Thèse soutenue

Évaluation des performances et amélioration du contrôle de la congestion dans le Protocole des Applications à Contraintes (CoAP) pour l’Internet des objets
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Auteur / Autrice : Nabil Makarem
Direction : Naceur MalouchImad Mougharbel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 07/12/2021
Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Université Libanaise
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Anne Fladenmuller
Examinateurs / Examinatrices : Wafaa Bou Diab, Noël Crespi, Abdulmotaleb El Saddik
Rapporteurs / Rapporteuses : Abdallah Kassem, Nathalie Mitton

Résumé

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Dans ce travail de recherche, nous proposons de nouveaux modèles mathématiques exacts pour analyser les performances de CoAP dans les réseaux IoT avec perte. Cette étude présente les différentes approches pour améliorer le contrôle de la congestion CoAP et met en évidence les propriétés - y compris les limites - de CoAP. En outre, nous montrons que le mécanisme de contrôle simple réduit considérablement les performances de CoAP, notamment en termes d'utilisation de la bande passante, car il empêche le protocole d'agir efficacement pendant les périodes de congestion. Nous proposons ensuite de nouvelles améliorations qui considèrent un compromis entre fiabilité et bon débit tout en gardant les algorithmes raisonnablement simples pour les dispositifs contraints. Premièrement, nous optimisons davantage la procédure d'estimation du délai de retransmission afin d'améliorer la détection de congestion. Deuxièmement, nous remplaçons l'algorithme de backoff par des algorithmes de contrôle de congestion "réels" inspirés de la technique bien connue sous le nom de Additive Augmentation Multiplicative Decrease (Augmentation Additive et Diminution Multiplicative) et d'un contrôle de congestion récent basé sur la mesure appelé BBR (Bottleneck Bandwidth and Round-trip propagation time). Notre analyse utilisant à la fois notre simulateur et l'environnement Contiki/Cooja montre que l'approche basée sur le taux surpasse l'approche basée sur le backoff. De plus, tous les résultats montrent que nos algorithmes réalisent un bien meilleur compromis entre bon débit, fiabilité et surcoût.