1. 소개
스레드란 무엇인가요?
Thread는 기기 간 및 기기-클라우드 간 보안 통신을 지원하는 IP 기반 저전력 무선 메시 네트워킹 프로토콜입니다. 스레드 네트워크는 토폴로지 변경사항에 적응하여 단일 장애점을 방지할 수 있습니다.
OpenThread란 무엇인가요?
Google에서 출시한 OpenThread는 Thread®의 오픈소스 구현입니다.
스레드 보더 라우터란 무엇인가요?
스레드 보더 라우터는 스레드 네트워크를 Wi-Fi 또는 이더넷과 같은 다른 IP 기반 네트워크에 연결합니다. 스레드 네트워크를 다른 네트워크에 연결하려면 보더 라우터가 필요합니다. 스레드 보더 라우터는 다음 기능을 최소한 지원합니다.
- 스레드와 Wi-Fi/이더넷 네트워크 간의 양방향 IP 연결
- mDNS (Wi-Fi/이더넷 링크) 및 SRP (스레드 네트워크)를 통한 양방향 서비스 검색
- IP 기반 링크를 통해 Thread 파티션을 병합하는 Thread-over-infrastructure
- 스레드 기기를 인증하고 스레드 네트워크에 연결하는 외부 스레드 커미셔닝 (예: 휴대전화)
Google에서 출시한 OpenThread Border Router (OTBR)는 스레드 보더 라우터의 오픈소스 구현입니다.
빌드할 항목
이 Codelab에서는 스레드 보더 라우터를 설정하고 보더 라우터를 통해 휴대전화를 스레드 종단 기기에 연결합니다.
학습할 내용
- OTBR 설정 방법
- OTBR로 Thread 네트워크를 형성하는 방법
- SRP 기능으로 OpenThread CLI 기기를 빌드하는 방법
- SRP에 서비스를 등록하는 방법
- Thread 최종 기기를 검색하고 연결하는 방법
필요한 항목
- Thread RCP, OpenThread CLI를 빌드 및 플래시하고 IPv6 멀티캐스트를 테스트하기 위한 Linux 워크스테이션
- 스레드 보더 라우터용 Raspberry Pi
- Nordic Semiconductor nRF52840 USB 도구 2개 (RCP용 1개, 스레드 엔드 기기용 1개)
- iOS 14 이상을 실행하는 iOS 휴대전화 또는 Android 8.1 이상을 실행하는 Android 휴대전화
2. OTBR 설정
OTBR을 설정하는 가장 빠른 방법은 OTBR 설정 가이드를 따르는 것입니다.
OTBR 설정이 완료되면 ot-ctl를 사용하여 OTBR이 스레드 leader로 작동하는지 확인합니다.
$ sudo ot-ctl state leader Done
또한 OTBR이 스레드 네트워크 데이터에 off-mesh-routable (OMR) 접두사를 자동으로 구성했는지 확인합니다.
$ sudo ot-ctl netdata show Prefixes: Prefixes: fd76:a5d1:fcb0:1707::/64 paos med 4000 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 4000 Services: 44970 5d c000 s 4000 44970 01 9a04b000000e10 s 4000 Done $ sudo ot-ctl ipaddr fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:fc11 fda8:5ce9:df1e:6620:0:0:0:fc38 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:fc10 fd76:a5d1:fcb0:1707:f3c7:d88c:efd1:24a9 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:fc00 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:4000 fda8:5ce9:df1e:6620:3593:acfc:10db:1a8d fe80:0:0:0:a6:301c:3e9f:2f5b Done
3. SRP 클라이언트 최종 기기 설정
OT CLI 빌드 및 플래시
nRF52840 보드 및 OpenThread으로 Thread 네트워크 빌드 Codelab의 5단계에 따라 nRF52840 CLI 최종 기기를 빌드하고 플래시합니다.
하지만 CLI 노드에는 OT_COMMISSIONER 및 OT_JOINER가 사용 설정된 대신 OT_SRP_CLIENT 및 OT_ECDSA 기능이 필요합니다.
따라서 전체 빌드 호출은 다음과 같습니다.
$ script/build nrf52840 USB_trans -DOT_SRP_CLIENT=ON -DOT_ECDSA=ON
스레드 네트워크에 참여
Thread 네트워크에 참여하려면 OTBR 기기에서 활성 운영 데이터 세트를 가져와야 합니다. ot-ctl로 돌아가 활성 데이터 세트를 가져옵니다.
$ sudo ot-ctl dataset active -x 0e080000000000010000000300001235060004001fffe002083d3818dc1c8db63f0708fda85ce9df1e662005101d81689e4c0a32f3b4aa112994d29692030f4f70656e5468726561642d35326532010252e204103f23f6b8875d4b05541eeb4f9718d2f40c0302a0ff Done
SRP 클라이언트 노드 화면 세션으로 돌아가 활성 데이터 세트를 설정합니다.
> dataset set active 0e080000000000010000000300001235060004001fffe002083d3818dc1c8db63f0708fda85ce9df1e662005101d81689e4c0a32f3b4aa112994d29692030f4f70656e5468726561642d35326532010252e204103f23f6b8875d4b05541eeb4f9718d2f40c0302a0ff Done
그런 다음 Thread 인터페이스를 시작합니다.
> ifconfig up Done > thread start Done
몇 초 정도 기다린 후 스레드 네트워크에 성공적으로 연결되었는지 확인합니다.
> state child Done > netdata show Prefixes: fd76:a5d1:fcb0:1707::/64 paos med 4000 Routes: fd49:7770:7fc5:0::/64 s med 4000 Services: 44970 5d c000 s 4000 44970 01 9a04b000000e10 s 4000 Done > ipaddr fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 fda8:5ce9:df1e:6620:0:ff:fe00:4001 fda8:5ce9:df1e:6620:ed74:123:cc5d:74ba fe80:0:0:0:d4a9:39a0:abce:b02e Done
네트워크 데이터가 OTBR에 인쇄된 데이터와 일치하는지 확인합니다. 이제 OTBR의 OMR 주소를 핑할 수 있습니다.
> ping fd76:a5d1:fcb0:1707:f3c7:d88c:efd1:24a9 Done > 16 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:f3c7:d88c:efd1:24a9: icmp_seq=1 hlim=64 time=49ms
4. 최종 기기에 서비스 게시
mDNS는 링크-로컬에서 DNS-SD 서비스를 게시하는 데 널리 사용되었습니다. 하지만 멀티캐스트 메시지는 대역폭을 너무 많이 사용하고 저전력 기기의 배터리를 빠르게 소모합니다. Thread는 unicast SRP 프로토콜을 사용하여 경계 라우터에 서비스를 등록하고 경계 라우터를 사용하여 Wi-Fi 또는 이더넷 링크에서 서비스를 광고합니다.
srp client 명령어로 서비스를 등록할 수 있습니다.
SRP 클라이언트 노드 화면 세션으로 이동하여 SRP 클라이언트를 자동으로 시작합니다.
> srp client autostart enable Done
Wi-Fi/이더넷 링크에 광고할 호스트 이름을 설정합니다.
> srp client host name ot-host Done
Wi-Fi/이더넷 링크의 기기가 스레드 최종 기기에 도달하려면 최종 기기의 OMR 주소를 광고해야 합니다.
> srp client host address fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 Done
마지막으로 가짜 _ipps._tcp 서비스를 등록합니다.
> srp client service add ot-service _ipps._tcp 12345 Done
몇 초 정도 기다리면 등록된 서비스가 표시됩니다.
> srp client service instance:"ot-service", name:"_ipps._tcp", state:Registered, port:12345, priority:0, weight:0 Done
모든 설정 작업이 완료되었으며 _ipps._tcp 서비스가 Wi-Fi/이더넷 링크에 광고되었을 것입니다. 이제 최종 기기를 검색하고 연결할 시간입니다.
5. 서비스 살펴보기
휴대전화로 서비스 검색
서비스 브라우저 앱을 사용하여 Android 휴대전화에서 mDNS 서비스를 검색합니다. iOS 휴대기기에도 상응하는 앱을 찾을 수 있습니다. 앱을 열면 서비스 _ipps._tcp가 표시됩니다.
Linux 호스트로 서비스를 검색합니다.
다른 Linux 호스트에서 서비스를 검색하려면 avahi-browse 명령어를 사용하면 됩니다.
avahi-daemon와 avahi-utils를 설치합니다.
$ sudo apt-get install -y avahi-daemon avahi-utils
서비스를 해결합니다.
$ sudo service avahi-daemon start # Ensure the avahi daemon is started. $ avahi-browse -r _ipps._tcp + wlan0 IPv6 ot-service Secure Internet Printer local = wlan0 IPv6 ot-service Secure Internet Printer local hostname = [ot-host.local] address = [fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927] port = [12345] txt = [] ...
macOS 호스트로 서비스를 검색
macOS에서 dns-sd를 사용하여 서비스를 확인할 수 있습니다.
$ dns-sd -Z _ipps._tcp local. Browsing for _ipps._tcp.local. DATE: ---Sun 14 Mar 2021--- 21:31:42.125 ...STARTING... ; To direct clients to browse a different domain, substitute that domain in place of '@' lb._dns-sd._udp PTR @ ; In the list of services below, the SRV records will typically reference dot-local Multicast DNS names. ; When transferring this zone file data to your unicast DNS server, you'll need to replace those dot-local ; names with the correct fully-qualified (unicast) domain name of the target host offering the service. _ipps._tcp PTR ot-service._ipps._tcp ot-service._ipps._tcp SRV 0 0 12345 ot-host.local. ; Replace with unicast FQDN of target host ot-service._ipps._tcp TXT "" ...
6. 최종 기기 핑
휴대전화에서 핑하기
Pixel 휴대전화를 예로 들면 서비스 브라우저 앱의 서비스 인스턴스 세부정보 페이지에서 이전에 등록된 서비스 'ot-service'의 OMR 주소를 확인할 수 있습니다.
이제 다른 네트워크 분석기 앱으로 OMR 주소를 핑할 수 있습니다.
안타깝게도 Android 버전의 Network Analyzer 앱은 ping 유틸리티의 mDNS 쿼리를 지원하지 않으므로 호스트 이름 ot-host.local을 직접 핑할 수 없습니다 (iOS 버전의 앱으로 호스트 이름을 핑할 수는 있음).
Linux/macOS 호스트에서 핑
스레드 경계 라우터는 ICMPv6 라우터 광고 (RA)를 전송하여 Wi-Fi/이더넷 링크에서 프리픽스 (프리픽스 정보 옵션 사용) 및 경로 (경로 정보 옵션 사용)를 광고합니다.
Linux 호스트 준비
호스트에서 RA 및 RIO가 사용 설정되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra는 IP 전달이 사용 설정되지 않은 경우1이상이어야 하며, 그렇지 않은 경우에는2이어야 합니다.net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen는64보다 작아서는 안 됩니다.
대부분의 배포판에서는 accept_ra가 기본적으로 1로 설정됩니다. 하지만 이 옵션을 재정의하는 다른 네트워크 데몬이 있을 수 있습니다 (예: Raspberry Pi의 dhcpcd는 accept_ra를 0로 재정의함). 다음을 사용하여 accept_ra 값을 확인할 수 있습니다.
$ sudo sysctl -n net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra 0
다음과 같이 값을 1 (또는 IP 전달이 사용 설정된 경우 2)로 설정합니다.
$ sudo sysctl -w net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra=1 Net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra = 1
대부분의 Linux 배포판에서 accept_ra_rt_info_max_plen 옵션은 기본적으로 0로 설정되어 있습니다. 다음과 같이 64로 설정합니다.
$ sudo sysctl -w net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen=64 net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen = 64
호스트를 재부팅하면 변경사항이 사라집니다. 예를 들어 아래 명령어를 /etc/sysctl.conf에 추가하여 RIO를 영구적으로 사용 설정할 수 있습니다.
$ net.ipv6.conf.wlan0.accept_ra_rt_info_max_plen = 64
OTBR이 이미 RA 메시지를 전송하고 있으며 두 개의 요청하지 않은 RA 메시지 간의 간격이 수백 초일 수 있으므로 이러한 구성을 변경하기에는 너무 늦을 수 있습니다. 한 가지 방법은 Wi-Fi AP의 연결을 해제했다가 다시 연결하여 라우터 요청 메시지를 전송하여 OTBR이 요청된 RA로 응답하도록 하는 것입니다. 다른 옵션은 보더 라우터에서 보더 라우팅 기능을 다시 시작하는 것입니다.
$ sudo ot-ctl br disable Done $ sudo ot-ctl br enable Done
Wi-Fi를 다시 연결하거나 이더넷 인터페이스를 다시 시작하려는 경우 Wi-Fi/이더넷 IPv6 네트워크를 관리하는 데 dhcpcd가 사용되지 않았는지 확인합니다. dhcpcd는 인터페이스가 재시작될 때마다 항상 accept_ra 옵션을 재정의하므로 accept_ra 구성이 손실됩니다. dhcpcd 구성 파일 (예: /etc/dhcpcd.conf)에 아래 줄을 추가하여 dhcpcd에서 IPv6를 명시적으로 사용 중지합니다.
noipv6 noipv6rs
변경사항을 적용하려면 재부팅해야 합니다.
macOS 호스트 준비
두 accept_ra* 옵션은 모두 기본적으로 사용 설정되어 있지만 시스템을 macOS Big Sur 이상으로 업그레이드해야 합니다.
호스트 이름 또는 IPv6 주소 핑
이제 ping -6 명령어 (macOS의 경우 ping6)를 사용하여 호스트 이름 ot-host.local을 핑할 수 있습니다.
$ ping -6 ot-host.local. PING ot-host.local.(fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927)) 56 data bytes 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=1 ttl=63 time=170 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=2 ttl=63 time=64.2 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=3 ttl=63 time=22.8 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=4 ttl=63 time=37.7 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 (fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927): icmp_seq=5 ttl=63 time=28.7 ms ...
이 명령어는 Linux 호스트에서 "Name or service not known" 오류와 함께 실패할 수 있습니다. ping 명령어가 mDNS 쿼리로 ot-host.local. 이름을 확인하지 않기 때문입니다. /etc/nsswitch.conf을 열고 hosts로 시작하는 줄에 mdns6_minimal를 추가합니다.
hosts: files mdns4_minimal mdns6_minimal dns
물론 언제든지 IPv6 주소를 직접 핑할 수 있습니다.
$ ping -6 fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927 PING fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927(fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927) 56 data bytes 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=1 ttl=63 time=32.9 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=2 ttl=63 time=27.8 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=3 ttl=63 time=29.9 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=4 ttl=63 time=73.5 ms 64 bytes from fd76:a5d1:fcb0:1707:d3dc:26d3:f70b:b927: icmp_seq=5 ttl=63 time=26.4 ms ...
7. 기기 종료 서비스 게시 취소
SRP 클라이언트 노드에서 등록된 주소 및 서비스를 삭제하려면 다음 단계를 따르세요.
> srp client host remove Done
이제 _ipps._tcp 서비스를 검색할 수 없습니다.
8. 축하합니다
축하합니다. OTBR을 스레드 보더 라우터로 설정하여 스레드 엔드 기기에 양방향 IP 연결 및 서비스 검색을 제공했습니다.
다음 단계
다음 Codelab을 확인하세요.