Den snabba ökningen av antalet IoT-enheter (Internet of Things) påskyndar forskningen om nya lösningar för att göra molntjänster skalbara. I detta sammanhang blir det nya konceptet med dimdata och det kombinerade dim-till-moln-dataparadigmet nödvändigt för att decentralisera molnet, samtidigt som tjänsterna närmar sig slutsystemet. Denna artikel undersöker e applikation lager kommunikationsprotokoll för att uppfylla IoT kommunikationskrav, och deras potential för genomförande i dimma-och molnbaserade IoT-system. För detta ändamål presenterar artikeln först kortfattat potentiella protokollkandidater, inklusive begäransvara och publicera-prenumerationsprotokoll. Därefter undersöker artikeln dessa protokoll utifrån deras huvudsakliga egenskaper, liksom de viktigaste prestandafrågorna, inklusive latens, energiförbrukning och nätgenomströmning. Dessa resultat används därefter för att placera protokollen i varje segment av systemet (IoT, dimma, moln), och därmed öppnar diskussionen om deras val, driftskompatibilitet och bredare systemintegration. Undersökningen förväntas vara användbar för systemarkitekter och protokolldesigners när de väljer kommunikationsprotokoll i en integrerad IoT-till-fog-till-cloud systemarkitektur. 116:2 J. Dizdarević et al. växer för varje dag [1, 2]. Den enorma mängden data som genereras av dessa enheter kräver att man hittar en riktig systemarkitektur som kan både bearbeta och lagra alla data. Medan molnbaserade arkitekturer för närvarande används för detta ändamål, den nya dimdata paradigm är tänkt att skala och optimera IoT-infrastrukturer [3]. Exempel på molnbaserade IoT-lösningar har föreslagits i [4] [5] [6] och en detaljerad analys av egenskaper för IoT-molnleverantörer har genomförts i [7]. Dessa studier har visat att cloud computing har potential att uppfylla många IoT krav, såsom övervakning av tjänster, kraftfull bearbetning av sensor dataströmmar och visualisering uppgifter. Å andra sidan, dimma-baserade lösningar lämpar sig för att hantera realtidsbearbetning, snabb datarespons, och latency frågor, vilket utöka molnkapaciteten närmare kanten av nätverket [8]. Bland många faktorer som kommer att avgöra prestanda i en kombinerad IoT, dimma, och cloud computing paradigm, programlager kommunikation, som i sin tur beror på de valda kommunikationsprotokoll, är en av de viktigaste. Trots populariteten och den utbredda användningen av HTTP är de protokoll som för närvarande används inom olika domäner av sakernas internet, dimma och molndomäner de facto fragmenterade med många olika lösningar. Detta beror på de olika krav och områden som IoT behöver för att täcka, kombinera funktioner sensorer, ställdon och datorkraft med säkerhet, konnektivitet, och en myriad av andra funktioner. Som ett resultat av detta finns det ingen gemensam överenskommelse om referensstrukturen eller antagna standarder för kommunikationsprotokoll. En av de grundläggande utmaningarna för systemingenjörer är därför att välja rätt protokoll för sina specifika IoT-systemkrav, samtidigt som man utnyttjar framstegen i dimma och molndata. För att ta itu med denna utmaning måste vissa allmänna krav på arkitektur beaktas. Dessa krav inkluderar enheter som kan variera från resursbegränsade enheter till högpresterande molnsystem, data som genereras för att behandlas mellan molnet och dimskiktet, de typer av trådlös anslutning som kan användas, eller säkerhets- och integritetslösningar, bara för att nämna några. Även om det har gjorts flera undersökningar som omfattar olika aspekter av IoT-arkitekturen [1, 6, [9] [10] [11] [12] [13], har de specifika frågorna om kommunikationsprotokoll i applikationsskiktet ännu inte behandlats. Denna artikel undersöker kommunikationsprotokoll i applikationsskiktet (även kallad meddelandeprotokoll och maskin-till-maskin, beroende på sammanhanget) i IoT-arkitekturer i samband med specifika utmaningar i dimma och molndata integration, inklusive MQTT (meddelande Queuing Telemetri Transport), AMQP (Advanced Message Queuing Protocol), XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), DDS (Data Distribution Service), HTTP (Hypertext Transfer Protocol) och CoAP (Constricted Application Protocol). Med tanke på att ett enda meddelandeprotokoll inte kommer att vara tillräckligt för att täcka hela kommunikationen om den kombinerade IoT-F2C-arkitekturen byggd genom att sammanföra IoT, dimma och molnsystem, är vårt mål att avslöja öppna frågor och utmaningar mot slutmålet: deras sömlösa interoperabilitet, samordning och integration. I detta syfte presenterar artikeln först en jämförande analys av de viktigaste egenskaperna hos IoT kommunikationsprotokoll, inklusive begäran-svar och publicera-prenumeration protokoll. Därefter granskas varje protokoll i detalj i artikeln, och dess genomförande diskuteras inom olika segment av systemet (IoT, dimma, moln), och därmed öppnas diskussionen om deras driftskompatibilitet och bredare systemintegration. Slutligen ser vi också över de viktigaste prestationsfrågorna, inklusive latens, energiförbrukning och nätgenomströmning. Jämfört med andra relaterade undersökningar, inklusive [14-22], fokuserar vi på kommunikationsprotokoll i applikationslagret, med målet att både utforska deras nuvarande status, samt utforska potentialen för deras integrering i det kombinerade sakernas internet, dimma och molnsystem. Resten av denna artikel är organiserad enligt följande. Avsnitt 2 presenterar bakgrunden till IoT-F2C arkitekturer och protokoll baserat på en publicering-prenumeration och begäran-reply interaktion modell. I avsnitt 3 ges en detaljerad översikt över huvuddragen i protokollen för tillämpningslager. I avsnitt 4 presenteras en jämförande resultatanalys av de undersökta protokollen. I avsnitt 5 presenteras
Dizdarević m.fl. REF gjorde en detaljerad översyn av kommunikationsprotokollen för att uppfylla kommunikationskraven i IoT, och deras lämplighet att genomföra Fog-baserade IoT-system.
A Survey of Communication Protocols for Internet of Things and Related Challenges of Fog and Cloud Computing Integration
{'venue': 'CSUR', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}