Estimation of Link Occupancy During TCP Transmissions in Internet of Things
Agnieszka Chodorek, Robert Ryszard Chodorek · Pomiary, Automatyka, Robotyka · 2019
Streszczenie: Jednym z problemów występujących w dużych systemach Internetu Rzeczy, złożonych z tysięcy urządzeń IoT, są przeciążenia sieci w pobliżu urządzeń pełniących rolę hubów komunikacyjnych (brokerów danych, chmur obliczeniowych).Przeciążenia te nie są w wystarczającym stopniu rozładowywane przez protokół TCP, który (ze względu na specyfikę ruchu telekomunikacyjnego w systemach IoT) nie jest w stanie prawidłowo oszacować, dostępnych dla danej transmisji, zasobów sieciowych.W artykule przedstawiono prototypowe urządzenie IoT, zbudowane na mikrokontrolerze Raspberry PI pracującym pod kontrolą systemu operacyjnego Linux, które szacuje wielkość, dostępnej dla protokołu TCP, przepustowości ścieżki komunikacyjnej.Urządzenie korzysta ze znanej metody par pakietów.Aby poprawić dokładność szacunków, użyto wariantu metody, który ocenia wielkość dostępnej przepustowości na podstawie ciągów par.Badania przeprowadzone w dedykowanej sieci lokalnej pozwoliły zarówno ocenić pracę urządzenia, jak i dokonać analizy dokładności szacunków przeprowadzanych w obecności ruchu charakterystycznego dla systemów Internetu Rzeczy.Oceniono również narzut ruchu wnoszonego do sieci Internetu Rzeczy przez pomiary metodą par testowych TCP.Ze względu na ograniczoną moc obliczeniową mikrokontrolera Raspberry PI, urządzenie korzysta z prostych, szybkich wariantów obliczeniowych metody par pakietów PTR (bez odstępu czasowego między parami pakietów) oraz zmodyfikowany IGI (ze zmiennym odstępem czasowym między parami pakietów).Urządzenie umożliwia szybką ocenę stanu sieci w trakcie trwania transmisji IoT.Znajomość stanu sieci, w tym przepustowości dostępnej dla transmisji TCP, pozwoli na efektywniejsze działanie systemu wykorzystującego dużą liczbę urządzeń Internetu Rzeczy.