au chaneli iliyo nje ya bendi kwenye vifaa. Njia hii ina matatizo na uongozaji wa kifaa katika hali ambapo kuna mitandao mingi inayopatikana na inaweza pia kusababisha hatari za usalama.
• Katika mitandao ya Thread, ujiungaji wote huanzishwa na mtumiaji. Baada ya kujiunga, uthibitishaji wa usalama unakamilishwa katika kiwango cha maombi na kifaa cha kutuma. Uthibitishaji huu wa usalama umejadiliwa katika sehemu ya 9. Usalama.
• Vifaa vinajiunga na mtandao kama kifaa cha mwisho cha usingizi, kifaa cha mwisho (MED au FED), au REED. Ni baada tu ya REED kujiunga na kujifunza usanidi wa mtandao ndipo inaweza kuomba kuwa a

Kipanga njia. Baada ya kujiunga, kifaa hupewa tangazo fupi la biti 16 kulingana na mzazi wake. Ikiwa kifaa kinachostahiki kipanga njia kitakuwa Njia ya Thread, kinapewa anwani ya kipanga njia na Kiongozi. Ugunduzi wa anwani unaorudiwa kwa Vipanga Njia vya Thread huhakikishwa na utaratibu wa usambazaji wa anwani wa kipanga njia wa kati ambao hukaa kwenye Kiongozi. Mzazi ana wajibu wa kuzuia nakala za anwani za vifaa vya seva pangishi kwa sababu huwapa anwani anapojiunga.

1. Ugunduzi wa Mtandao
   • Ugunduzi wa mtandao hutumiwa na kifaa kinachounganishwa ili kubainisha ni mitandao ipi ya 802.15.4 iliyo ndani ya masafa ya redio. Kifaa huchanganua chaneli zote, hutoa ombi la ugunduzi wa MLE kwenye kila kituo, na husubiri majibu ya ugunduzi wa MLE. Jibu la ugunduzi wa 802.15.4 MLE lina mzigo wa malipo na vigezo vya mtandao, ikiwa ni pamoja na Kitambulisho cha Seti ya Huduma ya mtandao (SSID), PAN ID iliyopanuliwa, na maadili mengine ambayo yanaonyesha kama mtandao unakubali wanachama wapya na kama unatumia utumaji kazi asilia.
   • Ugunduzi wa mtandao hauhitajiki ikiwa kifaa kimetumwa kwenye mtandao kwa sababu kinafahamu kituo na PAN ID iliyopanuliwa ya mtandao. Vifaa hivi basi huambatanisha na mtandao kwa kutumia nyenzo za kuwaagiza zilizotolewa.
2. Data ya MLE
   • Kifaa kinapounganishwa kwenye mtandao, kuna aina mbalimbali ya taarifa zinazohitajika ili kishiriki kwenye mtandao. MLE hutoa huduma kwa kifaa kutuma unicast kwa kifaa jirani ili kuomba vigezo vya mtandao na kusasisha gharama za kiungo kwa majirani. Kifaa kipya kinapojiunga, pia hutoa jibu la changamoto ili kuweka vihesabio vya fremu za usalama kama ilivyojadiliwa katika sehemu ya 9. Usalama.
   • Vifaa vyote vinaauni utumaji na upokeaji wa ujumbe wa usanidi wa kiungo cha MLE. Hii ni pamoja na "ombi la kiungo", "kubali kiungo", na "kiungo kubali na uombe" ujumbe.
   • Ubadilishanaji wa MLE hutumiwa kusanidi au kubadilishana habari ifuatayo:
   • Anwani ya muda mrefu ya 16-bit na 64-bit EUI 64 ya vifaa vya jirani
   • Maelezo ya uwezo wa kifaa, ikiwa ni pamoja na ikiwa ni kifaa cha mwisho cha usingizi na mzunguko wa usingizi wa kifaa
   • Kiungo cha jirani kinagharimu ikiwa Njia ya Thread
   • Nyenzo za usalama na vihesabio vya fremu kati ya vifaa
   • Gharama za uelekezaji kwa Njia zingine zote za Thread kwenye mtandao
   • Kukusanya na kusambaza Vipimo vya Kiungo kuhusu thamani mbalimbali za usanidi wa viungo
   • Kumbuka: Ujumbe wa MLE husimbwa kwa njia fiche isipokuwa wakati wa shughuli za mwanzo za uanzishaji wa nodi wakati kifaa kipya hakijapata nyenzo za usalama.
3.  CoAP
   Itifaki ya Maombi yenye Udhibiti (CoAP) kama ilivyofafanuliwa katika RFC 7252 (https://tools.ietf.org/html/rfc7252: Itifaki ya Maombi Iliyodhibitiwa (CoAP)) ni itifaki maalum ya usafiri kwa ajili ya matumizi yenye nodi zilizozuiliwa na mitandao yenye nishati kidogo. CoAP hutoa muundo wa mwingiliano wa ombi/majibu kati ya ncha za programu, inasaidia ugunduzi wa ndani wa huduma na rasilimali, na inajumuisha dhana kuu za web kama vile URLs. CoAP inatumika katika Mazungumzo ili kusanidi anwani za ndani za matundu na anwani za matangazo anuwai zinazohitajika na vifaa. Zaidi ya hayo, CoAP pia inatumika kwa ujumbe wa usimamizi kama vile kupata na kuweka maelezo ya uchunguzi na data nyingine ya mtandao kwenye vipanga njia vinavyotumika.
4. DHCPv6
   DHCPv6 kama inavyofafanuliwa katika RFC 3315 inatumika kama itifaki ya seva-teja ili kudhibiti usanidi wa vifaa ndani ya mtandao. DHCPv6 hutumia UDP kuomba data kutoka kwa seva ya DHCP (https://www.ietf.org/rfc/rfc3315.txt: Itifaki ya Usanidi wa Seva Inayobadilika ya IPv6 (DHCPv6)).
   Huduma ya DHCPv6 inatumika kwa usanidi wa:
   • Anwani za mtandao
   • Anwani nyingi zinazohitajika na vifaa
   • Kwa sababu anwani fupi zimetumwa kutoka kwa seva kwa kutumia DHCPv6, ugunduzi wa anwani unaorudiwa hauhitajiki. DHCPv6 pia inatumiwa na Vipanga njia vya Mipaka ambavyo vinatoa anwani kulingana na kiambishi awali wanachotoa.
5. SLAAC
   SLAAC (Usanidi Kiotomatiki wa Anwani Isiyo na Jimbo) kama inavyofafanuliwa katika RFC 4862 (https://tools.ietf.org/html/rfc4862: Usanidi wa Kiotomatiki wa Anwani ya IPv6) ni njia ambayo Njia ya Mpaka inapeana kiambishi awali, na kisha bits 64 za mwisho za anwani yake hutolewa na kipanga njia. Utaratibu wa usanidi wa kiotomatiki wa IPv6 hauhitaji usanidi wa mikono wa wapangishi, usanidi mdogo (ikiwa upo) wa vipanga njia, na hakuna seva za ziada. Utaratibu usio na uraia huruhusu seva pangishi kuzalisha anwani zake kwa kutumia mchanganyiko wa taarifa zinazopatikana ndani ya nchi na taarifa zinazotangazwa na vipanga njia.
6. SRP
   Itifaki ya Usajili wa Huduma (SRP) kama inavyofafanuliwa katika Itifaki ya Usajili wa Huduma ya Ugunduzi wa Huduma Kulingana na DNS inatumika kwenye vifaa vya Thread kwa kuanzia na Vibainishi vya Thread 1.3.0. Lazima kuwe na Usajili wa Huduma, unaodumishwa na kipanga njia cha mpaka. Wateja wa SRP kwenye mtandao wa matundu wanaweza kujiandikisha ili kutoa huduma mbalimbali. Seva ya SRP inakubali hoja za ugunduzi kulingana na DNS na pia hutoa ufunguo wa siri wa umma kwa usalama, pamoja na viboreshaji vingine vidogo ili kusaidia vyema wateja waliobanwa.

Usimamizi

1. ICMP
   Vifaa vyote vinaunga mkono Itifaki ya Ujumbe wa Kudhibiti Mtandao kwa ujumbe wa hitilafu wa IPv6 (ICMPv6), pamoja na ombi la mwangwi na jumbe za kujibu mwangwi.
2. Usimamizi wa Kifaa
   Safu ya programu kwenye kifaa inaweza kufikia seti ya maelezo ya udhibiti wa kifaa na uchunguzi ambayo yanaweza kutumika ndani ya nchi au kukusanywa na kutumwa kwa vifaa vingine vya usimamizi.
   Katika safu za 802.15.4 PHY na MAC, kifaa hutoa taarifa ifuatayo kwa safu ya usimamizi:
   • Anwani ya EUI 64
   • Anwani fupi ya biti 16
   •  Taarifa za uwezo
   • PAN ID
   • Pakiti zilizotumwa na kupokelewa
   • Oktets zilitumwa na kupokelewa
   • Pakiti zimeshuka wakati wa kusambaza au kupokea
   • Makosa ya usalama
   • Idadi ya majaribio ya MAC tena
3. Usimamizi wa Mtandao
   Safu ya mtandao kwenye kifaa pia hutoa maelezo kuhusu usimamizi na uchunguzi ambayo yanaweza kutumika ndani ya nchi au kutumwa kwa vifaa vingine vya usimamizi. Safu ya mtandao hutoa orodha ya anwani za IPv6, jedwali la jirani na la mtoto, na jedwali la kuelekeza.

Data ya Kudumu

Vifaa vinavyofanya kazi kwenye uwanja vinaweza kuwekwa upya kwa bahati mbaya au kwa makusudi kwa sababu mbalimbali. Vifaa ambavyo vimewekwa upya vinahitaji kuanzisha upya shughuli za mtandao bila mtumiaji kuingilia kati. Ili hili lifanyike kwa mafanikio, hifadhi isiyo na tete lazima ihifadhi taarifa zifuatazo:

• Taarifa za mtandao (kama vile PAN ID)
• Nyenzo za usalama
• Inashughulikia maelezo kutoka kwa mtandao ili kuunda anwani za IPv6 za vifaa

Usalama wa $

• Mitandao ya nyuzi ni mitandao isiyotumia waya ambayo inahitaji kulindwa dhidi ya mashambulizi ya hewani (OTA). Pia zimeunganishwa kwenye mtandao na kwa hivyo lazima zilindwe dhidi ya mashambulizi ya mtandao. Programu nyingi zinazotengenezwa kwa Thread zitatumikia anuwai ya matumizi ambayo yanahitaji muda mrefu wa utendakazi bila kushughulikiwa na matumizi ya chini ya nishati. Kama matokeo, usalama wa kazi za mtandao wa Thread ni muhimu.
• Thread hutumia ufunguo wa mtandao mzima unaotumika kwenye Tabaka la Ufikiaji wa Vyombo vya Habari (MAC) kwa usimbaji fiche. Ufunguo huu unatumika kwa uthibitishaji na usimbaji fiche wa kawaida wa IEEE 802.15.4-2006. Usalama wa IEEE 802.15.4-2006 hulinda mtandao wa Thread dhidi ya mashambulizi ya angani yanayotoka nje ya mtandao. Kuingiliana kwa nodi yoyote ya mtu binafsi kunaweza kufichua ufunguo wa mtandao mzima. Kwa hivyo, kwa kawaida sio aina pekee ya usalama inayotumiwa ndani ya mtandao wa Thread. Kila nodi katika mtandao wa Thread hubadilishana kaunta za fremu na majirani zake kupitia kupeana mkono kwa MLE. Kaunta hizi za fremu husaidia kulinda dhidi ya mashambulizi ya kucheza tena. (Kwa maelezo zaidi kuhusu MLE, angalia Uainisho wa Mazungumzo.) Mazungumzo huruhusu programu kutumia itifaki yoyote ya usalama wa mtandao kwa mawasiliano ya mwanzo hadi mwisho.
• Nodi huficha miingiliano ya anwani ya IP ya matundu mapana na vitambulisho vyao vilivyopanuliwa vya MAC kwa kuviweka nasibu. Hisa EUI64 iliyotiwa saini kwenye nodi inatumika kama anwani ya chanzo pekee wakati wa awamu ya kwanza ya kujiunga. Mara tu nodi inapounganishwa kwenye mtandao, nodi hutumia kama chanzo chake ama anwani kulingana na kitambulisho cha nodi ya baiti mbili, au mojawapo ya anwani zake zisizo na mpangilio zilizotajwa hapo juu. EUI64 haitumiki kama anwani ya chanzo mara tu nodi inapounganishwa kwenye mtandao.

Usimamizi wa mtandao pia unahitaji kuwa salama. Programu ya usimamizi wa mtandao wa Thread inaweza kuendeshwa kwenye kifaa chochote kilichounganishwa kwenye mtandao. Ikiwa kifaa hicho chenyewe si mwanachama wa mtandao wa Thread, lazima kwanza kianzishe Da salamatagMuunganisho wa Usalama wa Tabaka la Usafiri wa kondoo (DTLS) na Njia ya Mpaka wa Thread. Kila mtandao wa Thread una kaulisiri ya usimamizi ambayo inatumika kuanzisha muunganisho huu. Mara tu programu ya usimamizi imeunganishwa kwenye mtandao wa Thread, vifaa vipya vinaweza kuongezwa kwenye mtandao.

1. 802.15.4 Usalama
   • Vipimo vya IEEE 802.15.4-2006 vinaelezea itifaki za ufikiaji zisizo na waya na media kwa PAN na HAN. Itifaki hizi zinakusudiwa kutekelezwa kwenye vifaa maalum vya redio kama vile vinavyopatikana kutoka kwa Silicon Labs. IEEE 802.15.4-2006 inasaidia aina mbalimbali za programu, nyingi ambazo ni nyeti kwa usalama. Kwa mfanoample, zingatia kisa cha ombi la mfumo wa kengele ambao hufuatilia ukaaji wa jengo. Ikiwa mtandao si salama na mvamizi akapata ufikiaji wa mtandao, ujumbe unaweza kutangazwa ili kuunda kengele ya uwongo, kurekebisha kengele iliyopo, au kuzima kengele halali. Kila moja ya hali hizi huleta hatari kubwa kwa wakaazi wa jengo hilo.
   • Programu nyingi zinahitaji usiri na nyingi pia zinahitaji ulinzi wa uadilifu. 802-15.4-2006 inashughulikia mahitaji haya kwa kutumia itifaki ya usalama ya safu ya kiungo iliyo na huduma nne za msingi za usalama:
   • Udhibiti wa ufikiaji
   • Uadilifu wa ujumbe
   • Usiri wa ujumbe
   • Ulinzi wa kucheza tena
   • Ulinzi wa kucheza marudio uliotolewa na IEEE 802.15.4-2006 ni sehemu tu. Thread hutoa usalama wa ziada kwa kutumia kupeana mkono kwa MLE kati ya nodi zilizojadiliwa hapo juu ili kukamilisha ulinzi wa kucheza tena.
2. Usalama wa Usimamizi wa Mtandao
   Usimamizi wa mtandao pia unahitaji kuwa salama. Programu ya usimamizi wa mtandao wa Thread inaweza kuendeshwa kwenye kifaa chochote kilichounganishwa kwenye mtandao. Kuna sehemu mbili za usalama:
   • Usalama wa hewani ambao 802.15.4 hutunza. Thread zana 802.15.4-2006 kiwango cha 5 usalama.
   • Mitandao ya CCM: Iwapo kifaa chenyewe si mwanachama wa mtandao wa CCM, ni lazima kianzishe muunganisho na kipanga njia cha mpaka cha mgongo ili kupata cheti chake cha kufanya kazi ili kujiimarisha kama sehemu ya kikoa cha Thread.
   • Mitandao isiyo ya CCM: Usalama wa Mtandao: Ikiwa kifaa chenyewe si mwanachama wa mtandao wa Thread, lazima kwanza kiweke muunganisho salama wa Data-gram Transit Layer Security (DTLS) na Kipanga Njia ya Mipaka. Kila mtandao wa Thread una kaulisiri ya usimamizi ambayo hutumika kuanzisha miunganisho salama kati ya vifaa vya usimamizi wa nje na Vipanga Njia vya Mipaka. Mara tu programu ya usimamizi imeunganishwa kwenye mtandao wa Thread, vifaa vipya vinaweza kuongezwa kwenye mtandao.

Njia ya Mpaka

• Thread Border Router ni kifaa kinachounganisha mtandao usiotumia waya wa Thread na mitandao mingine inayotegemea IP (kama vile Wi-Fi au Ethernet) katika ulimwengu wa nje kupitia mtandao wa nyumbani au wa biashara. Tofauti na lango katika suluhu zingine zisizotumia waya, ni wazi kabisa kwa itifaki za upitishaji na utumaji programu ambazo hukaa juu ya safu ya mtandao. Kwa hivyo, programu zinaweza kuwasiliana kwa usalama kutoka mwisho hadi mwisho bila tafsiri yoyote ya safu ya programu.
• Njia ya Mpaka wa Thread inasaidia kidogo kazi zifuatazo:
  • Muunganisho wa IP wa mwisho hadi mwisho kupitia uelekezaji kati ya vifaa vya Thread na mitandao mingine ya nje ya IP.
  • Uagizo wa Thread ya Nje (kwa mfanoample, simu ya rununu) ili kuthibitisha na kuunganisha kifaa cha Thread kwenye mtandao wa Thread.

Kunaweza kuwa na Njia nyingi za Mpaka kwenye mtandao, na kuondoa "hatua moja ya kutofaulu" ikiwa moja wapo itaharibika. Njia ya Mpakani huwezesha kila kifaa cha Thread kuunganisha moja kwa moja kwenye huduma za kimataifa za wingu, wakati mitandao ya biashara inapoendesha IPv6 na IPv4, au IPv4 pekee.

1.  Vipengele vya Njia ya Mpaka kwa Mawasiliano ya Off-Mesh
   • Mazungumzo yanaweza kutekelezwa mara moja katika hali za sasa za kufanya kazi, kabla ya mabadiliko ya sehemu au kamili hadi IPv6 na Thread kuwezesha utangamano wa nyuma wa IPv4 kwa kutumia Anwani ya Mtandao.
   • Tafsiri (NAT). NAT64 hutafsiri pakiti za IPv6 hadi IPv4, na NAT64 hutafsiri pakiti za IPv4 hadi IPv6. Kipanga njia cha Mpakani cha Thread kinaweza kufanya kazi kama seva pangishi ya IPv4 kwenye mtandao wa eneo pana (WAN), chenye uwezo wa kupata kiolesura cha IPv4 na anwani ya kipanga njia. Inaweza kupata anwani kwa kutumia DHCP kutoka kwa hifadhi ya anwani ya IPv4. Njia ya Mpakani ya Thread pia inaweza kutekeleza Itifaki ya Kudhibiti Bandari (PCP) ili kudhibiti jinsi pakiti za IPv4 zinazoingia zinavyotafsiriwa na kusambazwa na kusaidia uwekaji ramani tuli. Tafsiri nyingi za IPv4 hadi IPv6 (na kinyume chake) zinaweza kushughulikiwa na Thread
   • Njia ya Mpaka, yenye mabadiliko machache yanayohitajika kwa mtandao uliopo.
     Zaidi ya hayo, Vipanga njia vya Mipaka vinaweza kutumia muunganisho wa njia mbili wa IPv6 na ugunduzi wa jirani wa IPv6, matangazo ya vipanga njia, ugunduzi wa waigizaji mbalimbali, na usambazaji wa pakiti.
2. Thread juu ya Miundombinu
   • Mitandao ya Thread hupanga kiotomatiki katika Vigawanyiko tofauti vya Mtandao wa Thread wakati hakuna muunganisho kati ya seti mbili au zaidi za vifaa. Vigawanyiko vya Thread huruhusu vifaa kudumisha mawasiliano na vifaa vingine katika Sehemu sawa ya Thread lakini si kwa Vifaa vya Thread katika sehemu zingine.
   • Uzi juu ya Miundombinu huruhusu vifaa vya Thread kujumuisha teknolojia za kiungo zinazotegemea IP (kwa mfanoample, Wi-Fi na Ethernet) kwenye topolojia ya Thread. Viungo hivi vya ziada vya Thread juu ya teknolojia zingine za viungo hupunguza uwezekano wa kutokea kwa Sehemu nyingi za Thread Net-work, ilhali utangamano wa nyuma na vifaa vilivyopo vya Thread 1.1 na 1.2 umehakikishwa. Manufaa haya yanapatikana kwa topolojia yoyote ya mtandao inayojumuisha angalau Vipanga njia viwili vya Mipaka vilivyounganishwa kupitia kiungo cha miundombinu kilicho karibu.
   • Kwa maelezo zaidi, rejelea Ainisho ya Mfululizo 1.3.0 (au rasimu ya maelezo ya Thread 1.4), Sura ya 15 (Uzi juu ya Miundombinu).
3. Njia ya Mpaka ya OpenThread
   Utekelezaji wa OpenThread wa Njia ya Mpaka inaitwa Njia ya Mpaka ya OpenThread (OTBR). Inaauni kiolesura cha matundu kwa kutumia kielelezo cha RCP. Maabara ya Silicon hutoa utekelezaji (unaotumika kwenye Raspberry Pi) na msimbo wa chanzo kama sehemu ya GSDK ya Maabara ya Silicon. Kwa habari zaidi, angalia AN1256: Kutumia Silicon Labs RCP na Njia ya Mpaka ya OpenThread.
   Nyaraka juu ya usanidi na usanifu wa OTBR zinapatikana kwa https://openthread.io/guides/border-router.

Uagizaji wa Kifaa

Vifaa vya nyuzi hutumika kwenye mitandao ya Thread kwa njia tofauti kama ilivyoelezwa katika vifungu vifuatavyo.

1. Uagizo wa Uzi wa Jadi
   • Kwa utumiaji wa mtandao wa mitandao midogo (Vipimo vya Mazungumzo 1.1.1 au matoleo mapya zaidi), watu waliosakinisha wanaweza kutumia programu ya uagizaji wa Thread iliyotolewa kama nyenzo isiyolipishwa kwa vifaa vya Android na iOS. Programu hii inaweza kutumika kuongeza kwa urahisi vifaa vipya kwenye mtandao au kufikiria upya vifaa vilivyopo.
   • Thread hutumia Itifaki ya Uagizo wa Mesh (MeshCoP) ili kuthibitisha, kuagiza, na kuunganisha kwa usalama vifaa vipya vya redio visivyoaminika kwenye mtandao wa wavu. Mitandao ya mazungumzo inajumuisha wavu unaojitegemea wa vifaa vyenye violesura vya IEEE 802.15.4 na safu ya usalama ya kiwango cha kiungo ambayo inahitaji kila kifaa kwenye wavu kumiliki ufunguo mkuu wa siri ulioshirikiwa.
   • Mchakato wa kuagiza huanza wakati Mgombea Kamishna, kwa kawaida simu ya mkononi iliyounganishwa kupitia WiFi, anapogundua mtandao wa Thread kupitia mojawapo ya Vipanga njia vyake vya Mipaka. Njia za Mipaka hutangaza upatikanaji wao kwa Makamishna kwa kutumia eneo lolote la huduma linalofaa. Utaratibu wa ugunduzi lazima umpe Mgombea Kamishna njia ya mawasiliano na jina la mtandao, kwa sababu jina la mtandao linatumiwa baadaye kama chumvi ya siri kwa ajili ya kuanzisha Kikao cha Uagizo.
   • Mgombea Kamishna, baada ya kugundua mtandao wa kuvutia wa Thread, anaunganisha kwa usalama kwa kutumia Hati ya Uagizo (nenosiri lililochaguliwa na binadamu ili litumike katika uthibitishaji). Hatua ya Uthibitishaji wa Kamishna huanzisha muunganisho salama wa soketi ya mteja/seva kati ya Mgombea Kamishna na Njia ya Mpaka kupitia DTLS. Kikao hiki salama kinajulikana kama Kikao cha Uagizo. Kikao cha Kuagiza kinatumia nambari ya bandari ya UDP iliyopewa iliyotangazwa wakati wa awamu ya ugunduzi. Bandari hii inajulikana kama Kamishna Port. Kitambulisho kilichotumiwa kuanzisha Kikao cha Uagizo kinajulikana kama Ufunguo wa Pamoja wa Kamishna (PSKc).
   • Kisha Mgombea Kamishna husajili utambulisho wake kwa Njia yake ya Mpaka. Kiongozi hujibu kwa kukubali au kukataa Njia ya Mpaka kama kisambazaji kinachofaa kwa Kamishna.
   • Baada ya kukubaliwa, Kiongozi husasisha hali yake ya ndani ili kumfuatilia Kamishna anayefanya kazi, na Njia ya Mpakani kisha hutuma ujumbe wa uthibitisho kwa Mgombea Kamishna kukijulisha kifaa kuwa sasa ndiye Kamishna.
   • Wakati kuna Kamishna aliyeidhinishwa anayehusishwa na Mtandao wa Mazungumzo, itawezekana kujiunga na Vifaa vya Thread vinavyostahiki. Hawa hujulikana kama Washiriki kabla ya kuwa sehemu ya
   • Mtandao wa thread. Kiunga kwanza huunda muunganisho wa DTLS na Com-missioner ili kubadilishana nyenzo za uagizaji. Kisha hutumia nyenzo za kuwaagiza kuambatanisha na mtandao wa Thread. Node inachukuliwa kuwa sehemu ya mtandao tu baada ya hatua hizi mbili kukamilika. Kisha inaweza kushiriki katika mchakato wa kujiunga kwa nodi za siku zijazo. Hatua hizi zote zinathibitisha kwamba kifaa sahihi kimejiunga na mtandao sahihi wa Thread, na kwamba mtandao wa Thread yenyewe ni salama dhidi ya mashambulizi ya wireless na mtandao. Kwa habari zaidi juu ya Itifaki ya Uagizo wa Mesh, angalia maelezo ya Thread.
2. Uagizo Ulioimarishwa na Viendelezi vya Kibiashara katika Mfululizo wa 1.2
   • Viainisho vya Mizizi 1.2 na Viendelezi vyake vya Kibiashara sasa vinaruhusu mitandao mikubwa zaidi, kama vile inayohitajika katika majengo ya ofisi, majengo ya umma, hoteli, au aina nyingine za majengo ya viwanda au biashara. Kwa sababu ya usaidizi bora wa subnetting, Uainishaji wa Thread Spec-ification 1.2 kwa urahisi zaidi huruhusu maelfu ya vifaa katika utumiaji mmoja, ambavyo vinaweza kusanidiwa mwenyewe, kiotomatiki, na kupitia vipengele vya kina vya uagizaji wa mbali.
   • Viendelezi vya Kibiashara katika Mfululizo wa 1.2 huruhusu uthibitishaji wa kiwango kikubwa, uunganisho wa mtandao, uvinjari wa mtandao mdogo, na uendeshaji kulingana na vitambulisho vinavyoaminika katika Kikoa cha Biashara. Ili kuwezesha uthibitishaji wa kuaminika wa vifaa na uthibitishaji wa maelezo ya uidhinishaji, kisakinishi cha mfumo kinaweza kusanidi Mamlaka ya Cheti cha Biashara ili kurahisisha utumaji wa mtandao wa kiwango kikubwa. Hii huruhusu kisakinishi kusanidi na kudumisha mtandao bila ufikiaji wa moja kwa moja kwa kifaa mahususi na bila muingiliano wowote wa moja kwa moja na vifaa hivi, kwa njia ya mchakato wa uandikishaji wa kiotomatiki unaoitwa Usajili wa Kiotomatiki. Tofauti na Mfululizo wa 1.1, ambapo uoanishaji wa nambari ya siri ya kifaa hutumika kwa uthibitishaji, Viendelezi vya Kibiashara katika Mfululizo wa 1.2 vitaauni uthibitishaji wa uthibitishaji unaotokana na cheti unaoweza kuenea zaidi. Mtandao wa biashara unaweza kuwa na Kikoa kimoja au zaidi cha Thread na kila Kikoa cha Thread kinaweza kusanidiwa ili kujumuisha kazi nyingi za Thread.

Safu ya Maombi

Thread ni mrundikano wa mtandao wa wavu usiotumia waya ambao unawajibika kuelekeza ujumbe kati ya vifaa tofauti katika mtandao wa Thread iliyofafanuliwa katika sehemu ya 2.2 ya Usanifu wa Mtandao wa Thread. Kielelezo kifuatacho kinaonyesha tabaka katika itifaki ya Thread.

Kielelezo 12.1. Tabaka za Itifaki ya Thread

• Ufafanuzi wa kawaida wa safu ya programu ni "safu ya uondoaji inayobainisha itifaki zilizoshirikiwa na mbinu za kiolesura zinazotumiwa na wapangishi katika mtandao wa mawasiliano" (https://en.wikipedia.org/wiki/Application_layer) Kwa urahisi zaidi, safu ya programu ni "lugha ya vifaa," kwa mfanoample, jinsi swichi inavyozungumza na balbu ya mwanga. Kwa kutumia ufafanuzi huu, safu ya programu haipo kwenye Thread. Wateja huunda safu ya programu kulingana na uwezo katika safu ya Mazungumzo na mahitaji yao wenyewe. Ingawa Thread haitoi safu ya programu, inatoa huduma za msingi za maombi:
• Ujumbe wa UDP
  UDP inatoa njia ya kutuma ujumbe kwa kutumia nambari ya bandari ya 16-bit na anwani ya IPv6. UDP ni itifaki rahisi kuliko TCP na ina muunganisho mdogo wa juu (kwa mfanoample, UDP haitekelezi ujumbe wa kuweka hai). Kwa hivyo, UDP huwezesha utumaji wa ujumbe haraka na wa juu zaidi na kupunguza bajeti ya jumla ya nishati ya programu. UDP pia ina nafasi ndogo ya msimbo kuliko TCP, ambayo huacha flash inapatikana zaidi kwenye chip kwa programu maalum.
• Ujumbe wa matangazo mengi
  Thread hutoa uwezo wa kutangaza ujumbe, yaani, kutuma ujumbe sawa kwa nodi nyingi kwenye mtandao wa Thread. Mul-ticast inaruhusu njia iliyojengewa ndani ya kuzungumza na nodi za jirani, vipanga njia, na mtandao mzima wa Thread wenye anwani za kawaida za IPv6.
• Tabaka za maombi kwa kutumia huduma za IP
  Mazungumzo huruhusu matumizi ya safu za programu kama vile UDP na CoAP ili kuruhusu vifaa kuwasiliana kwa mwingiliano kwenye Mtandao. Tabaka za programu zisizo za IP zitahitaji marekebisho fulani ili kufanya kazi kwenye Thread. (Angalia RFC 7252 kwa maelezo zaidi kuhusu CoAP.)
  • Silicon Labs OpenThread SDK inajumuisha yafuatayoample programu ambazo zinapatikana pia kutoka kwa hazina ya OpenThread GitHub:• ot-cli-ftd
  • ot-cli-mtd
  • ot-rcp (inayotumika kwa kushirikiana na Njia ya Mpaka ya OpenThread)
• Programu hizi zinaweza kutumika kuonyesha vipengele vya mtandao wa Thread. Kwa kuongezea, SDK ya OpenThread ya Maabara ya Silicon pia hutoa kifaa cha mwisho cha sample app (sleepy-demo-ftd na sleepy-demo-mtd), ambayo inaonyesha jinsi ya kutumia vipengele vya kidhibiti cha nguvu cha Silicon Labs ili kuunda kifaa cha nishati kidogo. Hatimaye, ot-ble-dmp sample application huonyesha jinsi ya kuunda programu-jalizi inayobadilika kwa kutumia OpenThread na Rafu ya Bluetooth ya Silicon Labs. Tazama QSG170: OpenThread Quick-Start Guide kwa maelezo zaidi kuhusu kufanya kazi na exampmaombi katika Siplicity Studio 5.

Hatua Zinazofuata

• SDK ya OpenThread ya Silicon Labs inajumuisha rundo la mtandao lililoidhinishwa la OpenThread na s.ample programu zinazoonyesha mtandao msingi na tabia ya utumaji. Wateja wanahimizwa kutumia s iliyojumuishwaample maombi ya kufahamiana na Thread kwa ujumla na matoleo ya Silicon Labs haswa. Kila moja ya programu inaonyesha jinsi vifaa vinavyounda na kujiunga na mitandao, na pia jinsi ujumbe unatumwa na kupokewa. Programu zinapatikana kwa matumizi baada ya kupakia Simplicity Studio 5 na Silicon Labs OpenThread SDK. Urahisi wa Studio 5 inajumuisha usaidizi wa kuunda programu (Kisanidi cha Mradi) na kusimbua ujumbe wa mtandao na safu ya programu (Network Analyzer) katika Thread ambayo hutoa maarifa ya ziada kuhusu utendakazi wa mitandao ya Thread. Kwa habari zaidi, ona QSG170: Mwongozo wa Kuanza Haraka wa OpenThread.
• Kwa maelezo zaidi kuhusu Vipanga njia vya Mipaka ya OpenThread angalia AN1256: Kutumia Silicon Labs RCP na OpenThread Border Rout-er. Kwa habari zaidi juu ya kutengeneza Thread 1.3.0 sampkatika programu tazama AN1372: Kusanidi Programu za OpenThread za Thread 1.3.

Kanusho

• Silicon Labs inakusudia kuwapa wateja hati za hivi punde, sahihi, na za kina za vifaa vya pembeni na moduli zote zinazopatikana kwa watekelezaji wa mfumo na programu wanaotumia au wanaokusudia kutumia bidhaa za Silicon Labs. Data ya wahusika, moduli na viambajengo vinavyopatikana, ukubwa wa kumbukumbu na anwani za kumbukumbu hurejelea kila kifaa mahususi, na vigezo vya "Kawaida" vinavyotolewa vinaweza na kutofautiana katika programu mbalimbali. Maombi kwa mfanoampvilivyofafanuliwa hapa ni kwa madhumuni ya kielelezo pekee. Silicon Labs inahifadhi haki ya kufanya mabadiliko bila taarifa zaidi kwa maelezo ya bidhaa, vipimo, na maelezo humu, na haitoi hakikisho kuhusu usahihi au ukamilifu wa maelezo yaliyojumuishwa. Bila arifa ya awali, Maabara ya Silicon yanaweza kusasisha programu dhibiti ya bidhaa wakati wa mchakato wa utengenezaji kwa sababu za usalama au za kutegemewa. Mabadiliko kama haya hayatabadilisha vipimo au utendaji wa bidhaa. Maabara ya Silicon hayatakuwa na dhima kwa matokeo ya matumizi ya habari iliyotolewa katika hati hii. Hati hii haimaanishi au kutoa leseni yoyote ya kubuni au kutengeneza saketi zilizounganishwa. Bidhaa hazijaundwa au kuidhinishwa kutumika ndani ya vifaa vyovyote vya FDA Class III, maombi ambayo kibali cha soko la awali cha FDA kinahitajika au Mifumo ya Usaidizi wa Maisha bila idhini maalum iliyoandikwa ya
• Maabara ya Silicon. "Mfumo wa Usaidizi wa Maisha" ni bidhaa au mfumo wowote unaokusudiwa kusaidia au kudumisha maisha na/au afya, ambayo, ikiwa itashindwa, inaweza kutarajiwa kusababisha majeraha makubwa ya kibinafsi au kifo. Bidhaa za Silicon Labs hazijaundwa au kuidhinishwa kwa matumizi ya kijeshi. Bidhaa za Silicon Labs hazitatumika kwa hali yoyote katika silaha za maangamizi makubwa ikijumuisha (lakini sio tu) silaha za nyuklia, kibayolojia au kemikali, au makombora yanayoweza kutoa silaha kama hizo. Silicon Labs inakanusha dhamana zote za wazi na zilizodokezwa na haitawajibika au kuwajibika kwa majeraha au uharibifu wowote unaohusiana na matumizi ya bidhaa ya Silicon Labs katika programu kama hizo ambazo hazijaidhinishwa. Kumbuka: Maudhui haya yanaweza kuwa na istilahi za kuudhi ambazo sasa hazitumiki. Silicon Labs inabadilisha maneno haya kwa lugha-jumuishi inapowezekana. Kwa habari zaidi, tembelea www.silabs.com/about-us/inclusive-lexicon-project

Taarifa za Alama ya Biashara

• Silicon Laboratories Inc.®, Silicon Laboratories®, Silicon Labs®, SiLabs® na nembo ya Silicon Labs®, Bluegiga®, Bluegiga Logo®, EFM®, EFM32®, EFR, Ember®, Energy Micro, nembo ya Energy Micro na michanganyiko yake. , “vidhibiti vidogo vilivyo rafiki zaidi duniani”, Redpine Signals®, WiSeConnect , n-Link, EZLink®, EZRadio®, EZRadioPRO®, Gecko®, Gecko OS, Gecko OS Studio, Precision32®, Simplicity Studio®, Telegesis, Telegesis Logo®, USBXpress® , Zentri, nembo ya Zentri na Zentri DMS, Z-Wave®, na nyinginezo ni alama za biashara au alama za biashara zilizosajiliwa za
• Maabara ya Silicon. ARM, CORTEX, Cortex-M3 na THUMB ni alama za biashara au alama za biashara zilizosajiliwa za ARM Holdings. Keil ni chapa ya biashara iliyosajiliwa ya ARM Limited. Wi-Fi ni alama ya biashara iliyosajiliwa ya
• Muungano wa Wi-Fi. Bidhaa zingine zote au majina ya chapa yaliyotajwa hapa ni alama za biashara za wamiliki husika.
  • Silicon Laboratories Inc. 400 West Cesar Chavez Austin, TX 78701 Marekani
  • www.silabs.com

Nyaraka / Rasilimali

SILICON LABS UG103.11 Programu ya Msingi ya Misingi [pdf] Mwongozo wa Mtumiaji UG103.11 Thread Fundamentals Software, UG103.11, Programu ya Misingi ya Thread, Programu za Msingi, Programu

Marejeleo

• Mwongozo wa Mtumiaji