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SDM4IIoT: An SDN-Based Multicast Algorithm for Industrial Internet of Things SDM4IIoT: Un algorithme de multidiffusion basé sur SDN pour l'Internet industriel des objets

Hequn LI, Jiaxi LU, Jinfa WANG, Hai ZHAO, Jiuqiang XU, Xingchi CHEN

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Résumé:

Les services de multidiffusion en temps réel et évolutifs sont d'une importance capitale pour les applications de l'Internet industriel des objets (IIoT). Pour réaliser ces services, l'algorithme de multidiffusion doit, d'une part, garantir que le délai maximum d'une session de multidiffusion ne dépasse pas sa limite supérieure de délai. D’un autre côté, l’algorithme devrait minimiser les coûts de session. En tant que paradigme de réseau émergent, le réseau défini par logiciel (SDN) peut fournir une vue globale du réseau aux algorithmes de multidiffusion, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités pour réaliser les services de multidiffusion souhaités dans les environnements IIoT. Malheureusement, les algorithmes de multidiffusion basés sur SDN (SDM) existants ne peuvent pas répondre simultanément aux exigences en temps réel et évolutives. Par conséquent, dans cet article, nous nous concentrons sur la conception d’algorithmes SDM pour les environnements IIoT. Pour être plus précis, l'article convertit d'abord le problème de construction d'arbres de multidiffusion pour SDM dans les environnements IIoT en un problème d'arbre partagé au moindre coût limité par les délais et prouve qu'il s'agit d'un problème d'arbre partagé de moindre coût limité par les délais. NP-complet problème. Ensuite, l'article propose un algorithme d'arbre partagé (ST) appelé SDM4IIoT pour calculer des solutions sous-optimales au problème. L'algorithme se compose de cinq étapes : 1) construire un arbre partagé optimal en termes de délai ; 2) diviser l'arborescence en un ensemble de sous-chemins et un sous-arbre ; 3) optimiser le coût de chaque sous-trajet en assouplissant la contrainte de délai ; 4) optimiser le coût du sous-arbre de la même manière ; 5) les recombiner dans un arbre partagé. Les résultats de la simulation montrent que l’algorithme peut fournir une assistance en temps réel que les autres algorithmes ST ne peuvent pas fournir. De plus, il peut atteindre une bonne évolutivité. Son coût n’est que 20.56 % plus élevé que celui de l’algorithme ST optimal en termes de coût. De plus, son temps de calcul est également acceptable. L'algorithme peut aider à réaliser des services de multidiffusion en temps réel et évolutifs pour les applications IIoT.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E105-B No.5 pp.545-556
Date de publication
2022/05/01
Publicisé
2021/11/11
ISSN en ligne
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2021EBP3096
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Réseau

Auteurs

Hequn LI
  Northeastern University
Jiaxi LU
  Northeastern University
Jinfa WANG
  Institute of Information Engineering, CAS
Hai ZHAO
  Northeastern University
Jiuqiang XU
  Northeastern University
Xingchi CHEN
  Northeastern University

Mots-clés

Table des matières