Thread是一种新兴的物联网协议，旨在满足联网家庭和商业建筑应用的互操作性、安全性，解决电源和建筑挑战，Qualcomm® QCA402x开发套件就支持这种协议。本文将介绍Thread背后的功臣，及其工作原理，当然还要介绍Thread支持厂商和入门。
Thread从何而来？
Thread最初由Google旗下的Nest联合三星和Arm设计，使用标准IP网络连接和管理多台低功耗设备。2016年，Google决定开源Thread，并与开放连接基金会(OCF)合作，推广联网家居产品，并使相关技术完全兼容。此后，吸引了80多家知名企业加入成为合作伙伴或联盟。
Thread到底是什么？
Thread是一种无线协议，可以创建多设备互连网络，这些设备彼此无缝通信，同时确保以最低功耗运行。Thread是如何做到这一点的？简单来讲，Thread协议栈是一种开放标准，根据电气和电子工程师协会(IEEE)和互联网工程任务组(IETF)现有标准构建，确保设备互操作性，低成本桥接其他IP网络。协议完全兼容IPv6，因此不需要解释器或网关将IP数据包转换为私有协议。它使用6LoWPAN作为基础，压缩数据包，减少功耗，优化数据包转发；使用低功耗网状网络技术，设备也可以接收和传递数据，从而形成一个覆盖面较广的稳定网络。
这些技术，加上验证设备符合规范的认证程序，使得Thread成为开发物联网应用相关领域的首选协议。
图1、Thread协议栈概览
Thread协议栈部分重要特征包括：
· 便于同时设置、启动和管理数百(或数千)台设备。
· 提供设备到设备和设备到云端的连接。
· 在没有IP连接到互联网时可继续在本地运行。
· 应用层中立，应用层和云服务可以随时间推移而改变。
· 每个节点均有完整的IP地址，不需要网络地址转换(NAT)。
· 自愈，添加或移除设备时自动重新配置，确保无任何故障点。
· 2.4GHz基于IEEE 802.15.4标准，低功耗和低延迟。
· 物理层(PHY)分布式扩频，降低干扰并增加覆盖范围。
· 仅授权设备可以加入网络，所有通信都使用对称密钥128-b高级加密标准(AES)进行加密。
Thread网络架构
Thread 版本1.1
2014年，发布了Thread 1.1，方便连接和控制家居产品。
图2、Thread网络架构概览
初始标准住宅结构的设备类型和功能是：
· 边界路由器(也称为边缘路由器)提供到其他网络(Wi-Fi、以太网等)的连接。Thread网络中可以有一只或多只边界路由器。
· 核心路由器管理已分配路由器ID注册表，接受符合路由器资格的终端设备(REED)发出的成为路由器的请求。所有核心路由器信息都存在于其他Thread路由器中，以便即时自动故障转移。
· Thread路由器为网络设备提供路由服务，还为试图加入网络的设备提供接入和安全服务，Thread路由器不休眠，可以降级功能，转变成REED。
· 不符合路由器资格的终端设备可以是FED(全终端设备)或MED(最小终端设备)。MED无需与母设备显式同步即可进行通信。
· 休眠终端设备是主机设备，只能通过父路由器进行通信，不能转发其他设备的消息。
Thread 版本1.2
Thread 1.1的最大束缚之一是511个节点限制。虽然这一限制对于单个家庭网络来说无伤大雅，但是，商业物联网往往需要更多的节点。2019年6月，发布了Thread 1.2，可以将多个Thread网络整合到一个大型虚拟网络中，处理成千上万个节点。
图3、商业网络拓扑概览
Thread 1.2支持商业架构的重要改进是：
· Thread域允许一次部署扩展多达1万台设备，多个Thread网络可以彼此通信，从而扩大范围，覆盖许多网状子网络。
· 同步休眠终端设备，允许低连接延迟、低功耗终端设备在多数时间内保持休眠，但仍然可以频繁短时唤醒，接收消息。
· 骨干路由器(BBR)作为Thread边界路由器，有助于在Thread网络之外与骨干网络段进行通信。而骨干路由器通过连接多个Thread网络的骨干彼此通信。
· 骨干链路是非Thread IPv6链路，骨干路由器通过Thread骨干链路协议(TBLP)连接到非Thread IPv6链路，和其他骨干路由器同步。
· Thread设备和骨干路由器的附加协议定义，有助于跨Thread网络边界进行多播和单播IPv6数据包转发。
· 通过蓝牙进行频外调试，允许仅支持蓝牙低能量(BLE)无线电的设备成为Thread网状网络的原生设备。
有关Thread 1.2所有增强特性的详细信息，请下载Thread 1.2基本特征白皮书。
哪里可以获得Thread更多信息？
2014年7月15日，成立了Thread Group(Qualcomm Technologies, Inc.率先提供支持，并于2015年加入董事会)。Thread Group是一个提供产品认证的市场教育小组，其成员资格对外开放，并鼓励加入。您可以浏览此处了解更多关于成员资格的好处，以及如何加入的信息。Thread规范提供给所有人，但Thread认证仅向Thread Group成员开放。
结论
Thread具有以下优点：网状网络、基于云的方法、无限IP地址、高安全性、可扩展性、以物联网为中心的路由、低延迟、低成本以及应用开发灵活性。
此外，Thread兼容现有IP技术、基于现有网络形成的各种技术和知识，不需要开发者适应新的工作方式，因此，得到越来越多的关注。
如需了解Thread应用的更多信息，比如如何让整幢建筑适应员工的移动，全天候监控农场的动物行为等等，请查看案例研究。
如果准备深入了解并尝试开放项目，可以浏览Thread Group开发者入门页面。另外，您还可以查看我们的QCA4020和QCA4024开发套件，最后，请务必告诉我们您正在开发的项目信息！请记住，我们将随时为您提供帮助。
Qualcomm QCA402x是Qualcomm Technologies, Inc.和/或其子公司的产品。
