Vernetzung

Wireless Networking für das Zeitalter des Internets der Dinge

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Native IP-Adressierbarkeit für mehr Effizienz

Native IP-Adressierbarkeit ist eine wertvolle Funktion für Connected-Home-Anwendungen. Das IP stellt den Mechanismus zur Weiterleitung von Datagrammen über IP-Netzwerke bereit und weist Routing-Funktionen für das Internetworking auf.

Netzwerktechniken, die IP nicht nativ unterstützen, müssen an einem Gateway zuerst an das IP angepasst werden. Dieser Vorgang umfasst ein Mapping der lokalen Netzwerkadressen und ein Umformen der Nutzlast auf Netzwerkebene in ein IP-Datagramm. Im Gegensatz dazu können lokale Netzwerke, die IP nativ unterstützen (wie Thread und WiFi) Nutzlasten ohne Intervention weiterleiten und routen. Im lokalen Netzwerk verschlüsselte Datenpakete bleiben dann durchgehend sicher.

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Mesh-Netzwerktechnik mit einem Kniff

Durch die Kombination aus geringem Stromverbrauch und nativem IP-Support bietet Thread einzigartige Funktionen, die eine nahtlose Anbindung zwischen „Dingen“ und dem Internet ermöglichen. Thread nutzt 6LowPAN-Funktionen (IPv6 über Low Power Wireless Personal Area Networks), damit IPv6-Datagramme effizient über IEEE-802.15.4-Verbindungen übertragen werden können. Dazu zählen Paketgrößenanpassung, Header-Komprimierung und Layer-2 Forwarding, um IP-Routing zur Paketweiterleitung nutzen zu können.

Thread vereinfacht die Gerätekonfiguration und Bereitstellung, da nur zwei verschiedene Knotentypen unterstützt werden: Router Eligible und End Device. Router-Eligible-Knoten werden Router, wenn sie das Mesh-Netzwerk unterstützen sollen. Der erste Router-Eligible-Knoten, der das Netzwerk bildet, wird autonom als Router sowie als Leader ausgewiesen . Ein Leader erledigt zusätzliche Verwaltungsaufgaben und trifft Entscheidungen im Namen des Netzwerks. Andere Router-Eligible-Knoten im Netzwerk können die Rolle eines Leaders annehmen; es gibt aber nur einen Leader pro Netzwerk zu einem festgelegten Zeitpunkt.

Knoten, die als End Devices hinzukommen, unterstützen keine Routing-Funktionen. Stattdessen senden sie Nachrichten an einen Router, der als dessen „Parent“ ausgewiesen ist. Dieser Parent führt Routing-Operationen im Namen seines „Child“ durch. End Devices routen die Kommunikation über Parents und lassen sich in einen Sleep-Modus versetzten, um Strom einzusparen. End Devices, die nach mehreren Versuchen nicht mit ihrem Parent kommunizieren können, suchen autonom einen neuen Parent und verbinden sich mit diesem. Bild 1 zeigt ein Thread-Knotennetzwerk mit Router Eligible End Devices (REEDs), einem Leader und Thread Routern.

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