自2022年Matter发布以来，产品制造商和消费者对其开发、设备集成及应用的步伐迅速加快。Matter提供标准化的通用语言，使智能设备能够相互通信，为智能家居带来统一性。
Matter规范定义了多种设备类别在Matter结构中的不同角色和职责。然而，对于许多首次接触Matter的用户而言，这些新术语可能会令人困惑。本文旨在提供对这些Matter设备角色及相关术语的高层级定义。
Matter结构是一个应用层安全域，其中的设备可以相互通信。单个Matter结构能够支持采用多种不同网络技术的设备，并提供基础设施，使这些技术在IPv6网络层互通。例如，Wi-Fi接入点可桥接不同的网络技术，使以太网连接设备与Wi-Fi连接设备能够在IP网络层进行通信。因此，在应用层，Matter结构构成一个安全域，使采用不同网络技术的设备能够通过Matter应用层语言进行通信。
下面的Matter拓扑图展示了一个示例Matter结构，并概述了其中可能存在的不同设备角色。这些设备角色将在后续内容中进行详细说明。
Matter配置器负责将新的Matter设备添加至结构(Fabric)。配置器可以是智能手机上的应用程序，也可以是其他设备(例如智能音箱)承担的角色。配置器的任务是先验证新设备的身份合法性，然后为其分配网络凭证，再将其添加到Matter结构。
Matter管理员设备，主要负责以下任务：
Matter管理员无需支持多种网络接口，但可以支持多个IPv6网络接口，并在所有接口上收发Matter消息。例如，智能手机可以作为Matter管理员，但仅支持通过Wi-Fi进行Matter通信。
控制器并非Matter规范正式定义的角色，而是一个广义术语，表示Matter结构中的配置器、管理员以及客户端功能的任意组合。Matter结构中的客户端可以与网络中的任何设备通信，而控制器通常充当通用客户端，能够与结构中的所有设备进行消息交互。
Matter桥接器属于终端设备，主要作用是在Matter结构与非Matter域之间进行消息转换。桥接设备的工作方式如下：
从部署角度来看，桥接设备会探测非Matter域，以发现所有设备及其相关功能。随后，它利用动态端点将这些设备及其功能映射至Matter结构。对于在非Matter域发现的每个设备，桥接设备都会在运行时在Matter结构中创建一个新端点，并通过在这个新端点上实例化所有相应的Matter集群，创建所有设备功能和能力从非Matter域到Matter结构的映射。
例如，若某个Matter桥接设备用于Matter至Zigbee的桥接，而Zigbee侧有一个设备(如灯泡)已加入网络，则该桥接器会在其Matter网络接口上实例化一个新端点，然后实例化所有相应的Matter集群，以准确呈现Zigbee网络中的设备的功能。
Matter桥接器完成此流程后，桥接设备将按如下方式工作：
恩智浦提供Matter至Zigbee的桥接解决方案，使现有Zigbee设备能够与Matter结构进行交互。了解有关构建Zigbee与Matter之间的网桥的更多信息。
网关不是Matter设备角色，而是网络级设备角色。通常，网关用于为局域网提供互联网访问，并充当DNS服务器、DHCP服务器，同时执行其他网络层功能。
网关可以是Matter控制器、桥接器或终端设备。网络层的网关功能独立于应用层的Matter设备角色。
边界路由器是一种网络级设备角色。它是Thread规范中定义的设备角色，支持Thread网络接口以及其他一些IP网络接口，并在这些网络接口之间转发数据包。
从实现的角度来看，在Thread网络中，边界路由器执行以下操作：
Thread网络可以支持多个边界路由器，使消息能够通过多条不同的路由到达基础设施网络。
边界路由器可以是Matter控制器、桥接器或终端设备——网络层的功能独立于应用层的Matter设备角色。
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上述术语概述了Matter结构中的各类角色。尽管这些角色有时会被互换使用，但实际上它们具有明确的区别。这些角色可以整合至同一设备，以管理多个网络并提供多种能力。通用术语“Matter Hub”用于描述这类设备，下图显示了功能模块如何融入整体实现。
Matter端节点是一类支持一个或多个IPv6网络接口的设备，可用于发送和接收Matter消息。端节点可以是客户端设备，也可以是服务器设备，其关键区别在于设备是否存储状态信息。通常，如果设备存储状态信息，并允许通过Matter结构上的命令进行读取或写入，则该设备属于服务器。例如，智能灯泡就是一种服务器设备，用户可以通过Matter结构上的命令读取或写入灯泡的LED状态(亮度、色温、色调/饱和度等)。相反，如果设备不存储任何状态信息，而是通过Matter结构上的命令改变远程设备的状态，则该设备属于客户端。例如，灯开关就是一种客户端设备，它通过Matter结构上的命令控制灯泡的开关状态。
此外，可以通过在Matter设备的端点上实例化相应的客户端或服务器集群，构建支持客户端和服务器功能的复合Matter终端设备。例如，可以通过在设备上实例化两组集群来创建一个Matter终端设备，该设备既可以充当灯开关(支持照明客户端功能)，又可以兼作占用传感器(支持占用传感器服务器功能)。
休眠端节点并不是Matter设备角色，而是Thread网络特有的网络层设备角色。它是Thread网络上的一种设备，大部分时间处于低功耗状态，并关闭无线接收器。鉴于休眠端节点没有100%的接收器占空比，它必须找到一个父节点(将发往休眠端节点的消息排队的代理)，使其能够关闭无线器件进入低功耗模式。休眠端节点通常采用电池供电，因此降低功耗至关重要。
休眠端节点具有一个显著特点，即通信延迟不对称。它可以低延迟发送消息，但接收消息的延迟较高。这是因为发送消息通常是一个中断驱动的过程，其中一些外部信号触发休眠端节点发送消息(例如，在电池供电的电灯开关中，触发条件将是用户启动开关)。考虑到Thread网络的基本异步行为，消息可以在有限的延迟下传输。相反，作为休眠端节点接收消息时，延迟通常很高，因为休眠端节点在无线接收器关闭的情况下处于低功耗状态。休眠端节点将定期唤醒，向网络查询发往它的消息(通过轮询网络上代表其对消息进行排队的代理/父节点)，这种唤醒间隔通常以秒或分钟为单位。由于这种通信延迟不对称，休眠端节点通常用于实现Matter客户端设备，而非Matter服务器设备。例如，电池供电的灯开关(即照明控制客户端)能够以非常低的延迟向灯泡(即照明控制器服务器)发送消息，为照明控制系统提供良好的用户体验。然而，当必须向电池供电的灯开关发送消息时，延迟会更高(例如，启动灯开关的固件更新)，但这通常不会对用户体验产生负面影响。
Matter规范引入了一系列新术语，然而许多术语可能被互换使用，实则具有不同的标准定义，容易引发混淆。本文详细阐述了Matter结构中的常见设备角色以及Matter的底层网络技术，以帮助澄清相关术语的含义。通过深入理解用于描述Matter结构的术语体系，产品设计人员将能够更精准地定义和开发下一代基于Matter的设备。
Max Palumbo现任恩智浦无线连接软件产品管理团队负责人，为恩智浦主要软件生态系统(MCUXpresso、Zephyr、Linux和Android)中的微控制器和微处理器产品提供无线连接软件。他于2020年加入恩智浦，拥有十余年Wi-Fi、蓝牙(Classic和BLE)、Zigbee及Thread技术经验。此前，他曾担任嵌入式软件架构师和现场应用工程师，并曾在Bluetooth SIG担任Mesh工作组副主席。他毕业于滑铁卢大学，获得纳米技术工程学士学位(BASc)。
