Multi-Chord (P2P) Approach for Integrated Satellite IoT Networks
Aquesta investigació se centra en les aplicacions de transmissió de dades en temps real i la necessitat urgent duna arquitectura nova i creativa d'Internet de les coses (IoT) que faci ús eficient de la computació a la boira, fog computing, i adquireixi un enfocament més peer-to-peer (P2P). Prin...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:274974 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/274974 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Internet de les coses per satèl·lit Internet satelital de las cosas Satellite internet of things Tecnologies |
| Sumario: | Aquesta investigació se centra en les aplicacions de transmissió de dades en temps real i la necessitat urgent duna arquitectura nova i creativa d'Internet de les coses (IoT) que faci ús eficient de la computació a la boira, fog computing, i adquireixi un enfocament més peer-to-peer (P2P). Principalment, aquesta investigació identifica dos desafiaments principals: 1. Una arquitectura que suporti IoT, i es caracteritzi per: baixa latència, baixa complexitat i alta robustesa i resiliència. 2. Algorismes fiables de maneig de dades. Els objectius de la nostra investigació es poden classificar segons tres objectius principals: Objectiu 1: desenvolupar una arquitectura superposada genèrica per a xarxes IoT peer-peer. L'arquitectura ha de poder acomodar una gran varietat de nodes, així com també poder manejar les dades generades que es caracteritzen per ser de gran volum i altament sensibles alhora. Aquest primer objectiu es cristal·litza al voltant del concepte de xarxes P2P i específicament l'enfocament de cordes. L'arquitectura de superposició proposada s'anomena IoT P2P de múltiples cordes, ja que hem ampliat el concepte de corda estàndard perquè siguin múltiples cordes que podria tenir correspondència lògica amb un grup de nodes en una xarxa terrestre o un grup de satèl·lits en una constel·lació al espai o una combinació de tots dos. L'enfocament de múltiples acords donarà a IoT les característiques requerides de ser robust, escalable, resistent i d'automanteniment a gran escala, així com també manejar diferents tipus de dades. Objectiu 2: realitzar l'anàlisi matemàtica i la formulació dels diferents algorismes i operacions realitzades sobre l'arquitectura múltiples cordes. Això inclou els algorismes de cerca i manipulació de dades, unió i sortida de nodes, així com el procés d'estabilització de la xarxa en cas d'errors o canvis a la topologia de la xarxa. El model matemàtic es basa en el model discret de Markov, ja que totes les operacions multi corda són de naturalesa probabilística i depenen de l'estat actual i següent/anterior. Aquest model matemàtic permet modelar teòricament el rendiment de múltiples cuerdas i trobar la situació òptima per minimitzar el cost de l'operació així com modelar la complexitat. Objectiu 3: avaluar el rendiment de l'arquitectura de múltiples cordes proporcionant una anàlisi en profunditat de la capacitat assolible i la solidesa i resiliència davant de múltiples èxits i errors per proporcionar millores de rendiment sobre l'estat de l'art xarxes IoT basades en la computació al núvol i/o boira (fog and/or cloud computing). La nostra nova proposta basada en múltiples cordes requereixen algorismes que assegurin el maneig de dades IoT així com que simplifiqui el control de l'operació de l'arquitectura de . Es tracta de tres contribucions principals en aquest research: 1. La primera contribució és desenvolupar una nova arquitectura de múltiples cordes IoT per a les xarxes IoT basada en una topologia P2P de múltiples cordes. 2. La segona contribució és l'extensió de les funcions d'acords existents i els algorismes d'estabilització i de resiliència a l'arquitectura IoT de múltiples cordes. 3. La tercera contribució és el desenvolupament d'un model matemàtic i l'avaluació de les prestacions de l'arquitectura proposada de cordes múltiples en termes de la seva idoneïtat d'integració de xarxes terrestres i satel·litàries. Obtenim millores respecte a l'estat de l'art de fins a un 20% durant el temps mitjà a l'estabilització. A més, es mostra que l'escalabilitat s'ha millorat al 30%, mentre que la mitjana del temps de cerca va mostrar una millora del 8% (al mateix temps que augmenta la quantitat de nodes respecte a les arquitectures P2P de corda única). La variació del retard de cerca també es millora en un 2%. |
|---|