Silicon Labs 芯科科技

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应用指南-启用Thread 1.2商业支持功能

2019-11-04
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本应用指南文档描述了如何使用Application Builder插件,在Silicon Labs(亦称“芯科科技”)的Thread解决方案中配置商业支持功能的应用程序。
 
本文要点
  • 导览Thread 1.2新版本中的商业规格概念
  • 说明如何配置和管理骨干边界路由器
  • 讨论使用域唯一地址(DUAs)
  • 解释如何管理离网多播转发
 
介绍-Thread 1.2商业功能
对于较大规模的商业安装,单一Thread网络不足以满足所有应用程序、系统和网络需求。这些要求包括:
  • 一次部署100到10000个Thread/IPv6设备的可扩展性;
  • 使用IPv6节点,使用不同的连接技术(例如Thread、以太网、Wi-Fi),但仍然需要在相同的部署中协同工作;
  • 在系统生命周期内增加数据流量(例如,随时间增加或扩展的物联网应用)。
 
Thread场域模型支持多个Thread网络的无缝集成,以及与非线程的无缝接口
IPv6网络。Thread场域的主要好处是,设备在某种程度上可以灵活地连接任何可用的Thread网络使用公共Thread场域配置,从而减少了手动网络规划或昂贵的手动重新配置的需要。当网络大小或数据量增加时,每个Thread场域都有唯一的场域前缀。
 
一个Thread网络分区的Leader通常被指定来跟踪路由器合格的设备,并使其成为主要的路由器或允许路由器降级到符合路由器资格的设备。这个Leader也使用CoAP分配和管理路由器地址。然而,所有由Leader维护的信息也会定期通知其他路由器。如果Leader离开网络,另一个路由器是在没有用户干预的情况下,当选并接管公司。这允许Thread网络的自修复网格属性。
 
骨干边界路由器(BBR)是一种能够执行附加网络功能的边界路由器。在一个商业空间一个Thread场域模型,一个骨干边界路由器通知它所服务的场域唯一前缀的路由器Leader,以表明这一点。
 
Mesh是更大的Thread场域的一部分。主干网链路是一个非线程IPv6链路,BBR使用外部接口连接到它,外部接口用于实现与其他BBR同步的线程主干网链路协议(TBLP)。商业实现中的Thread设备是使用Thread场域和域唯一地址(DUAs)配置的。设备的DUA在其作为Thread场域的一部分的生命周期内不会改变。这有助于跨不同线程网络的迁移,并确保各自的BBRs促进了跨多个线程网络的路由。下图显示了一个商业Thread拓扑结构。


具有商业支持功能的Thread网络设计将在以下几节中讨论。请注意,从这个版本开始,商业Thread网络中的调试规范就在不断变化中。
 
主干边界路由器
在UG116应用手册中详细描述了Thread边界路由器的设置和操作:开发自定义边界路由器应用程序。一个骨干网路由器(BBR)是线程边界路由器的一种特殊的网络功能,可用于:
  • 与其他BBR一起跟踪共享线程域配置中的Thread设备。
  • 促进入站和出站多播IPv6数据包的流动,其作用域比实际本地的线程网络更大分区。
  • 使用Thread网络的网络主密钥提供拥有有效运行证书的漫游设备。
 
在安装和配置边界路由器应用程序之前,您应该遵循UG116中的说明
配置和编程说明:https://www.silabs.com/documents/public/user-guides/ug116-border-router-ug.pdf
 
场域唯一地址(DUA)
主BBR执行接受设备DUA注册的角色。它保存了一个当前所有DUA设备的表
位于其Thread网络分区中。这使得主BBR能够代表注册的DUA设备回答外部接口上的查询。回答这些问题使得DUA设备可以在外部网络的IPv6节点上找到。
 
这个功能是使用IPv6 ND操作(RFC 4861)实现的。一个主要的BBR负责的注记表上。任何备用BBR都处于待命状态,随时准备在需要时接管主要角色。主BBR会通知其他的BBRs它已经同步收到新的或更新的DUA注册在其Thread网络分区上的设备。对于主干网,这个功能是通过主动主干网通知和主动邻居广告消息来实现的。
 
重复地址检测也作为一个设备的DUA应该是唯一的它参与线程域的生命周期。任何BBR(主或次)也提供了一种方法来传播在其内部线程网络上接收到的DUAs的地址查询它与具有线程网络分区接口的BBRs集的分区同步域前缀。
 
离网多播转发支持
骨干网边界路由器(BBR)在预设情况下有能力通过其外部接口转发站点范围或更高的多播包。来自Thread网络的多播包被转发到外部接口,但是到达Thread网络的多播包只有在至少一个设备注册了该多播IPv6组的情况下才会被转发。
 
BBR必须在其外部接口上使用MLDv2 [RFC 3810]来与更广泛的IPv6 LAN/WAN进行关于IPv6多播的通信它需要侦听的组,代表其本地Thread网络上的多播侦听器。它监听的组是其多播监听器表中的组。MLDv2使IPv6多播包能够被Thread设备接收,即使这些包需要来通过一个或多个上游IPv6多播路由器。例如,主干网上的IPv6多播路由器将监听MLDv2多播监听器报告由BBR发送,并根据这些报告调整其多播路由拓扑。
 
欲阅览完整的Silicon Labs制作的启用Thread 1.2商业支持功能的应用指南,请访问:https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/an1198-using-thread-1-2-commercial-support-features.pdf
 
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