前言

近日，CSA聯(lián)盟（Connectivity Standards Alliance)正式對(duì)外發(fā)布了Matter 1.0 標(biāo)準(zhǔn)，并宣布認(rèn)證計(jì)劃現(xiàn)已開放。這意味著智能家居品牌可以對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和認(rèn)證，一旦獲得認(rèn)證，公司就可以開始銷售帶有Matter 標(biāo)志的設(shè)備。

Matter 最初的項(xiàng)目名稱是Project Chip(CHIP)，目前由 CSA聯(lián)盟維護(hù)。它是一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，旨在將繁雜的智能家居設(shè)備收歸到統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)。

Matter 作為一個(gè)應(yīng)用級(jí)的協(xié)議，向下屏蔽了設(shè)備制造商的生態(tài)和系統(tǒng)，讓各種智能家居設(shè)備之間能相互通信。例如，一個(gè) Matter 認(rèn)證的智能燈泡可以由另一個(gè)廠家生產(chǎn)的同樣經(jīng)過認(rèn)證的設(shè)備來控制。Matter 是基于ip的協(xié)議，支持wifi、 Thread、 Internet三種不同的底層協(xié)議棧。

Matter 采用不同的通訊協(xié)議和技術(shù)為未來智能家居行業(yè)提供了不同場(chǎng)景下的解決方案：

低功耗藍(lán)牙技術(shù)：低功耗藍(lán)牙作為一種專門設(shè)計(jì)用于低功耗設(shè)備之間通信的無線通信技術(shù)，它可以在較低的功率下實(shí)現(xiàn)較長的通信距離，因此非常適合用于智能家居設(shè)備之間的連接。Matter 使用低功耗藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行設(shè)備之間的連接和控制。

二維碼進(jìn)行配置：二維碼是一種快速掃描的圖形碼，可以用于快速識(shí)別設(shè)備身份和配置設(shè)備。在 Matter 中，用戶可以掃描設(shè)備上的二維碼，以快速將設(shè)備添加到智能家居網(wǎng)絡(luò)中，而無需手動(dòng)輸入復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置信息。

Wi-Fi 技術(shù)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸：Wi-Fi 技術(shù)是一種通信技術(shù)，可以提供高速的無線網(wǎng)絡(luò)連接，因此非常適合用于傳輸大量數(shù)據(jù)，例如高清視頻和音頻數(shù)據(jù)。在 Matter 中，設(shè)備可以通過 Wi-Fi 進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音視頻體驗(yàn)。

Thread 協(xié)議進(jìn)行低速數(shù)據(jù)傳輸：Thread 協(xié)議是一種低功耗、安全、可靠的無線通信協(xié)議，它適用于智能家居設(shè)備之間的低速數(shù)據(jù)傳輸。在 Matter 中，設(shè)備可以使用 Thread 協(xié)議進(jìn)行低速數(shù)據(jù)傳輸，例如傳輸傳感器數(shù)據(jù)、控制指令等。

Matter協(xié)議架構(gòu)

1.Matter Over IPV6

該標(biāo)準(zhǔn)建立在一個(gè)共同的信念之上，即智能家居設(shè)備應(yīng)該安全、可靠且無縫使用。通過建立在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 之上，Matter 支持智能家居設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用程序和云服務(wù)之間的通信，并為設(shè)備認(rèn)證定義了一組特定的基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

IPv6（Internet Protocol version 6）是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的一種，它是 IPv4 協(xié)議的后繼者，當(dāng)然并不是說這是一種全新的技術(shù)，更多的可以看作是IPV4 協(xié)議的擴(kuò)展。IPv6 提供了更大的地址空間（128位）、更好的安全性（引入IPsec協(xié)議作為默認(rèn)選項(xiàng)）、更高的性能和更多的擴(kuò)展性，是未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

下面是IPV4 和 IPV6 的一些區(qū)別：

2.Matter協(xié)議架構(gòu)

Matter 旨在為智能家居設(shè)備構(gòu)建一個(gè)通用的基于 IPv6 的通信協(xié)議。該協(xié)議定義了將部署在設(shè)備上的應(yīng)用層和不同的鏈路層，以幫助維護(hù)互操作性。

為了解決網(wǎng)絡(luò)通信壁壘，Matter網(wǎng)絡(luò)層本身基于 IPV6，因此天生具備IP連接能力，可以與WIFI、Thread、以太網(wǎng)等通訊協(xié)議配合使用，而藍(lán)牙則僅在配網(wǎng)過程使用；

Matter 還支持橋接等其他智能家居技術(shù)（例如 Zigbee、Bluetooth Mesh 和 Z-Wave）。這也就意味著，基于這些協(xié)議的設(shè)備可以像使用 Matter 設(shè)備一樣運(yùn)行Bridge；

由于Matter是基于應(yīng)用層的協(xié)議，也就是說在未來即便有新的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的出現(xiàn)，Matter也可以很方便的兼容和支持到新協(xié)議，從長遠(yuǎn)發(fā)展來看具有很好的前瞻性！

3.Matter標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議架構(gòu)

Matter標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議架構(gòu)總體流程分析：

首先使用Interaction Model構(gòu)建一個(gè)Action；在Action Framing這一層中，該Action會(huì)被序列化為一份指定的壓縮二進(jìn)制格式，表示可以在設(shè)備上執(zhí)行設(shè)備交互的一組操作；處理后的Action幀通過Security層進(jìn)行加密和簽名處理，確保通信雙方信息傳輸?shù)臋C(jī)密性和可靠性；當(dāng)Action經(jīng)過序列化、加密和簽名后，Message Layer會(huì)指定一份必選及可選的頭字段構(gòu)造Payload格式，其中頭字段中包含了規(guī)定消息的屬性及一些邏輯路由信息；當(dāng)payload被 Message Layer 層構(gòu)造后, 會(huì)使用基于IP的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 (TCP協(xié)議或Matter的消息可靠協(xié)議Message Reliability Protocol)；一旦對(duì)方設(shè)備收到數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)流則沿著協(xié)議棧向上移動(dòng)，即各個(gè)層反轉(zhuǎn)發(fā)送方對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作，最終將消息傳遞給應(yīng)用程序。

后面我們會(huì)重點(diǎn)講解設(shè)備數(shù)據(jù)模型（Data Model）和互動(dòng)模型（Interaction Model），這兩部分是Matter互聯(lián)互通的前提！

Matter網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
原理上，任何支持IPV6協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)都可以部署Matter，我們重點(diǎn)關(guān)注三種鏈路層技術(shù)：以太網(wǎng)（Ethernet）、WIFI和 Thread。

在 Matter 協(xié)議中，Matter將網(wǎng)絡(luò)視為共享資源，它不規(guī)定獨(dú)占網(wǎng)絡(luò)的所有權(quán)或訪問權(quán)。因此我們可以在同一組成IP的網(wǎng)絡(luò)下覆蓋多個(gè)Matter網(wǎng)絡(luò)。

Matter協(xié)議還可以在沒有公網(wǎng)IPv6基礎(chǔ)設(shè)施的情況下運(yùn)行，經(jīng)資料查詢得知，主要是因?yàn)镸atter協(xié)議也支持Thread網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其底層是基于IEEE 802.15.4的，并使用了6LoWPAN作為IPv6的適配層。而 6LoWPAN協(xié)議 提供了一種在低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用IPv6的方法，它可以將IPv6數(shù)據(jù)包壓縮到非常小的尺寸，從而使得這些數(shù)據(jù)包可以在不需要較大的IP地址空間的情況下傳輸。這使得Matter設(shè)備可以使用私有IPv6地址而不需要公共IPv6地址，因此不需要依賴公網(wǎng)IPv6基礎(chǔ)設(shè)施。

因此，Matter協(xié)議不需要依賴公網(wǎng)IPv6基礎(chǔ)設(shè)施，也不需要依賴互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商的支持，可以在與公網(wǎng)斷開連接或有防火墻的網(wǎng)絡(luò)中操作，這使得它可以在更廣泛的場(chǎng)景下進(jìn)行部署和使用。

Mesh組網(wǎng)
在了解Matter網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之前，我們可以先來了解下 Mesh 組網(wǎng)。

目前最流行的全屋WiFi方案主要有兩種：Mesh路由器組網(wǎng)和AC+AP兩種方案。而Mesh路由器組網(wǎng)由于其實(shí)惠的價(jià)格和較為穩(wěn)定的鏈路連接性能以及安裝的簡便性，目前在全屋智能網(wǎng)絡(luò)的選擇還是比較熱門的。

無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種新無線局域網(wǎng)類型，與傳統(tǒng)WLAN不同的是，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的AP可以采用無線連接的方式進(jìn)行互連，并且AP間可以建立多跳的無線鏈路。簡單來說，就是當(dāng)WIFI覆蓋不了的時(shí)候，在有WIFI信號(hào)的時(shí)候放置一個(gè)路由器，可以作為Mesh路由的中繼節(jié)點(diǎn)，透過這個(gè)節(jié)點(diǎn)，將WIFI信號(hào)覆蓋到所有需要覆蓋的地方；是一個(gè)動(dòng)態(tài)的可以不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，任意的WIFI節(jié)點(diǎn)設(shè)備均可以保持無線互聯(lián)。

這個(gè)很直觀的體現(xiàn)就是大學(xué)里每層走廊中間都會(huì)架設(shè)一臺(tái)路由，而你每移動(dòng)一個(gè)樓層，你手機(jī)的校園網(wǎng)都會(huì)重新連接，也就是手機(jī)信號(hào)會(huì)快速自動(dòng)重連距離你最近的一臺(tái)路由，這就構(gòu)成了一個(gè)龐大的無線鏈路網(wǎng)絡(luò)。下面我們?cè)賮砹私庀翸atter 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為單一網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜托切尉W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

1.單一網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br />

在單一網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，所有?Matter 設(shè)備都連接到一個(gè)單一的邏輯網(wǎng)絡(luò)。 它可以是Thread/802.15.4網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在 Wi-Fi/以太網(wǎng)的情況下，網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上可以跨越多個(gè)Wi-Fi和/或以太網(wǎng)段，前提是所有段都在鏈路層橋接。 節(jié)點(diǎn)(Node)是Fabric中的 Matter設(shè)備的單個(gè)實(shí)例，可在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。

在單一網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械拿總€(gè)節(jié)點(diǎn)都通過單個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口與Fabric中的每個(gè)其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。

在Matter 中，分屬不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可以進(jìn)行同端通信，這也就意味著一個(gè)WIFI設(shè)備可以和一個(gè)Thread進(jìn)行相互的信息轉(zhuǎn)發(fā)，而Matter則扮演了一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)的身份，并稱其為Fabric。

注：Fabric是共享同一個(gè)Trusted Root的Matter設(shè)備的集合。Matter中Trusted Root作為根CA，頒發(fā)NOC證書，識(shí)別節(jié)點(diǎn)身份。在一個(gè)Fabric內(nèi)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)Node ID。Fabric作為一個(gè)命名空間來管理所有權(quán)，在Fabric范圍內(nèi)使用標(biāo)識(shí)符確保資源的分配和選擇的唯一性。

2.星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br /> AP(Access Point)：WI-FI無線接入點(diǎn)，AP 負(fù)責(zé)向 STA 提供 Wi-Fi 信號(hào)，并提供連接互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
STA(Station)：STA 是 Wi-Fi 中的無線客戶端，即 Station。STA 可以是智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等各種設(shè)備，它們可以通過 Wi-Fi 連接到無線接入點(diǎn)，訪問互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)中的資源。
BR(Border Router)：指的是邊界路由器，BR 是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以連接兩個(gè)或多個(gè) IP 子網(wǎng)，并將它們轉(zhuǎn)換為同一個(gè) Thread 網(wǎng)絡(luò)，使得不同子網(wǎng)中的設(shè)備可以互相通信。BR 是 Thread 網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備之一，通常由路由器或者網(wǎng)關(guān)設(shè)備提供。
ED(End device)：指的是終端設(shè)備，ED 是 Thread 網(wǎng)絡(luò)中的客戶端設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等。ED 可以直接連接到 BR 或者 R，也可以通過其他設(shè)備中繼進(jìn)行通信。
R(Router)：指的是內(nèi)部路由器。R 是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以連接多個(gè) ED 和其他 R，負(fù)責(zé)在 Thread 網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
SED(Sleepy End Device)：指的是低功耗終端設(shè)備。SED 是一種特殊的終端設(shè)備，通常采用低功耗的無線技術(shù)，可以在不需要進(jìn)行通信時(shí)進(jìn)入睡眠模式，從而延長電池壽命。SED 可以直接連接到 BR 或者 R，也可以通過其他設(shè)備中繼進(jìn)行通信。

星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆啥鄠€(gè)外圍網(wǎng)絡(luò)組成，這些網(wǎng)絡(luò)通過Hub連接在一起。Hub通常是客戶家庭網(wǎng)絡(luò)（Wi-Fi/以太網(wǎng)）中的設(shè)備，而外圍網(wǎng)絡(luò)可以是任何支持的網(wǎng)絡(luò)類型。外圍網(wǎng)絡(luò)必須始終通過一個(gè)或多個(gè)邊界路由器(Border Router)直接連接到Hub。

在架構(gòu)上，任何數(shù)量的外圍網(wǎng)絡(luò)可以存在于單個(gè)Fabric中，包括相同類型的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)可以具有到任何網(wǎng)絡(luò)（Hub或外圍設(shè)備）的接口，并且可以直接與同一網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)通信。然而，任何必須跨越網(wǎng)絡(luò)邊界才能到達(dá)目的地的通信必須通過邊界路由器(Border Router)。

該協(xié)議對(duì)邊界路由器提出了一系列要求。這些要求涉及地址分配、路由分配和廣播、多播支持和代理發(fā)現(xiàn)。

注：在現(xiàn)Matter1.0版本規(guī)范中，Thread是主要支持的LLN（Low-Power and Lossy Network）。在許多情況下，客戶安裝將嘗試維護(hù)一簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括一個(gè)Wi-Fi/以太網(wǎng)子網(wǎng)和一個(gè)單Thread網(wǎng)絡(luò)。但是，可以支持多個(gè)Thread網(wǎng)絡(luò)。

設(shè)備數(shù)據(jù)模型（Date Model）
在 Matter 中的設(shè)備具有明確定義的數(shù)據(jù)模型 (DM)，這是對(duì)設(shè)備功能的分層建模。在此層次結(jié)構(gòu)的頂層，有一個(gè)Device。

1.設(shè)備和端點(diǎn)（Node、Endpoint）
所有設(shè)備（包括智能手機(jī)和家居助理）均由Node（節(jié)點(diǎn)）組成?！肮?jié)點(diǎn)”是網(wǎng)絡(luò)中可以標(biāo)識(shí)為唯一且可尋址的資源，用戶可以感知到整個(gè)功能。Matter 中的網(wǎng)絡(luò)通信始于和終止節(jié)點(diǎn)。

一組節(jié)點(diǎn)包含了多組Endpoint（端點(diǎn)）。而每個(gè)端點(diǎn)都封裝了一個(gè)功能集。例如，端點(diǎn)1可能涉及照明功能，而端點(diǎn)2可能涉及移動(dòng)偵測(cè)，以及其他與實(shí)用程序（例如設(shè)備 OTA）的處理方式。

2.節(jié)點(diǎn)角色（Node roles）
在Matter 中，每一個(gè)物理設(shè)備都被稱之為Node，Node 使用Node ID（64bit）來進(jìn)行表示，在Fabric范圍內(nèi)是唯一的！

Node roles是一組相關(guān)的行為。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可能有一個(gè)或多個(gè)role。Node roles 包括：

Commissioner ：執(zhí)行調(diào)試的節(jié)點(diǎn) 。
控制器：可以控制一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)。例子包括Google Home app (GHA), Google Assistant, 和Google Nest Hub (2nd gen). 某些設(shè)備類型（例如開/關(guān)燈開關(guān)）具有控制器角色。
Controlee : 可以被一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制的節(jié)點(diǎn)。大多數(shù)設(shè)備類型都可以是 Controlee，除了一些具有 Controller 角色的設(shè)備類型，例如On/Off Light Switch。開/關(guān)燈開關(guān)只能是控制器。它不能是受控人。
OTA Provider : 可以提供 OTA 軟件更新的節(jié)點(diǎn)。
OTA 請(qǐng)求者：可以請(qǐng)求 OTA 軟件更新的節(jié)點(diǎn)。

3.集群（Cluster）

在一個(gè)Endpoint中，一個(gè) Node 有一個(gè)或多個(gè)Clusters。這些是設(shè)備層次結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)步驟，因?yàn)樗鼈儗⑻囟üδ芊纸M，例如 智能插頭上的開/關(guān)集群，或可調(diào)光端點(diǎn)上的電平控制集群。

一個(gè)節(jié)點(diǎn)也可能有多個(gè)端點(diǎn)，每個(gè)端點(diǎn)都創(chuàng)建一個(gè)具有相同功能的實(shí)例。例如，燈具可能會(huì)暴露對(duì)單個(gè)燈的獨(dú)立控制，或者電源板可能會(huì)暴露對(duì)單個(gè)插座的控制。

3.1 屬性（Attributes）
在最后一層，我們會(huì)找到Attributes，這是節(jié)點(diǎn)持有的狀態(tài)，表示可以讀取或?qū)懭氲膬?nèi)容，支持多種數(shù)據(jù)格式，實(shí)際中代表了智能設(shè)備的相關(guān)屬性(如門的開關(guān)、室內(nèi)溫度等)。

3.2 命令（Commands）
除了 Attributes 之外，Clusters 還有Commands，也就是觸發(fā) Cluster 進(jìn)行某種行為的指令。它們等同于Matter遠(yuǎn)程過程調(diào)用的 DM。命令類似于動(dòng)詞，例如Door Lock集群上的 lock door。命令可能會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)和結(jié)果；在 Matter，這樣的響應(yīng)也被定義為命令，以相反的方向進(jìn)行。

3.3 事件（Events）
最后，Clusters 也可能有Events，它可以被認(rèn)為是過去狀態(tài)轉(zhuǎn)換的記錄。雖然屬性代表當(dāng)前狀態(tài)，但事件是過去的日志，包括單調(diào)遞增的計(jì)數(shù)器、時(shí)間戳和優(yōu)先級(jí)。它們能夠捕獲狀態(tài)轉(zhuǎn)換，以及使用屬性不容易實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)建模。

Endpoint 0作為Utility Clusters保留。Utility Clusters 是特定的集群，它包含端點(diǎn)上的服務(wù)功能，例如發(fā)現(xiàn)、尋址、診斷和軟件更新。另一方面，Application(應(yīng)用集群)支持主要操作，例如開/關(guān)或溫度測(cè)量。

4.Cluster分類
cluster可以定義為工具(Utility) Cluster或應(yīng)用(Application) Cluster。

4.1 工具(Utility) Cluster
工具cluster不是端點(diǎn)的主要應(yīng)用程序操作的一部分。它可以用于配置、發(fā)現(xiàn)、尋址、診斷、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況、軟件更新等。它可能與對(duì)應(yīng)的cluster存在臨時(shí)關(guān)系。

作用域?yàn)槎它c(diǎn)的工具cluster示例:標(biāo)識(shí)符、描述符、綁定、組等。 適用于該節(jié)點(diǎn)的工具cluster
示例:基本信息、診斷等。

4.2 應(yīng)用(Application) Cluster
應(yīng)用cluster支持端點(diǎn)的主要操作。應(yīng)用cluster可以支持和一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序交互，既包括client也包括server。

應(yīng)用cluster示例:

On/Off cluster —— client向server發(fā)送命令
Temperature Measurement cluster —— server向client報(bào)告數(shù)據(jù)
應(yīng)用程序cluster不是工具cluster，即使它本身可能支持實(shí)用的工具功能，如校準(zhǔn)、操作模式等。但應(yīng)用程序cluster規(guī)范不應(yīng)該涉及其應(yīng)用領(lǐng)域之外的層級(jí)和過程。

示例：一個(gè)特定的溫度測(cè)量cluster可能存在于不同的設(shè)備上，或在不同的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)設(shè)備具有不同的安全與配網(wǎng)機(jī)制和/或策略。
示例：commissioning cluster的范圍是配網(wǎng)，而不是測(cè)溫。

5.Clients and Servers
Clusters 可能是Client Cluster或Server Cluster。服務(wù)器是有狀態(tài)的，保存屬性、事件和命令；而客戶端是 無狀態(tài)的，其職責(zé)是啟動(dòng)與遠(yuǎn)程服務(wù)器集群的交互，從而執(zhí)行：

讀取和寫入其遠(yuǎn)程屬性。
讀取其遠(yuǎn)程事件。
調(diào)用其遠(yuǎn)程命令。
雖然 DM 在節(jié)點(diǎn)內(nèi)是分層的，但節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系不是。Matter中的節(jié)點(diǎn)沒有controller/peripheral 或 leader/follower關(guān)系。相反，關(guān)系是水平的：任何 Cluster 都可以是Server或Client。因此，對(duì)于不同的集群和功能，節(jié)點(diǎn)可能既是服務(wù)器又是客戶端。

例如，我們可能有兩個(gè)臺(tái)燈：節(jié)點(diǎn) A和節(jié)點(diǎn) B。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了一個(gè)開/關(guān)燈設(shè)備類型。此設(shè)備類型包括控制其各自物理光輸出的開/關(guān)服務(wù)器集群。

但是，就像典型的臺(tái)燈一樣，我們的物理設(shè)備還將包括一個(gè)開/關(guān)燈 開關(guān)設(shè)備類型，用于其本地開/關(guān)。此設(shè)備類型必須實(shí)現(xiàn)開/關(guān)客戶端集群，以便它可以控制服務(wù)器集群。

在此示例中，節(jié)點(diǎn) A 上的開/關(guān)客戶端集群正在更改節(jié)點(diǎn) A 和節(jié)點(diǎn) B 上的開/關(guān)服務(wù)器集群的屬性，而節(jié)點(diǎn) B 的客戶端集群僅更改節(jié)點(diǎn) B 本身上的服務(wù)器集群。

在下一節(jié)中，我們將詳細(xì)介紹客戶端和服務(wù)器集群如何交互： Interaction Model（交互模型）。

交互模型
1.概念
如果我們不能對(duì)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行操作，那么節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)模型 (DM) 就不相關(guān)了。交互模型（IM），定義了一個(gè)節(jié)點(diǎn)的 DM 與其他節(jié)點(diǎn)的 DM 的關(guān)系：即 IM 作為 DM 之間通信的通用語言。

節(jié)點(diǎn)通過以下方式相互交互：

讀取和訂閱屬性和事件
寫入屬性
調(diào)用命令
每當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)建立加密通信序列時(shí)，它們就構(gòu)成了交互關(guān)系。Interactions 可能由一個(gè)或多個(gè)Transactions組成，而 Transactions 由一個(gè)或多個(gè)Action組成，可以理解為 Node 之間的 IM 級(jí)消息。

Matter 支持多個(gè)操作，例如從另一個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求屬性或事件的讀取請(qǐng)求操作，或其響應(yīng)，報(bào)告數(shù)據(jù)操作，它將信息從服務(wù)器返回到客戶端。

1.1 發(fā)起者（Initiators ）和目標(biāo)（Targets）
在Matter中，節(jié)點(diǎn)的發(fā)起目標(biāo)被稱為發(fā)起者（Initiators ），而響應(yīng)的節(jié)點(diǎn)則作為目標(biāo)（Target）。一般來說，發(fā)起者是客戶端集群，而目標(biāo)是客戶端集群。

1.2 組（Groups）
在Matter中節(jié)點(diǎn)可能隸屬于某個(gè)組。設(shè)備組作為一種機(jī)制，主要用于在統(tǒng)一操作中同時(shí)尋址并向多個(gè)設(shè)備發(fā)送消息。在一個(gè) Group 中，所有的節(jié)點(diǎn)共享同一個(gè) Group ID（16位整型）。

為了完成組級(jí)通信（群播），Matter 利用IPV6 多播消息，并且讓所有的組成員都具有相同的多播地址。

1.3 路徑（Path）
當(dāng)我們想要與屬性、事件或命令進(jìn)行交互時(shí)，我們需要為這種交互指定 Path ，也就是屬性、事件和命令在節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)模型層次結(jié)構(gòu)中的位置。

注：Path 也可以使用Groups或者統(tǒng)配交互符（Wildcard Operators）同時(shí)處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)或集群，從而減少操作的數(shù)量。

Path這種機(jī)制對(duì)提高通信的響應(yīng)能力起到很重要的作用。例如：當(dāng)用戶想要關(guān)閉所有燈光，語音助手可以與組內(nèi)多個(gè)燈建立單個(gè)的交互，而不是傳統(tǒng)的一系列單獨(dú)的交互。

Matter Path 使用規(guī)范：

在這些路徑構(gòu)建塊中，端點(diǎn)和集群還可能包括用于選擇多個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)例的通配符運(yùn)算符。

1.4 定時(shí)和非定時(shí)（Timed & Untimed）
有兩種執(zhí)行寫入或調(diào)用 Matter 的方式：定時(shí)的和非定時(shí)的。定時(shí)交易為寫入/調(diào)用動(dòng)作的發(fā)送建立了一個(gè)最大的超時(shí)。這個(gè)超時(shí)的目的是為了防止對(duì)交易的攔截攻擊。它特別適用于對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行門禁的設(shè)備，如車庫開門器和鎖。

2. Read Transactions
   與 Nodes 交互時(shí)的第一個(gè)用例 Matter是從另一個(gè)節(jié)點(diǎn)讀取的屬性，例如來自傳感器的溫度值。在此類交互中，必須執(zhí)行的第一個(gè)操作是讀取請(qǐng)求操作。

2.1 讀取請(qǐng)求操作（Read Request Action）
發(fā)起者 -> 目標(biāo)

在此 Action 中，Initiator 會(huì)查詢 Target 提供的以下請(qǐng)求：

屬性請(qǐng)求：零個(gè)或多個(gè)目標(biāo)屬性的列表。該列表由零個(gè)或多個(gè)目標(biāo)請(qǐng)求屬性的路徑組成。
事件請(qǐng)求：目標(biāo)請(qǐng)求事件的零個(gè)或多個(gè)路徑列表。
目標(biāo)接收到讀取請(qǐng)求操作后，它將使用請(qǐng)求的信息組裝一個(gè)報(bào)告數(shù)據(jù)操作；當(dāng)目標(biāo)接收到讀取請(qǐng)求操作后，它將使用請(qǐng)求的信息組裝一個(gè)報(bào)告數(shù)據(jù)操作。詳見下圖：

2.2 報(bào)告請(qǐng)求數(shù)據(jù)（Report Data Action）
目標(biāo) -> 發(fā)起者

在此 Action 中，Target 響應(yīng)：

屬性報(bào)告（Attribute Reports）：讀取操作請(qǐng)求中請(qǐng)求的零個(gè)或多個(gè)報(bào)告屬性的列表。
事件報(bào)告（Event Reports）：零個(gè)或多個(gè)報(bào)告事件的列表。
抑制響應(yīng)（Suppress Response）：一個(gè)標(biāo)志，用于確定是否應(yīng)抑制對(duì)此操作的狀態(tài)響應(yīng)。
訂閱 ID（Subscription ID）：如果此報(bào)告是訂閱交易的一部分，它必須包含一個(gè)用于識(shí)別訂閱交易的整數(shù)。

2.3 狀態(tài)響應(yīng)動(dòng)作（Status Response Action）
目標(biāo) -> 發(fā)起者 -> 目標(biāo)

一旦 Initiator 接收到請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，默認(rèn)情況下它必須生成一個(gè) Status Response Action。此操作由啟動(dòng)器發(fā)送，確認(rèn)已收到報(bào)告的數(shù)據(jù)。如果設(shè)置了 Suppress Status Response 標(biāo)志，則 Initiator 不得發(fā)送 Status Response Action。

一旦啟動(dòng)器發(fā)送了狀態(tài)響應(yīng)操作，或者啟動(dòng)器接收到啟用了抑制響應(yīng)標(biāo)志的報(bào)告數(shù)據(jù)操作，讀取/報(bào)告查詢就完成了。

狀態(tài)響應(yīng)操作僅包含一個(gè)狀態(tài)字段，該字段將確認(rèn)操作成功或顯示失敗代碼。

3.Subscription Transaction

3.1 訂閱請(qǐng)求操作（Subscribe Request Action）
發(fā)起者 -> 目標(biāo)

除了單一的讀請(qǐng)求動(dòng)作外，發(fā)起者還可以訂閱屬性或事件的定期更新。因此，同樣的報(bào)告數(shù)據(jù) Action 可以作為訂閱交易后的定期數(shù)據(jù)更新的結(jié)果而產(chǎn)生。

訂閱交互創(chuàng)建兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，其中目標(biāo)定期向發(fā)起者生成報(bào)告數(shù)據(jù)操作。 Initiator 是 Subscriber，Target 是 Publisher。

訂閱請(qǐng)求操作包含：

Min Interval Floor（最小間隔層）：報(bào)告之間的最小間隔。
Max Interval Ceiling（最大區(qū)間上限）：報(bào)告之間的最大間隔。
Attribute Reports（屬性報(bào)告）：讀取操作請(qǐng)求中請(qǐng)求的零個(gè)或多個(gè)報(bào)告屬性的列表。
Event Reports（事件報(bào)告）：零個(gè)或多個(gè)報(bào)告事件的列表。

在訂閱請(qǐng)求之后，目標(biāo)用包含第一批報(bào)告數(shù)據(jù)的報(bào)告數(shù)據(jù)操作響應(yīng)發(fā)起者：Primed Published Data。

然后，發(fā)起者通過發(fā)送到目標(biāo)的狀態(tài)響應(yīng)操作來確認(rèn)報(bào)告數(shù)據(jù)操作。一旦目標(biāo)接收到一個(gè)狀態(tài)響應(yīng)動(dòng)作報(bào)告沒有錯(cuò)誤，它發(fā)送一個(gè)訂閱響應(yīng)動(dòng)作。

目標(biāo)隨后將以協(xié)商的間隔定期發(fā)送報(bào)告數(shù)據(jù)操作，發(fā)起者將響應(yīng)這些操作，直到訂閱丟失或取消。

3.2 訂閱響應(yīng)操作（Subscribe Response Action）
目標(biāo) -> 發(fā)起者

這是訂閱交易的最后一個(gè)操作，并結(jié)束了該過程。這包括：

Subscription ID（訂閱 ID）：標(biāo)識(shí)訂閱的整數(shù)。
Min Interval（最小間隔）：最終確定的報(bào)告之間的最小間隔。
Max Interval（最大間隔）：最終確定的報(bào)告之間的最大間隔。
4. Write Transactions
4.1 不定時(shí)寫入事務(wù)（Untimed Write Transaction）
4.1.1 寫請(qǐng)求操作（Write Request Action）
發(fā)起者 -> 目標(biāo)

與讀取請(qǐng)求操作類似，在此操作中，發(fā)起者為目標(biāo)提供：

Write Requests（寫入請(qǐng)求）：包含路徑和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)元組的列表。
Timed Request（定時(shí)請(qǐng)求）：一個(gè)標(biāo)志，指示此操作是否是定時(shí)寫入事務(wù)的一部分。
Suppress Response（抑制響應(yīng)）：指示是否應(yīng)抑制響應(yīng)狀態(tài)操作的標(biāo)志。

4.1.2 寫響應(yīng)操作（Write Response Action）
目標(biāo) -> 發(fā)起者

4.1.3 不定時(shí)寫入限制（Untimed Write Restrictions）
寫入請(qǐng)求動(dòng)作可以是一個(gè)組播，但在這種情況下，必須設(shè)置抑制響應(yīng)標(biāo)志。其理由是，否則網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)被來自一個(gè)組的每個(gè)成員的同時(shí)響應(yīng)所淹沒。

為了啟用這種行為，在寫請(qǐng)求列表中使用的路徑可以包含組，或者它們可以包含通配符，但只在端點(diǎn)字段上。

4.2 定時(shí)寫入事務(wù)（Timed Write Transaction）
在定時(shí)寫入事務(wù)中比非定時(shí)寫入事務(wù)多了幾個(gè)步驟。

4.2.1 定時(shí)請(qǐng)求操作（Timed request action）
發(fā)起者 -> 目標(biāo)

Initiator 啟動(dòng)事務(wù)發(fā)送此操作，其中包含：

Timeout：此事務(wù)可以保持打開狀態(tài)的毫秒數(shù)。在此期間，Initiator 發(fā)送的下一個(gè)動(dòng)作將被視為有效。
一旦接收到定時(shí)請(qǐng)求操作，目標(biāo)必須使用狀態(tài)響應(yīng)操作確認(rèn)定時(shí)請(qǐng)求操作。一旦 Initiator 收到報(bào)告沒有錯(cuò)誤的 Status Response Action，它將發(fā)送 Write Request Action。

4.2.2 寫請(qǐng)求操作（Write Request Action）
與前面描述的 4.1.1 寫請(qǐng)求操作 相同。

4.2.3 寫響應(yīng)操作（Write Response Action）
與前面描述的 4.1.2 寫響應(yīng)操作 相同。

4.2.4 定時(shí)寫入限制（Timed Write Restrictions）
定時(shí)請(qǐng)求動(dòng)作、寫請(qǐng)求動(dòng)作和寫響應(yīng)動(dòng)作是單播的。

5.調(diào)用事務(wù)
調(diào)用事務(wù)用于在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上調(diào)用一個(gè)或多個(gè)集群命令。它類似于對(duì)集群中定義的命令進(jìn)行的遠(yuǎn)程過程調(diào)用。

與寫入事務(wù)類似，調(diào)用事務(wù)支持定時(shí)和不定時(shí)事務(wù)。 有關(guān)定時(shí)事務(wù)的更多信息，請(qǐng)參閱 交互模型：1.4.定時(shí)和非定時(shí)

5.1 不定時(shí)調(diào)用事務(wù)
5.1.1 調(diào)用請(qǐng)求操作（Invoke Request Action）
發(fā)起者 -> 目標(biāo)

類似于讀請(qǐng)求動(dòng)作和寫請(qǐng)求動(dòng)作，在這個(gè)動(dòng)作中，發(fā)起者為目標(biāo)提供：

Invoke Requests（調(diào)用請(qǐng)求）：集群命令的路徑（PATH）列表 ，以及命令的可選參數(shù)，名為 Command Fields。
Timed Request（超時(shí)請(qǐng)求）：一個(gè)標(biāo)志，指示此操作是否是定時(shí)調(diào)用事務(wù)的一部分。
Suppress Response（抑制響應(yīng)）：指示是否應(yīng)抑制調(diào)用響應(yīng)操作的標(biāo)志。
Interaction ID：一個(gè)整數(shù)，用于將 Invoke Request Action 與 Invoke Response Action 匹配。
5.1.2 調(diào)用響應(yīng)操作（Invoke Response Action）
目標(biāo) -> 發(fā)起者

目標(biāo)收到調(diào)用請(qǐng)求操作后，它將使用包含以下內(nèi)容的調(diào)用響應(yīng)操作來完成事務(wù)：

Invoke Responses（調(diào)用響應(yīng)）：發(fā)送的每個(gè)調(diào)用請(qǐng)求的命令響應(yīng)或狀態(tài)列表。
Interaction ID：一個(gè)整數(shù)，用于將 Invoke Response Action 與 Invoke Request Action 匹配。

5.1.3 不定時(shí)調(diào)用限制
Invoke Request Action可以是一個(gè)組播，但在這種情況下，必須設(shè)置抑制響應(yīng)標(biāo)志。其理由是，否則網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)被來自一個(gè)組的每個(gè)成員的同時(shí)響應(yīng)所淹沒。

為了啟用這種行為，在調(diào)用請(qǐng)求列表中使用的路徑可以包含組，或者它們可以包含通配符，但僅在端點(diǎn)字段上。此外，如果行動(dòng)是組播，這個(gè)事務(wù)就會(huì)在沒有響應(yīng)的情況下終止。

5.2 定時(shí)調(diào)用事務(wù)
與定時(shí)寫入事務(wù)類似，定時(shí)調(diào)用事務(wù)也從定時(shí)請(qǐng)求操作開始。

5.2.1 定時(shí)請(qǐng)求操作
發(fā)起者 -> 目標(biāo)

Initiator 啟動(dòng)事務(wù)發(fā)送此操作，其中包含：

Timeout：此事務(wù)可以保持打開狀態(tài)的毫秒數(shù)。在此期間，Initiator 發(fā)送的下一個(gè)動(dòng)作將被視為有效。

一旦接收到定時(shí)請(qǐng)求操作，目標(biāo)必須使用狀態(tài)響應(yīng)操作確認(rèn)定時(shí)請(qǐng)求操作。一旦 Initiator 收到狀態(tài)響應(yīng)操作報(bào)告沒有錯(cuò)誤，它將發(fā)送調(diào)用請(qǐng)求操作。

5.2.2 調(diào)用請(qǐng)求操作（Invoke Request Action）
與前面描述的 5.1.1 調(diào)用請(qǐng)求操作 相同。

5.2.3 調(diào)用響應(yīng)操作（Invoke Response Action）
與前面描述的 5.1.2 調(diào)用響應(yīng)操作 相同。

5.2.4 定時(shí)調(diào)用限制（Timed Invoke Restrictions）
所有的調(diào)用命令都可以在定時(shí)交互中調(diào)用。定時(shí)請(qǐng)求動(dòng)作、調(diào)用請(qǐng)求動(dòng)作和調(diào)用響應(yīng)動(dòng)作都是單播的，因此不能在定時(shí)調(diào)用事務(wù)上作為群播使用。

Invoke Request Action支持使用帶組的路徑，以及通配符，但I(xiàn)nvoke Response Action不支持通配符的使用。