Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/25740

Type: Tese
Title: Sincronização de tempo e alocação de recursos em sistemas da internet das coisas
Author(s)/Inventor(s): Xavier, Tiago Cariolano de Souza
Advisor: Amorim, Cláudio Luis de
Co-advisor: Delicato, Flávia Coimbra
Abstract: O paradigma da Internet das Coisas (IoT - Internet of Things) consiste da interconexão dinâmica de objetos autônomos a fim de estender a Internet para o mundo físico. Para atender os requisitos das aplicações, arquiteturas da IoT separam o sistema em três níveis: nível das coisas, nível da borda e nível da nuvem. Cada nível deve fornecer serviços de infraestrutura que ajudam a alavancar o desempenho das aplicações ao mesmo que devem ser eficientes. Nesta tese, dois problemas da infraestrutura de sistemas da IoT são abordados: a sincronização de tempo no nível das coisas e a alocação de recursos no nível da borda. A sincronização de tempo é o serviço de infraestrutura que visa manter todos os n´os com uma visão comum o tempo. A escolha do nó de referência, aquele que fornece o relógio de referência, é uma estratégia que pode mitigar o erro de sincronização entre os n´os da rede. Nesta tese, foi proposto um algoritmo distribuído de sincronização de tempo eficiente energeticamente que visa selecionar o n´o que minimiza sua distancia para os demais n´os da rede. Esse algoritmo orquestra a configuração de temporizadores nos n´os sensores, gerando o mecanismo de seleção do n´o de referência que não necessita do envio adicional de mensagens de sincronização. A alocação de recursos no nível de borda visa escolher os recursos físicos e virtuais disponíveis para uso das aplicações. Nesta tese, é proposto um novo algoritmo distribuído de alocação de recursos que suporta a heterogeneidade das aplicações e dos dispositivos da camada das coisas. O alocador de recursos explora a natureza descentralizada do nível de borda, promovendo a colaboração no processo de alocação. Ele também fornece um eficiente uso de recursos ao mesmo tempo que atende os requisitos de latência, heterogeneidade e frescor de dado das aplicações da IoT, respeitando suas diferentes prioridades.
Abstract: The Internet of Things (IoT) paradigm consists of the dynamic interconnection of autonomous objects in order to extend the Internet to the physical world. To meet application requirements, IoT architectures separate the system in three tiers: things tier, edge tier and cloud tier. Each tier must provide infrastructure services that help to leverage the applications performance while being efficient. In this thesis, two problems of the IoT systems infrastructure are addressed: the time synchronization on things tier and the resource allocation in edge tier. Time synchronization is the infrastructure service that aims to keep all nodes with a common view of the time. The choice of the reference node, which provides the reference time, is a strategy that can mitigate the synchronization error between the network nodes. In this thesis, an energy-efficient distributed time synchronization algorithm was proposed that aims to select the node that minimizes its distance to the other nodes in the network. The algorithm orchestrates the configuration of timers on sensor nodes, generating a mechanism for triggering the selection of the reference node without additional synchronization message exchanges. The resource allocation at the edge tier aims to choose physical and virtual available resources for use by the applications. In this thesis, a new distributed resource allocation algorithm is proposed that supports the heterogeneity of applications and devices of the things tier. The resource allocator explores the decentralized nature of the edge tier, promoting collaboration in the allocation process. It also provides an efficient use of resources while meeting the latency, heterogeneity and data freshness requirements of IoT applications, respecting their different priorities.
Keywords: Sincronização de tempo
Alocação de recursos
Internet das coisas
Métodos multicritério
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Computação
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jun-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: XAVIER, Tiago Cariolano de Souza. Sincronização de tempo e alocação de recursos em sistemas da internet das coisas. 2020. 108 f. Tese (Doutorado) - Programa de Engenharia de Sistemas e Computação, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
Appears in Collections:Engenharia de Sistemas e Computação

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