마이크로서비스 논문리뷰01_Efficient Solution for Large-Scale IoT Applications with Proactive Edge-Cloud Publish/Subscribe Brokers Clustering

🔴 초록

• 대규모 IOT 시스템에서 이벤트 알림을 전송할 때(데이터 전달 서비스), 데이터전송의 지연시간을 줄이기 위해서 엣지 네트워크에 전략적으로 배치된 근접 엣지 브로커를 활용합니다.
• 엣지 브로커를 효율적으로 클러스팅 하는 협업 필터링 기술은 클러스터의 브로커가 서로 직접 데이터를 교환하여 데이터 전달 지연을 줄일 수 있습니다.
• 또한, 브로커는 전체 시스템에서 유사한 주제의 채널을 발견하고 연결하여 다른 브로커에게 효율적으로 데이터전달 할 수 있습니다.
• 본 연구의브로카 트래픽 측면에서 평균 7.77% 달성
• 본 연구 모델의 평균 전달 지연은 PubSubCoord 유사 모델의 약 66%입니다.

🟠 Introduction

• 산업시대의 발전 : 5G 네트워크는 사물인터넷(IOT)와 연결되며, 이는 서로 다른 센서와 장치를 대규모로 사용하여 통신, 공유를 할 때 사용합니다 (ex. 사용되는 영역: 농업, 의료, 운송, 산업 자동화, 스마트홈).
• 그러나, 사물인터넷(IOT)에는 Problem이 있습니다 (Problem: IOT의 많은 데이터의 양과 어플리케이션에 대한 수요 증가로 미래의 시스템은 복잡해질 수 있다).
  🤔 나의 생각 : 미래의 시스템은 어떻게 복잡해질까?
• 반면에, 센서와 장치는 적절한 장소에서 전송, 저장 및 분석해야 하는 전례없는(기존에 없는, 처음보는) 양의 데이터를 생성합니다.
• 이에 대한 솔루션은 네트워크 엣지 근처에서 데이터를 엣지에 배포된 어플리케이션에서 처리하는 것입니다.
• "Consequently, several supporting technologies, such as cloud computing, fog computing, cloudlets, and information-centric networks, have been utilized and deployed to bring computing and storage capabilities closer to the end user [3,4]."
  ▶ 결과적으로, 여러 지원 기술이 활용되고 배포되어 컴퓨팅 및 스토리지 기능을 최종 사용자에게 더 가깝게 제공합니다.
• 중요한 것은 IOT 어플리케이션은 높은 사용성과 낮은 처리 시스템 리소스 사용량을 요구합니다 (ex. 도시환경에서는 센서의 교통 테이터를 실시간으로 처리해야합니다).
• 결과적으로, 센서의 풍부함과 빈번한 샘플링 속도는 방대한 데이터를 생성할 수 있습니다[6].
• "Therefore, the challenge is designing a dynamic data delivery solution for large-scale IoT applications that can provide data dissemination with low latency and high scalability."
  ▶ 따라서, 본 연구는 짧은 대기 시간과 높은 확장성으로 데이터 보급을 제공할 수 있는 대규모 IoT 애플리케이션을 위한 동적 데이터 전달 솔루션을 설계하는 것입니다.
  📢 The publish/subscribe (pub/sub) paradigm (PSP) is one known solution for dynamic large-scale applications because it provides a scalable and suitable interaction scheme [10].
  On the other hand, the PSP has proven to be a powerful communications protocol for developing a wide range of distributed applications. In addition, this paradigm can support useful and flexible features, such as anonymity, many-to-many communications, and asynchronicity for distributed systems [10].
  ▶ PSP(게시/구독) 패러다임(PSP)은 확장 가능하고 적절한 상호 작용 방식을 제공하기 때문에 동적 대규모 응용 프로그램에 대한 알려진 솔루션 중 하나입니다[10]. 반면에 PSP는 광범위한 분산 응용 프로그램을 개발하기 위한 강력한 통신 프로토콜임이 입증되었습니다. 또한 이 패러다임은 분산 시스템에 대한 익명성, 다대다 통신 및 비동기성과 같은 유용하고 유연한 기능을 지원할 수 있습니다[10].
  🤔 나의 생각 : PSP는 다양한 통신, 비동기성 기능을 지원하기 때문에 트위터, 페이스북과 같은 곳에서 사용되는 것이구나!
  📢 In addition, a message broker/server is employed to facilitate data exchange among IoT devices.
  ▶ 브로커는 IOT 장치 간의 데이터 교환을 용이하기 위해서 사용됩니다.
  ▶ Edge-Cloud pub/sub 브로커의 지리적 분산 배포는 짧은 대기 시간과 광범위한 컴퓨팅 또는 스토리지 리소스를 활용할 수 있는 유망한 솔루션이지만, 네트워크 대역폭을 절약하고 전송 대기 시간을 줄이려면 이러한 에지 브로커를 적절하게 클러스터링을 해야합니다.
  ▶ 결과적으로 이러한 브로커를 효과적으로 구성하고 확장하기 위한 고급 조정 계획을 개발하기 위해
  : (1) 계층적 Edge-Cloud pub/sub 브로커 모델을 설계하여 대규모 IoT 프로젝트에서 데이터 전달을 지원하여 짧은 대기 시간과 높은 확장성을 제공
  : (2) 브로커가 가입자에게 이벤트에 대해 효율적으로 알릴 수 있도록 2계층 라우팅 방식을 도입하였습니다.

® Pham, Van-Nam, et al. "Efficient Solution for Large-Scale IoT Applications with Proactive Edge-Cloud Publish/Subscribe Brokers Clustering." Sensors 21.24 (2021): 8232.

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