Um Protocolo IoT para Redução de Tráfego em Redes de Plano de Dados Programáveis

  • André Luiz Madureira Universidade Federal da Bahia
  • Francisco Renato Araújo Universidade Federal da Bahia
  • Leobino Sampaio Universidade Federal da Bahia

Resumo


Dispositivos IoT geram grandes fluxos contínuos de dados, o que ocasiona congestionamentos, comprometendo a escalabilidade das redes IoT. A fim de solucionar esses problemas e facilitar a interoperabilidade entre os diversos dispositivos IoT, o Protocolo da Internet das Coisas (IoTP) foi proposto neste estudo. Ao utilizar o IoTP, é possível implementar algoritmos de agregação de dados que se adaptam às tecnologias de comunicação (Ethernet, 802.11, etc.) utilizadas pelos dispositivos IoT. Além disso, utilizando o IoTP, tais estratégias podem ser implementadas diretamente no hardware dos comutadores de pacotes. Os resultados de emulação mostram que o IoTP trouxe uma melhoria de 78% na eficiência da rede, além de permitir o controle sobre o atraso médio gerado pelas técnicas de agregação de dados. O IoTP também conseguiu reduzir o número de pacotes enviados pela rede, reduzindo o consumo de recursos computacionais dos comutadores de rede.

Palavras-chave: Internet das Coisas, Agregação de Dados, Arquitetura de Rede, Plano de Dados Programáveis, Redes Definidas por Software

Referências

Akyurek, A. S. and Rosing, T. S. (2018). Optimal packet aggregation scheduling in wireless networks. IEEE Transactions on Mobile Computing, 17(12):2835–2852.

Azevedo, P. H., Caetano, M. F., and Bordim, J. L. (2011). A packet aggregation mechanism for real time applications over wireless networks. In 2011 IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing Workshops and Phd Forum, pages 648–655.

Dang, H. T., Wang, H., Jepsen, T., Brebner, G., Kim, C., Rexford, J., Soulé, R., and Weatherspoon, H. (2017). Whippersnapper: A p4 language benchmark suite. In Proceedings of the Symposium on SDN Research, SOSR ’17, pages 95–101, New York, NY, USA. ACM.

Jain, R. (1990). The Art of Computer Systems Performance Analysis: Techniques for Experimental Design, Measurement, Simulation, and Modeling. John Wiley & Sons.

Karim, L. and Al-kahtani, M. S. (2016). Sensor data aggregation in a multi-layer big data framework. In 2016 IEEE 7th Annual Information Technology, Electronics and Mobile Communication Conference (IEMCON), pages 1–7.

Karlsson, J., Kassler, A., and Brunstrom, A. (2009). Impact of packet aggregation on tcp performance in wireless mesh networks. In 2009 IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks Workshops, pages 1–7.

Kim, K., Ganguly, S., Izmailov, R., and Hong, S. (2006). On packet aggregation mechanisms for improving voip quality in mesh networks. In 2006 IEEE 63rd Vehicular Technology Conference, volume 2, pages 891–895.

Lantz, B., Heller, B., and McKeown, N. (2010). A network in a laptop: Rapid prototyping for software-defined networks. In Proceedings of the 9th ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, Hotnets-IX, pages 19:1–19:6, New York, NY, USA. ACM.

Rahman, H., Ahmed, N., and Hussain, I. (2016). Comparison of data aggregation techniques in internet of things (iot). In 2016 International Conference on Wireless Communications, Signal Processing and Networking (WiSPNET), pages 1296–1300.

Shen, Y., Zhang, T., Wang, Y., Wang, H., and Jiang, X. (2017). Microthings: A generic iot architecture for flexible data aggregation and scalable service cooperation. IEEE Communications Magazine, 55(9):86–93.

Yokotani, T., Shimuzu, A., Sasaki, Y., and Mukai, H. (2017). Proposals for packet processing and performance evaluation of iot devices. In 2017 Japan-Africa Conference on Electronics, Communications and Computers (JAC-ECC), pages 5–8.

Zechinelli-Martini, J. L., Bucciol, P., and Vargas-Solar, G. (2011). Energy aware data aggregation in wireless sensor networks. In 2011 2nd International Conference on Wireless Communication, Vehicular Technology, Information Theory and Aerospace Electronic Systems Technology (Wireless VITAE), pages 1–5.

Zhang, C., Bi, J., Zhou, Y., Zhang, K., and Ma, Z. (2018). B-cache: A behavior-level caching framework for the programmable data plane. In 2018 IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC), pages 00084–00090.
Publicado
07/12/2020
Como Citar

Selecione um Formato
MADUREIRA, André Luiz; ARAÚJO, Francisco Renato; SAMPAIO, Leobino. Um Protocolo IoT para Redução de Tráfego em Redes de Plano de Dados Programáveis. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE REDES DE COMPUTADORES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS (SBRC), 38. , 2020, Rio de Janeiro. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2020 . p. 826-839. ISSN 2177-9384. DOI: https://doi.org/10.5753/sbrc.2020.12328.