Thread® 是一种基于 IPv6 的网络协议，专为低功耗、Mesh 组网的 IoT 设备设计，基于 IEEE 802.15.4-2006 的无线 Mesh 网络，通常称为无线个域网（WPAN）。Thread 与其他 802.15 Mesh 网络协议（如 ZigBee、Z-Wave 和蓝牙低功耗）相似，但是独立无关。

Thread 的主要特点包括：

• 简便性

  安装、启动和操作简单；

• 安全性

  Thread 网络中的所有设备都经过身份认证，所有通信都经过加密；

• 可靠性

  自愈合的 Mesh 网络，没有单点故障，并采用扩频技术以提高抗干扰性；

• 高效性

  低功耗的 Thread 设备可以休眠并以电池供电运行多年；

• 可扩展性

  Thread 网络可以扩展到数百台设备。

查看完整的规范，点击 Thread 协议规范下载。

在 Thread 网络中，按照节点是否参与参与消息转发被区分为两种转发角色：

Router 是一个节点，具有以下功能：

• 为网络设备转发数据包；
• 为试图加入网络的设备提供安全的 Commissioning 服务；
• 始终保持其 RF 收发器开启。

End Device (ED) 是一个节点，具有以下功能：

• 主要与单个 Router 通信；
• 不会为其他网络设备转发数据包；
• 可以关闭其 RF 收发器以减少功耗。

此外，节点还可以按照设备类型区分。

Full Thread Device (FTD) 始终保持其无线电开启，订阅所有 ...

Matter 中的具有定义明确的设备数据模型 (Device Data Model)，它是对设备功能的分层建模，在此模型最顶层的实体就是设备。

Matter 中所有的设备，包含手机，家庭语音助手的音箱都统称为 Nodes。Node 作为网络中节点，它是网络中唯一可识别和可寻址的资源，用户可以将其视为一个功能的整体。同样地，通信中原地址和目的地址也是描述 Node。

Node 是 Endpoint 的集合。每个 Endpoint 都包含一个特定功能集。例如，一个 Endpoint 与照明功能相关，而另一个与运动监测相关，再一个与系统（例如设备 OTA）相关。

一个 Endpoint 包含一个或者多个 Clusters。Cluster 是设备数据模型描述的另一个层次，它是特定设备功能分组，例如智能插座上的 On/Off Cluster，或者是可调光设备 Level Control Cluster 。

然而，不同 Endpoint 也可以一个相同功能的实例。例如，多键开关上面的开关独立控制，或者插板插座的需要对每一个插孔进行控制，而这里每一个开关或者插孔都可以是一个 Endpoint。

如下分层和包含关系，最后一级就是 Attributes。他是 Node 的一个状态集合。例如可调光灯的当前调光值。Attributes 可以有不同的数据类型， uint8, strings 或者 arrays。

除...

设备认证特指 CSA Matter 认证产品的验证流程，也就是 Matter 设备在 Commissioning 过程需要向 Commissioner 证明其是一个合法的设备。该流程主要是利用设备在生成阶段烧录的 DAC 证书、私钥和和证书链。Commissioner 会在该阶段完成如下验证：

• 是否是认证厂商生产制造；
• 是否是合法设备；
• 是否通过 Matter 兼容性测试；

在 Matter 开发阶段，开发者是可以在没有认证的前提下完成所有功能开发。一旦打算进入量产，那么需要联系 Matter 认证实验室完成认证，认证实验室会将认证状态同步到 DCL，保证 Commissioning 阶段能够完成 DAC 流程。

认证通过 Public Key Infrastructure (PKI) 系统构造根证书、中间证书和 DAC 的三级证书结构。这和我们常使用的 HTTPs 的认证体系是一致的。

DAC 是一个 X.509 v3 证书，包含一个公钥、以及证书撤销集 Certificate Revocation List (CRL)，由RFC5280 完整定义，当然还包含如下其他信息。

• Public Key
• Issuer
• Subject
• Certificate Serial Number
• Validity, where expiration can be indeterminate
• Signature

其中 Vend...

Commissioning 在 Matter 特指给一个新设备分配 Fabric 操作凭据的一系列流程。该流程中区分两个不同的角色，Commissioner 作为该流程的操作者， Commissionee 即为该新设备。

通常地，手机 App 作为这里的 Commissioner ，而我们购买的智能硬件作为 Commissionee。如下流程指示 Commissioning 流程的关键步骤。

区分的不同的 Commissioning 方法和产品形态，这里的设备发现可以是 Commissioner 发现 Commissionee ，也可以是 Commissionee 发现 Commissioner。 对于 Matter 里面约定为：

• Commissionable Node 发现

• Commissioner 发现

当然在 Commissionee 成功加入 Fabric 后这里还包含 Operationnal 发现，对应如上图的倒数第二关键步骤。

在智能手机作为 Commissioner 的情形下通常是手机通过蓝牙或者基于 mDNS 的 DNS-SD 进行设备发现。是蓝牙还是 mDNS 取决于Commissioner 和 Commissionee 是否已经在同一个局域网，WiFi 设备通常需要是蓝牙，因为它还需要后续步骤配置用户家庭路由器的 SSID 和 Password，对于以太网设备插上网线即已...

对于 Fabric ，字面意思为织网，这里不翻译。Matter 定义为同一安全域下 Node 的集合，在该安全域下 Node 能够彼此认证建立安全通信。一个 Fabric 共享同一证书机构（Certificate Authority (CA)）的根证书（Root of Trust），同时约定一个 Fabric ID。

在 Commissioning 过程中会为需要加入 Fabric 的 Node 分配证书，也就是 NOC。

基于如上安全特性，通常一个生态可以描述一个 Fabric，如上的 Google Fabric。一个设备可以同时加入多个 Fabric，也就是同时被多个生态使用，取决于设备能力。在 Matter 里这个重要功能被定义为 Multi-admin。

这里详细介绍一个 Fabric 的 Operational 凭据。

• Root of Trust

  即根证书， Commissioning 阶段会安装到设备上，之后可以通过管理员更新。通常一个生态为一个Trusted Root Certificate Authority (CA)。

• Node Operational Identifier

  Operational Node ID，64位唯一数，在 Fabric 下设备唯一标识符。

• Node Operational Certificate

  同一 Fabric 通信认证凭据，如下流程产生。

如上流程流...

早在 CHIP 工作组成立之初，我在 开源 HomeKit ADK 文档中就表达对这新协议的兴奋。两年多时间一直在不间断跟踪学习，在其最后发布阶段。整理翻译了Google 关于 Matter 的初级读本系列开发文档。翻译为主，也谈了一些个人浅显理解。建议直接阅读原文和 Connected Home over IP Specification 以及阅读源码。

• https://developers.home.google.com/matter/get-started

Matter 是一个智能家居协议的开放标准，基于该协议所有的 Matter 认证的智能硬件能够彼此通信，协同工作。Matter 标准来自由谷歌、苹果、亚马逊、ZigBee联盟等100多家组成的 CSA联盟共同制定，并且开源实现，connectedhomeip。

对比如上的 TCP/IP OSI 4/7 层模型，Matter 协议的主要实现在应用层，但是选择了 WiFi、以太网、802.15.4 Thread 和 BLE 作为 媒介层、网络层和传输层，其中 BLE 主要是用以入网配置。

对于传统的无线技术 ZigBee、Bluetooth Mesh、Z-Wave 可以选择作为 Bridge 接入。

对于我们熟悉的 WiFi、BLE、ZigBee，以及在这之上的应用协议米家小米 IoT、苹果 HomeKit、亚马逊 AWS IoT 。...