Enabling Emergent Mobile Systems in the IoT: from Middleware-layer Communication Interoperability to Associated QoS Analysis

Résumé : Les applications de l'Internet des objets (IdO/IoT) se composent de divers objets en grande partie mobiles et avec des ressources limitées ou riches. Des tels dispositifs exigent des interactions légères et faiblement couplées en termes de temps, d'espace et de synchronisation. Les protocoles au niveau middleware de l'IoT prennent en charge un ou plusieurs types d'interaction (par exemple, échange de messages synchrone, streaming) assurant la communication entre objets. De plus, ils supportent différents niveaux de Qualité de service (QDS) pour cette communication par rapport aux ressources disponibles sur les dispositifs et les réseaux. Les dispositifs utilisant le même protocole middleware interagissent de manière homogène, car ils exploitent les mêmes caractéristiques fonctionnelles et de QDS. Cependant, la profusion de protocoles middleware pour l'IoT se traduit par des objets très hétérogènes. Cela nécessite des solutions d'interopérabilité avancées intégrées à des techniques de modélisation et d'évaluation de la QDS. La principale contribution de cette thèse est d'introduire une approche et de fournir une plate-forme pour la synthèse automatique des artefacts logiciels permettant l'interopérabilité. De tels artefacts permettent l'interconnexion entre des objets mobiles qui utilisent des protocoles hétérogènes au niveau middleware. Notre plate-forme prend en charge l'évaluation de l'effectivité de l'interconnexion en termes de la QDS de bout en bout. Plus précisément, nous dérivons des conditions formelles pour des interactions réussies, et nous permettons la modélisation et l'analyse des performances ainsi que le réglage du système de bout en bout, tout en considérant plusieurs paramètres système pour l'IoT mobile. Notre objectif est de permettre la conception et le développement de systèmes mobiles émergents, composés de manière dynamique à partir d'objets disponibles dans l'environnement. Notre approche s'appuie sur des abstractions d'architecture logicielle, le développement axé sur les modèles, des techniques des automates temporisés et les réseaux de files d'attente. Nous validons notre approche par l'implémentation d'un prototype et une étude de cas intégrant des protocoles hétérogènes au niveau middleware. De plus, nous analysons statistiquement à travers des simulations l'effet de la variation des paramètres du système. Les valeurs de ces paramètres sont dérivées à la fois des distributions de probabilité et des données provenant de déploiements réels. Les expériences de simulation sont comparées aux expériences effectuées sur le prototype d'essai pour évaluer la précision des résultats. Ce travail peut fournir aux concepteurs de systèmes un environnement de modélisation, d'analyse et de synthèse des logiciels, afin d'assurer un comportement précis de ces systèmes à l’éxécution.
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Contributeur : Georgios Bouloukakis <>
Soumis le : lundi 25 septembre 2017 - 14:40:47
Dernière modification le : vendredi 23 février 2018 - 16:36:53

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Georgios Bouloukakis. Enabling Emergent Mobile Systems in the IoT: from Middleware-layer Communication Interoperability to Associated QoS Analysis. Software Engineering [cs.SE]. Inria Paris, 2017. English. 〈tel-01592623v2〉

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