Une architecture de fournisseurs de services FOG pour la gestion des données de l'Internet des Objets

A Fog Services Provider Architecture for Internet of Things data management

• Auteur / Autrice : Hoan Le
• Direction : Nadjib Achir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingenierie informatique
• Date : Soutenance le 22/04/2021
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de traitement et transport de l'information (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Jury : Président / Présidente : Sidi-Mohammed Senouci
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Cérin, Khaled Boussetta
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Selma Boumerdassi, Mohamed Yacine Ghamri Doudane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique en nuage

Web sémantique

Internet des objets

Informatique géodistribuée

Mots clés libres

FOG computing

Informatique en nuage

Internet des Objets

Web sémantique

FOG computing

Modèles de données

Hétérogénéité

Résumé

Les deux dernières décennies ont vu d’énormes changements dans la façon dont la vie des gens est affectée par les TIC. Les appareils mobiles ont subi une transformation significative des petits appareils avec une capacité limitée aux mini-ordinateurs mobiles. En parallèle, on assiste également à l’émergence de l’Internet des objets (IoT) comme nouveau paradigme. L’Internet des objets a apporté de nombreux avantages à la vie quotidienne des gens et a eu un impact positif sur beaucoup de domaines d’application tels que l’industrie, la santé, l’environnement, les transports, la ville intelligente, la maison intelligente, etc. L’une des approches adoptées pour améliorer les performances consiste à réduire la charge sur les appareils et leur permettre d’accéder à des ressources distantes dans le Cloud. Cela a donné naissance au paradigme du Cloud Computing. Malheureusement, même si les Clouds disposent d’importantes ressources de calcul et de stockage, ils sont généralement éloignés des utilisateurs mobiles, ce qui rend difficile de répondre aux exigences des applications sensibles aux délais. Pour surmonter cette limitation, une approche possible consiste à déplacer les services du Cloud vers la périphérie du réseau. Cela a conduit à l’émergence du concept de FOG Computing. Le FOG Computing donne la possibilité de déployer des services plus près des appareils IoT et fournit des solutions pour résoudre les problèmes d’hétérogénéité et d’interopérabilité. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la conception d’une architecture de service, appelé Fog Services Provider (FSP), basée sur le paradigme FOG, pour fournir des services pour l’IoT. Notre première contribution est de définir les composants critiques du Fog Computing et de l’IoT dans notre architecture. Nous analysons ensuite les exigences et la conception détaillée des composants de l’architecture du service Fog et du mécanisme de gestion des données. Enfin, nous proposons un unified data model (FSPontex)qui résout le problème d’hétérogénéité et d’interopérabilité entre différents équipements IoT, applications ou encore d’autres systèmes IoT à l’aide du concept d’ontologie

The last two decades have seen tremendous changes in the way people’s lives are affected by IT. Mobile devices have undergone asignificant transformation from small devices with limited capacity to mobile mini-computers. In parallel, we are also witnessingthe emergence of the Internet of Things (IoT) as a new paradigm. The Internet of Things (IoT) has brought many advantages topeople’s daily lives and positively impacted most application domains such as industry, healthcare, environment, transportation,smart city, smart home, etc. One of the approaches adopted to improve performance is to reduce the load on the devices and toallow them to access remote resources in the Cloud. This gave birth to the Cloud Computing paradigm. Unfortunately, even thoughClouds have significant computing and storage resources, they are generally remote from mobile users, which makes hard to fulfillIoT latency-sensitive applications requirement. To overcome this limitation, one possible approach is to move services from theCloud to the network edge. This leads to the emergence of the FoG computing paradigm. Fog computing brings the ability todeploy computing services closer to IoT devices and provides services that solve data heterogeneity and interoperability issues.In this thesis, we focus on analyzing and designing a service architecture based on the Fog computing paradigm called Fog ServicesProvider (FSP). Our goal is to exploit the Fog computing system’s useful characteristics and provide efficient support services forIoT devices. Our first contribution is to define some of the critical components in Fog computing and IoT. We then analyze therequirements and detailed design of the Fog service architecture components and the data management mechanism for IoTheterogeneous devices. Finally, we propose a unified data model (FSPontex) that solves the problem of heterogeneityand interoperability in different applications and with other IoT systems using web technology with the help of Ontology