单播的具体的分配和使用机制如下：

节点ID（Node ID）：

  • 每个设备在加入Fabric时，会获得一个唯一的节点ID（Node ID），这个ID在Fabric内是唯一的。节点ID用于标识Fabric中的每个设备。
  • 当一个控制器或设备要与另一个设备通信时，它会使用目标设备的节点ID来定位它，而不是直接使用IP地址。这是Matter协议通信的基础寻址方式。

Fabric ID：

  • 每个Fabric有一个Fabric ID，标识该Fabric中的所有节点。Fabric ID加上节点ID可以唯一标识某个Fabric中的特定设备。
  • 当设备或控制器在多Fabric环境下工作时，Fabric ID确保了设备知道自己要操作的目标是在哪个Fabric中，以避免混淆。

组播的具体的分配和使用机制如下：

1. Group ID的分配

  • 控制器配置：在Matter协议中，Group ID是由控制器（如智能家居系统或应用）分配给设备的。控制器通过与设备的通信，将一个或多个Group ID分配给特定的设备。每个Group ID标识了一个设备组，控制器可以通过这些ID来实现群组控制。
  • Group Key（组密钥）：在为设备分配Group ID时，控制器还会为该设备分配对应的组密钥（Group Key）。这个密钥用于确保只有被授权的设备才能正确解码和响应组播消息。这种机制保障了群组通信的安全性。

2. 组播（Multicast）通信

  • 多设备响应：当控制器想要同时控制一组设备时，它可以向该组分配的Group ID发送组播消息。每个设备会接收该组播消息，并根据其是否包含分配的Group ID来决定是否响应。
  • 高效控制：通过这种方式，控制器不需要单独向每个设备发送控制命令，而是通过一个组播消息同时通知所有相关设备。这大大提高了大规模场景控制的效率，比如打开一组灯或调整多台设备的状态。

3. 动态配置与管理

  • 动态加入或退出：设备可以在运行期间由控制器动态地加入或移出某个组。这可以通过控制器发送配置消息来实现，设备接收后会更新自己的Group ID列表。通过这种机制，用户可以根据需要创建新的群组或调整现有的群组成员。
  • 多Group ID支持：设备可以被分配多个Group ID，这使得设备能够属于不同的群组，灵活响应来自不同场景的控制命令。例如，某个智能灯可以同时属于"卧室灯组"和"全家灯组"，它能够响应两个组的命令。

4. 组播和广播的区别

  • 组播（Multicast）：控制器通过组播机制将消息发送到指定的Group ID，只有与该Group ID匹配的设备会响应。
  • 广播（Broadcast）：Matter协议还支持广播模式，在这种模式下，所有设备都会收到消息，但只有符合特定条件的设备才会响应。而组播更精细化，专门针对特定设备组进行控制。

5. Group ID的存储和使用

  • 本地存储：设备一旦被分配了Group ID，它会将这个ID存储在本地，并在接收到组播消息时使用这个ID来进行匹配。
  • 消息过滤：当设备接收到组播消息时，它会检查消息中的Group ID。如果消息中的ID与设备的本地Group ID匹配，那么设备将响应该消息；如果不匹配，设备则会忽略该消息。

6. Group ID的应用场景

  • 场景控制：比如在智能家居场景中，用户可以定义一个"晚餐场景"，控制器将向所有属于该场景的设备发送组播消息，设备根据其Group ID做出响应，如调整灯光、音乐和窗帘等设备的状态。
  • 区域控制：可以给特定房间内的设备分配同一个Group ID，这样当控制器发送控制命令时，所有这些设备会同时做出响应，实现区域内批量控制。

广播的具体的分配和使用机制如下： 

广播是一种通信机制，允许一个消息发送给网络中的所有节点，而不仅限于某个特定的设备或设备组。广播用于特定场景，比如网络发现、故障通知等。为了使节点支持广播，它需要具备以下功能和配置：

1. IP广播地址（IPv6中的Link-Local或Site-Local广播）

  • Matter基于IPv6网络，IPv6具有原生的广播或多播能力。广播消息通常使用组播地址，例如link-local multicast或site-local multicast，从而允许网络中所有设备接收到消息。
  • IPv6为设备提供了多种范围的广播地址：
  • Link-Local：限制在同一网络链路上的节点。
  • Site-Local：广播消息在一个特定的网络范围内传播，适合于家用网络等局部环境。
  • 广播消息发送给这些地址时，网络中的所有设备都会接收到并处理该消息。

2. 广播消息的监听（Listening for Broadcasts）

  • 默认监听：为了支持广播，节点必须默认监听特定的广播地址，尤其是Matter协议中规定的组播或广播地址。
  • 在IPv6网络中，设备会自动加入某些多播组，比如ff02::1（所有节点的多播组），用于接收网络中的广播消息。因此，设备可以监听网络中的广播数据包，并根据需要进行处理。

3. 广播消息的处理逻辑

  • 消息过滤：广播消息通常传递给网络中所有节点，但不是所有消息都会被每个节点响应。设备需要基于消息的类型或内容来决定是否处理或忽略该消息。
  • 广播用于一些特定用途，比如：
  • 设备发现：网络中的新设备使用广播来宣布自己的存在。
  • 状态通知：设备通过广播告知网络其状态变化，比如电池电量不足等。
  • 错误或紧急信息：设备或控制器可能会广播一些异常或重要状态信息，让整个网络了解。

4. 支持广播的应用场景

  • 网络发现（Network Discovery）：在Matter网络中，广播常用于服务发现。当新设备加入网络时，它可以广播一个消息，询问是否有控制器可用，或者通知网络自己已加入。
  • 例如，使用mDNS（多播DNS）来帮助设备发现控制器，或者帮助控制器找到设备。
  • 设备公告：设备可以通过广播消息向网络中的所有其他节点报告自己当前的状态（比如上线/离线状态，固件升级等）。
  • 故障通知：当某个设备发生错误或紧急情况时，它可以广播一个消息，通知网络中的所有设备或控制器，确保所有相关方都知道该事件。

5. 广播消息的发送

  • 在设备支持广播的同时，它还需要具备发送广播消息的能力。这意味着设备能够识别并向IPv6的广播或多播地址发送消息，具体可以通过底层的UDP协议来实现。
  • 设备通常会根据网络环境，使用Matter协议规定的广播地址发送消息。例如，某些广播消息可以发送到ff02::1（所有节点）或者ff03::1（在同一站点内的所有节点）。

6. 广播与组播的区别

  • 广播（Broadcast）：是指消息发送到所有节点，整个网络内的设备都会接收到这条消息。它适用于网络中所有设备都需要接收的信息，比如网络发现。
  • 组播（Multicast）：是指消息发送给特定组中的节点，只有属于该组的设备才会接收并处理消息。组播更加高效，可以用于场景控制或设备群组控制。

7. 安全性考虑

  • Matter协议中的广播消息也遵循安全性设计。例如，即使是广播的消息，某些情况下消息内容仍然需要加密，并且只有授权设备能够解密和处理这些消息。这确保了网络的安全性，不让未授权设备滥用广播消息。

8. 广播的配置

  • 为了使节点能够接收广播消息，通常会在设备初始化时进行配置，使其监听Matter协议规定的多播或广播地址。
  • 在特定场景下，控制器可能会发送广播配置命令，要求设备在一定时间内响应广播消息，这可以帮助控制器发现设备或完成网络中的某些配置。