DynPubSub: Architecture pair à pair pour les systèmes Pub/Sub orientés-sujets déployés à la périphérie des réseaux

Bouallegue, Chamseddine (2021). DynPubSub: Architecture pair à pair pour les systèmes Pub/Sub orientés-sujets déployés à la périphérie des réseaux. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’internet des objets (IoT) s’intègre de plus en plus dans notre vie quotidienne avec le nombre élevé des appareils connectés partout dans le monde. Cependant, les appareils IoT sont contraints en termes de ressources computationnelles et réseautiques, notamment la bande passante. Ainsi les applications IoT se distinguent par leurs criticités concernant le temps de réponse, ce que nous appelons la latence, ceci d’un simple système météorologique intelligent à une application de chirurgie à distance qui exige 1ms de latence. Pour faire face à ce défi, les chercheurs essaient toujours d’optimiser l’infrastructure et l’architecture réseau de leurs applications, ainsi que les protocoles de communications implémentés. Dans ce contexte, nous proposons une nouvelle architecture pair à pair pour les systèmes pub/sub basés sur les topics déployés à la périphérie des réseaux qui permet d’équilibrer la charge de trafic des noeuds IoT afin de respecter leurs contraintes de bande passante et minimiser la moyenne de latence d’échange de données. Notre solution est compatible avec le protocole de communication MQTT et permet de réduire la moyenne des latences jusqu’à 5% par rapport à un serveur central local et jusqu’à 60% par rapport à un serveur central cloud dans un déploiement local, ainsi elle permet de réduire la moyenne des latences jusqu’à 44% par rapport à un serveur central cloud dans un déploiement national et permet de réduire la moyenne des latences jusqu’à 18% par rapport à un serveur central cloud dans un déploiement mondial.

Titre traduit

DynPubSub : Peer to Peer overlay for topic based pub/sub systems deployed at the edge

Résumé traduit

The Internet of Things (IoT) is becoming more and more integrated into our daily lives with the high number of connected devices around the world. However, IoT devices are constrained in terms of computational and networking resources, including bandwidth. Thus, IoT applications are distinguished by their criticality regarding response time, which we call latency, from a simple smart weather system to a remote surgery application that requires 1ms of latency. To face this challenge, researchers are always trying to optimize the network infrastructure and architecture of their applications, as well as the implemented communication protocols. In this context, we propose a new peer-to-peer architecture for topic-based pub/sub systems deployed at the edge that allows balancing the traffic load of IoT nodes to meet their bandwidth constraints and minimize the average data exchange latency. Our solution is compatible with the MQTT communication protocol and reduces average latency up to 5% compared to a local central server and up to 60% compared to a central cloud server in a local deployment, thus reducing average latency up to 44% compared to a central cloud server in a national deployment and reducing average latency up to 18% compared to a central cloud server in a worldwide deployment.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en technologies de l’information". Comprend des références bibliographiques (pages 101-104).
Mots-clés libres:	internet des objets, pub/sub, pair à pair, edge computing, MQTT
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Gascon-Samson, Julien
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie des technologies de l'information
Date de dépôt:	01 avr. 2022 17:51
Dernière modification:	01 avr. 2022 17:51
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2944

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