Accès mobile local en pair-à-pair aux données liées sur des réseaux à ressources limitées

Local peer-to-peer mobile access to linked data in resource-constrained networks

• Auteur / Autrice : Mahamadou Toure
• Direction : Fabien Gandon, Moussa Lô
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 04/10/2021
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur en cotutelle avec Université de Saint-Louis (Sénégal)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Informatique, signaux et systèmes (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : Johan Montagnat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabien Gandon, Moussa Lô, Johan Montagnat, Hala Skaf, Ousmane Sall
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hala Skaf, Ousmane Sall

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de communication sans fil

Poste à poste (Internet)

Web sémantique

Mots clés libres

Web sémantique

Protocole de commérage

Système pair-à-pair

Accès mobile

Web de données

Réplication de graphe

Connectivité limitée

Superposition sémantique

Contributeur mobile

Semantic Web

Gossip protocol

Peer-to-peer system

Mobil access

Data Web

Graph replication

Limited connectivity

Semantic overlay

Mobile contributor

Résumé

L’accès au Web de données présente aujourd’hui un réel intérêt pour la recherche, notamment dans le sens où les clients consommant ou traitant ces données sont de plus en plus nombreux et présentent des spécificités diverses (mobilité, Internet, autonomie, stockage, etc.). Des outils tels que les applications Web, les moteurs de recherche, les plateformes de e-learning, etc., exploitent le Web de données pour offrir aux utilisateurs finaux des services qui contribuent à l’amélioration des activités quotidiennes. Dans ce contexte, nous travaillons sur l’accès au Web de données en tenant compte de contraintes telles que la mobilité des clients et la disponibilité par intermittence de la connexion Internet. Nous nous intéressons à la mobilité du fait que nos travaux sont orientés vers les utilisateurs finaux disposant d’appareils mobiles tels que les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables, etc. L’intermittence de la connexion Internet fait ici référence aux scénarios d’indisponibilité des liaisons nationales ou internationales qui rendent inaccessibles les sources de données distantes. Nous visons un scénario dans lequel les utilisateurs forment un réseau pair-à-pair tel que chacun peut générer des informations et les mettre à la disposition de tous les autres membres du réseau. Ainsi, nous analysons et comparons plusieurs solutions (modèles, architectures, etc.) dédiées à l’accès au Web de Données par des contributeurs mobiles et discutées par rapport aux architectures de réseau sous-jacentes et aux modèles de données considérés. Nous présentons une étude conceptuelle des solutions pair à pair basées sur les protocoles gossip dédiés à la conception des réseaux superposés connectés et présentons une analyse détaillée des systèmes de réplication de données dont l’objectif général est de garantir la disponibilité des données locales d’un système. Sur la base de ces travaux, nous avons proposé une architecture adaptée aux environnements contraignants et permettant aux contributeurs mobiles de partager localement, via un réseau de navigateurs, un jeu de données RDF. L’architecture se compose de 3 niveaux : les pairs simples, les supers pairs et les sources distantes. Deux axes principaux sont considérés pour l’implémentation de cette architecture : d’une part la construction et la maintenance de la connectivité assurée par le protocole gossip, et d’autre part la haute disponibilité des données assurée par un mécanisme de réplication. Notre approche a la particularité de prendre en compte la localisation des voisins de chaque participant pour augmenter le périmètre de recherche et d’intégrer des super-pairs sur lesquels le graphe de données est répliqué permettant d’améliorer la disponibilité des données.

Access to the Web of Data is nowadays of real interest for research, mainly in the sense that the clients consuming or processing this data are more and more numerous and have various specificities (mobility, Internet, autonomy, storage, etc.). Tools such as Web applications, search engines, e-learning platforms, etc., exploit the Web of Data to offer end-users services that contribute to the improvement of daily activities. In this context, we are working on Web of Data access, considering constraints such as customer mobility and intermittent availability of the Internet connection. We are interested in mobility as our work is oriented towards end-users with mobile devices such as smartphones, tablets, laptops, etc. The intermittency of Internet connection refers herein to scenarios of unavailability of national or international links that make remote data sources inaccessible. We target a scenario where users form a peer-to-peer network such that anyone can generate information and make it available to everyone else on the network. Thus, we survey and compare several solutions (models, architectures,etc.) dedicated to Web of Data access by mobile contributors and discussed in relation to the underlying network architectures and data models considered. We present a conceptual study of peer-to-peer solutions based on gossip protocols dedicated to design the connected overlay networks and present a detailed analysis of data replication systems whose general objective is to ensure a system’s local data availability. On the basis of this work, we proposed an architecture adapted to constraining environments and allowing mobile contributors to share locally, via a browser network, an RDF dataset. The architecture consists of 3 levels: single peers, super peers and remote sources. Two main axes are considered for the implementation of this architecture: firstly the construction and maintenance of connectivity ensured by the gossip protocol, and secondly the high availability of data ensured by a replication mechanism. Our approach has the particularity to consider the location of each participant’s neighbours to increase the search perimeter and to integrate super-peers on which the data graph is replicated allowing data availability improvement. We finally carried out an experimental evaluation of our architecture through extensive simulation configured to capture key aspects of our motivating scenario of supporting data exchange between the participants of a local event.