Emerging Internet of Things (IoT) applications, such as Intelligent Transport System (ITS), require efficient content dissemination mechanisms based on the publish-subscribe model in static and mobile scenarios. The Information- Centric Networking (ICN) architecture can successfully satisfy these requirements. In its native formulation, ICN can fulfill publish-subscribe data dissemination and natively support mobile applications. At the time of this writing, several ICN-based solutions have been proposed to implement the publish-subscribe model, but none of them is explicitly tailored to mobile scenarios. To bridge this gap, this thesis presents the following contributions: (i) new pull-based and push-based publish-subscribe communication schema, able to support user mobility in ICN networks; (ii) analytical models describing the communication overhead they incur, (iii) evaluation of the accuracy of the proposed models through computer simulations. The con- ducted study considers well-known benchmark network topologies, real IoT monitoring services, and standardized settings for urban and rural environments. From one side, our obtained results validate the conceived analytical models. From another side, they highlight pros and cons of pull-based and push-based approaches by emphasizing the conditions under which one scheme should be preferred to the other one.

Le emergenti applicazioni nell’ambito dell’Internet of Things (IoT) richiedono un’efficiente diffusione dei contenuti sia in scenari statici che mobili. La cosiddetta architettura Information-Centric Networking (ICN) con il modello di comunicazione publish-subscribe, può soddisfare con successo i requisiti richiesti dai sistemi IoT. Diverse soluzioni per l’implementazione del paradigma publish-subscribe basate su ICN sono state proposte in letteratura, ma nessuna studia esplicitamente scenari mobili. Per colmare questa lacuna, la presente tesi apporta i seguenti contributi: (i) nuovi schemi di comunicazione publish-subscribe in grado di supportare la mobilità degli utenti nelle reti ICN; (ii) modelli analitici che descrivono l'overhead di comunicazione generato dai suddetti schemi, (iii) valutazione dell'accuratezza dei modelli proposti attraverso simulazioni. Lo studio è stato condotto su servizi IoT in topologie di rete ben note che riproducono scenari urbani e rurali. I risultati ottenuti convalidano i modelli analitici concepiti e mettono in evidenza i pro e i contro degli approcci proposti, enfatizzando quando uno schema dovrebbe essere preferito all'altro.

Design of Information-centric publish-subscribe mechanisms for Internet of Things / Ventrella, Agnese Vincenza. - ELETTRONICO. - (2019). [10.60576/poliba/iris/ventrella-agnese-vincenza_phd2019]

Design of Information-centric publish-subscribe mechanisms for Internet of Things

Ventrella, Agnese Vincenza
2019-01-01

Abstract

Emerging Internet of Things (IoT) applications, such as Intelligent Transport System (ITS), require efficient content dissemination mechanisms based on the publish-subscribe model in static and mobile scenarios. The Information- Centric Networking (ICN) architecture can successfully satisfy these requirements. In its native formulation, ICN can fulfill publish-subscribe data dissemination and natively support mobile applications. At the time of this writing, several ICN-based solutions have been proposed to implement the publish-subscribe model, but none of them is explicitly tailored to mobile scenarios. To bridge this gap, this thesis presents the following contributions: (i) new pull-based and push-based publish-subscribe communication schema, able to support user mobility in ICN networks; (ii) analytical models describing the communication overhead they incur, (iii) evaluation of the accuracy of the proposed models through computer simulations. The con- ducted study considers well-known benchmark network topologies, real IoT monitoring services, and standardized settings for urban and rural environments. From one side, our obtained results validate the conceived analytical models. From another side, they highlight pros and cons of pull-based and push-based approaches by emphasizing the conditions under which one scheme should be preferred to the other one.
2019
Le emergenti applicazioni nell’ambito dell’Internet of Things (IoT) richiedono un’efficiente diffusione dei contenuti sia in scenari statici che mobili. La cosiddetta architettura Information-Centric Networking (ICN) con il modello di comunicazione publish-subscribe, può soddisfare con successo i requisiti richiesti dai sistemi IoT. Diverse soluzioni per l’implementazione del paradigma publish-subscribe basate su ICN sono state proposte in letteratura, ma nessuna studia esplicitamente scenari mobili. Per colmare questa lacuna, la presente tesi apporta i seguenti contributi: (i) nuovi schemi di comunicazione publish-subscribe in grado di supportare la mobilità degli utenti nelle reti ICN; (ii) modelli analitici che descrivono l'overhead di comunicazione generato dai suddetti schemi, (iii) valutazione dell'accuratezza dei modelli proposti attraverso simulazioni. Lo studio è stato condotto su servizi IoT in topologie di rete ben note che riproducono scenari urbani e rurali. I risultati ottenuti convalidano i modelli analitici concepiti e mettono in evidenza i pro e i contro degli approcci proposti, enfatizzando quando uno schema dovrebbe essere preferito all'altro.
Internet of Things; Information-Centric Networking; publish-subscribe; analytical models
Internet delle Cose; architettura data-centrica; publish-subscribe; modelli analitici
Design of Information-centric publish-subscribe mechanisms for Internet of Things / Ventrella, Agnese Vincenza. - ELETTRONICO. - (2019). [10.60576/poliba/iris/ventrella-agnese-vincenza_phd2019]
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11589/161030
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