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SDNRCFII: An SDN-Based Reliable Communication Framework for Industrial Internet SDNRCFII : un cadre de communication fiable basé sur SDN pour l'Internet industriel

Hequn LI, Die LIU, Jiaxi LU, Hai ZHAO, Jiuqiang XU

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Résumé:

Les réseaux industriels doivent fournir des services de communication fiables, généralement de manière redondante (RT). Au cours des dernières années, plusieurs solutions de couche 2 basées sur la redondance des appareils ont été proposées. Cependant, avec l'évolution des réseaux industriels vers l'Internet industriel, ces méthodes ne peuvent plus fonctionner correctement dans les environnements de couche 3 sans redondance. Dans cet article, un cadre de communication fiable basé sur SDN est proposé pour l'Internet industriel. Il peut fournir des garanties de communication fiables pour les applications critiques tout en assurant la maintenance des applications non critiques de la manière la plus efficace possible. Plus précisément, il implémente d'abord une méthode de communication fiable basée sur RT en utilisant la fonctionnalité de redondance de liaison de l'Internet industriel. Ensuite, il présente un mécanisme de synchronisation redondant pour empêcher les systèmes finaux de recevoir des données en double. Enfin, pour maximiser le nombre de flux critiques (un problème NP-difficile), deux algorithmes de routage et de planification basés sur ILP sont également proposés. Ces deux algorithmes sont optimaux (Scheduling with Unconstrained Routing, SUR) et sous-optimaux (Scheduling with Minimum length Routing, SMR). De nombreuses simulations sont réalisées pour évaluer son efficacité. Les résultats montrent qu'il peut fournir des services fiables et sans doublon aux systèmes finaux. Sa méthode de communication fiable fonctionne mieux que la méthode de transmission conventionnelle au mieux en termes de taux de réussite de la livraison des paquets dans les réseaux de couche 3. De plus, son algorithme de planification, SMR, fonctionne bien sur les topologies expérimentales (avec une qualité moyenne de 93 % par rapport à SUR), et la surcharge temporelle est acceptable.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E105-B No.12 pp.1508-1518
Date de publication
2022/12/01
Publicisé
2022/05/26
ISSN en ligne
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2022EBP3028
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Réseau

Auteurs

Hequn LI
  Northeastern University
Die LIU
  Northeastern University
Jiaxi LU
  Northeastern University
Hai ZHAO
  Northeastern University
Jiuqiang XU
  Northeastern University

Mots-clés

Table des matières