Data traffic management in IoT applications using complex event processing

IoT'de heterojen hizmetlerin yaygınlaşmasıyla birlikte nesnelerin bulutu, gecikmeye dayalı ağ sorunlarıyla yüzleşmeye başlamıştır. Çözüm olarak nesnelerin sisi (FoT) paradigması ortaya çıkmıştır. FoT, hesaplamayı buluttan kaynak kısıtlı uç ağlara devrederek gerçek zamanlı IoT hizmetleri için sayısız avantaj vaat etmektedir. Bu nedenle, bu avantajlardan yararlanmak için etkin bir veri trafiği yönetimi ve kaynak sağlama yaklaşımına ihtiyaç vardır. Bu tez, gecikmeye duyarlı uygulamalar açısından ölçeklenebilir bir FoT sisteminde IoT veri trafiği yönetimi ile ilgili aşağıdaki üç sorunu ele almaktadır. Problem-1: Bu servislerin karar çıktılarının çok-öncelikli trafik kalıpları ile iletildiği farklı QoS özelliklerine sahip çoklu servisleri desteklemek için, verimli bir veri trafiği çizelgeleme mekanizmasına ihtiyaç vardır. Problem-2: Sis bileşenleri arasında güvenilir veri transferinde karşılaşılan iletim gecikmesi, daha iyi QoS deneyimi için azaltılmalıdır. Problem-3: FoT servislerinin kararlı entegrasyonunu anlamak ve elde etmek için bir sensör veri tazeliği modeline ihtiyaç vardır. Bu amaçla, tezin katkıları üc¸ yönlüdür; İlk olarak, çok seviyeli kuyruk tasarımında gözlemlenen açlığın azaltılması için CEP tabanlı bir zamanlama politikası önerilmiştir. Önerilen yaklaşımda, sonlu boyutlu çok seviyeli bekleme hatları kullanılarak çok öncelikli FoT veri trafiğinin varış-hizmet modeli verilmiş ve ardından varış-servis bekleme parametreleri türetilmiştir. Önerilen çizelgeleme politikası, bekleme süreleri ve bekleme süresi boşluğu özelliklerinin kapsamlı bir analizi yoluyla FIFO ve MPDQ politikalarıyla karşılaştırılmıştır. İkinci olarak, sis sisteminin bileşenleri arasındaki gidiş-dönüş gecikmelerini azaltmak için mesaj kuyruğuna dayalı bir veri aktarım yöntemi incelenmiştir. Kuyruğa dayalı mesajlaşma modelinin ve geleneksel abone ol-güncelle-bildir-temelli veri akışı yaklaşımının kapsamlı bir analizi, zamanlama kısıtlamaları ve gecikme özellikleri açısından verilmiştir. Analizde, her iki yöntem için sensör ve karar verilerinde karşılaşılan uçtan uca gecikme formüle edilerek veri iletim gecikmesine neden olan faktörler incelenmiştir. Üçüncüsü, uygulamanın gerektirdiği sensör veri tazelik oranını ölçmek için durum bilgisi olan bir tazelik modeli tasarlanmıştır. Veri tazeliği bağlamında tüm sistemin davranışı için bir analiz verilmiş ve önerilen yöntem, mevcut durumsuz veri tazeliği zaman hesaplama yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Genel olarak, kapsamlı testler, önerilen çözümler için bir kavram kanıtı olarak simülasyonlarda ve gerçek bir test ortamı ortamında gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, önerilen çözümlerin, verilen test ortamında FoT tasarımına önemli katkılar sağladığını ortaya koymaktadır. Ayrıca önerilen çizelgeleme politikasının 800 istemciye ve 256 sensör cihazına kadar ölçeklenebilen bir sis sistemi için bekleme süresi boşluklarını ve gecikmeyi azalttığı da gösterilmiştir.