Abstract-Wireless Sensor Networks (WSN) är de viktigaste komponenterna i den framväxande Internet-of-Things (IoT) paradigm. De är nu allmänt förekommande och används i en mångfald av tillämpningsområden. WSN är fortfarande domänspecifika och används vanligtvis för att stödja en specifik applikation. Men, som WSNs noder blir mer och mer kraftfull, det blir mer och mer relevant för forskning hur flera applikationer kan dela en mycket samma WSN infrastruktur. Virtualisering är en teknik som potentiellt kan möjliggöra denna delning. Detta dokument är en enkät om WSN-virtualisering. Det ger en omfattande översyn av den senaste tekniken och en ingående diskussion om forskningsfrågor. Vi introducerar grunderna i WSN-virtualisering och motiverar dess relevans med noggrant utvalda scenarier. Befintliga arbeten presenteras i detalj och utvärderas kritiskt med hjälp av en uppsättning krav som härrör från scenarierna. De relevanta forskningsprojekten granskas också. Flera forskningsfrågor diskuteras också med tips om hur de kan hanteras. utföra beräkningar och kommunicera [2]. Den mest uppenbara nackdelen med de nuvarande WSN är att de är domänspecifika och uppgiftsorienterade, skräddarsydda för särskilda applikationer med liten eller ingen möjlighet att återanvända dem för nyare applikationer. Denna strategi är ineffektiv och leder till överflödiga utbyggnader när nya tillämpningar övervägs. Med införandet av sakernas internet, är det inte orealistiskt att föreställa sig att framtida WSN-installationer kommer att behöva stödja flera program samtidigt. Virtualisering är ett väletablerat koncept som tillåter abstraktion av faktiska fysiska datorresurser till logiska enheter, vilket gör det möjligt för flera oberoende användare att använda dem på ett effektivt sätt [3]. Det är en lovande teknik som kan möjliggöra ett effektivt utnyttjande av WSN driftsättningar, eftersom flera applikationer kommer att kunna samexistera på samma virtualiserade WSN. Virtualisering är en viktig teknik för förverkligandet av framtidens Internet [4] och det är verkligen ganska relevant att utforska det i samband med WSN. Virtualisera WSNs för med sig många fördelar; till exempel, även program som inte var tänkt a priori kan kunna utnyttja befintliga WSN-utplaceringar. En andra, relaterad fördel är avskaffandet av täta kopplingar mellan WSN-tjänster/tillämpningar och WSN-installationer. Detta gör det möjligt för erfarna såväl som nybörjare programutvecklare att utveckla innovativa WSN-applikationer utan att behöva känna till de tekniska detaljerna för de WSNs inblandade. En annan fördel är att WSN applikationer och tjänster kan utnyttja samt utnyttjas av tredje part program. Det kan också bidra till att definiera en affärsmodell, med roller som fysisk WSN leverantör, virtuell WSN leverantör och WSN tjänsteleverantör. WSN-virtualiseringskonceptet kan tillämpas på flera intressanta tillämpningsområden. Den senaste tidens framsteg inom smarta telefoner och autonoma fordon [5] har gjort det möjligt att ha flera sensorer ombord på dem. Mobil crowd sensing är ett område som kan dra nytta av att virtualisera dessa sensorer genom deltagande och opportunistisk avkänning [6] och [7]. Ett opportunistiskt urbant analysscenario presenteras i [7] där tusentals sensorer krävs för att övervaka CO2-koncentrationen i en stad. I stället för att distribuera dessa sensorer och hantera dem kan WSN-virtualisering användas som en nyckel som gör det möjligt att använda sensorer från medborgarna för att tillhandahålla de data som krävs. På samma sätt presenteras modellen Sensing-as-a-Service (SaaS) [8] Det finns undersökningar (t.ex. [15] ) som omfattar trådlös nätverksvirtualisering i stort, men de fokuserar inte på detaljerna i WSN-virtualisering. Även om det är en viktig möjliggörande teknik, de få undersökningar som hittills publicerats på WSN virtualisering (t.ex. Referens [16], referens [17] ), har flera begränsningar. De omfattar inte verkliga, motiverande scenarier och är också daterade eftersom de inte går igenom den senaste utvecklingen på området. Dessutom saknar de fullständighet i fråga om vad som ses över och hur det ses över. Det finns till exempel ingen väldefinierad måttstock för kritisk analys av den senaste tekniken. Dessutom utvecklar de inte möjliga lösningar när det gäller forskningsinriktningar. Detta papper är en enkät om virtualisering av trådlösa sensornätverk. Syftet är att ta itu med bristerna i de mycket få undersökningar som hittills har offentliggjorts på området. Ur det perspektivet bidrar den med följande: • Real world motiverande scenarier för WSN virtualisering. • Omfattande och djupgående granskning av den senaste tekniken, inklusive den senaste utvecklingen på området. • Kritisk analys av den senaste tekniken med hjälp av väldefinierade måttstockar som härrör från de motiverande scenarierna. • En översikt över de öppna frågorna tillsammans med insikter om hur de kan lösas. I avsnitt II diskuterar vi grunderna i WSN-virtualiseringskoncept och dess typer. I avsnitt III presenterar vi först de motiverande scenarierna och ställer sedan en rad krav. Baserat på dessa krav granskar vi kritiskt den senaste tekniken i avsnitt IV. Relevanta WSN-virtualiseringsprojekt diskuteras i avsnitt V. Avsnitt VI beskriver flera forskningsinriktningar och avsnitt VII avslutar dokumentet. WSN-virtualisering kan i stort delas in i två kategorier: Node-virtualisering och nätverksvirtualisering. I detta avsnitt diskuterar vi båda dessa kategorier. A. Virtualisering på nodnivå WSN-nodnivå gör det möjligt för flera tillämpningar att köra sina uppgifter samtidigt på en enda sensornod [18], så att en sensornod i huvudsak kan bli en universalenhet. De grundläggande begreppen för virtualisering på nodnivå illustreras i figur 1. Det finns två sätt att uppnå virtualisering på nodenivå: Sekventiell och samtidig exekvering. Sekventiell exekvering kan betecknas som en svag form av virtualisering, där det faktiska utförandet av applikationsuppgifter sker en efter en (i serie). Fördelen med detta tillvägagångssätt är dess enkla genomförande, medan den uppenbara nackdelen är att ansökningar måste vänta i en kö. Vid samtidig körning utförs ansökningsuppgifterna på ett tidsstämplat sätt genom att snabbt byta sammanhang från en uppgift till en annan. Fördelen med detta tillvägagångssätt är att tillämpningsuppgifter som tar mindre tid att utföra inte blockeras av längre köra applikationsuppgifter, medan nackdelen är dess komplexitet. Det är WSN-virtualisering på nätverksnivå som möjliggör ett virtuellt sensornätverk (VSN). En VSN bildas av en delmängd av en WSN noder som är tillägnad en applikation vid en given tidpunkt [19]. Att aktivera den dynamiska bildandet av sådana undergrupper säkerställer resurseffektivitet, eftersom de återstående noderna är tillgängliga för olika flera program (även för program som inte hade planerats när WSN användes), men inte nödvändigtvis samtidigt. WSN-virtualisering på nätverksnivå kan uppnås på två olika sätt. Ett sätt är genom att skapa flera VSNs över samma underliggande WSN infrastruktur, som illustreras i figur 2a. WSN noder som inte ingår i någon VSN förblir tillgängliga för andra program eller nätverksfunktioner, såsom routing. Det andra sättet är där en VSN består av WSN noder från tre administrativt olika WSNs, som visas i figur 2b, underlätta datautbyte mellan dem som inte skulle vara möjligt annars. I detta avsnitt presenterar vi först två scenarier som härleds från litteraturen, och sedan komma med en uppsättning krav. Med hjälp av dessa krav granskar vi kritiskt det befintliga arbetet och grupperar vår sammanfattning av det arbetet under tre typer: virtualisering på nodnivå, virtualisering på nätverksnivå och hybridlösningar. De scenarier som beskrivs här illustrerar motivationen och fördelarna med att använda WSN-virtualisering i vanliga WSN-distributioner.
Khan et al REF virtualiseringen av trådlösa sensornätverk presenteras i detta dokument i syfte att utnyttja samma infrastruktur till flera funktioner i sakernas internet.
Wireless Sensor Network Virtualization: A Survey
{'venue': 'Khan, I.; Belqasmi, F.; Glitho, R.; Crespi, N.; Morrow, M.; Polakos, P.,"Wireless Sensor Network Virtualization: A Survey,"in Communications Surveys&Tutorials, IEEE , vol.18, no.1, pp.553-576, Firstquarter 2016', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}