MQTT2EdgePeer: a robust and scalable peer-to-peer edge communication infrastructure for topic-based publish/subscribe

Résumé

Ces dernières années, il y a eu une croissance sans précédent du nombre d’appareils Internet des objets (IoT), ce qui a entraîné une adoption généralisée d’appareils interconnectés dans divers secteurs tels que les domaines résidentiel, médical, des transports, agricole et industriel. Cette montée en flèche des dispositifs IoT a créé à la fois des opportunités et des défis, nécessitant une attention particulière aux aspects de communication dans la conception des protocoles et des systèmes IoT. Un facteur critique à prendre en compte dans la conception de la communication IoT est la nécessité d’une utilisation efficace de la bande passante. Les appareils IoT ont généralement des ressources de bande passante limitées, qui doivent être gérées avec soin pour s’adapter au volume croissant de données générées et transmises par ces appareils. Une autre considération cruciale dans la conception de la communication IoT est l’importance d’une faible latence. De nombreuses applications IoT nécessitent un échange de données en temps réel ou quasi réel pour une prise de décision et une réactivité rapides. Par conséquent, minimiser la latence, ou le délai de transmission des données, devient essentiel pour répondre aux exigences strictes des applications IoT sensibles à la latence. Dans cette étude, nous introduisons MQTT2EdgePeer, un nouveau système de publication/abonnement basé sur un sujet construit sur un réseau superposé peer-to-peer structuré pour une diffusion efficace des messages. La diffusion des messages est facilitée par des approches basées sur des coordonnateurs à saut unique et à sauts multiples. MQTT2EdgePeer s’intègre de manière transparente au protocole MQTT standard, permettant une connexion sans effort pour toutes les applications IoT. L’implémentation et le déploiement de MQTT2EdgePeer à la périphérie sont présentés, accompagnés d’évaluations expérimentales qui incluent une analyse comparative avec une approche traditionnelle d’arbre à racine unique. Les résultats obtenus valident l’efficacité de MQTT2EdgePeer sous divers aspects, notamment la répartition de la charge, la latence, l’utilisation de la bande passante, l’évolutivité et la tolérance aux pannes.

Date	31 juil. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Julien Gascon-Samson (Directeur(-trice))