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Tipo do documento: Dissertação
Título: Um estudo e avaliação do desempenho de Protocolos de Aplicação para a Internet das Coisas
Título(s) alternativo(s): A study and performance evaluation of Application Protocols for the Internet of Things
Autor: Macedo, Roberto da Silva 
Primeiro orientador: Sztajnberg, Alexandre
Primeiro membro da banca: Sant'Anna, Francisco Figueiredo Goytacaz
Segundo membro da banca: Albuquerque, Célio Vinicius Neves de
Resumo: A Internet das coisas promete facilitar a interação automática e o acesso à dispositivos industriais, de automação e domésticos, como sensores e atuadores. Um dos desafios para o desenvolvimento da IoT é o número crescente e a heterogeneidade de dispositivos. Frameworks de software propostos para IoT, tais como o FIWARE [1], DOJOT [2], SOFIA [3], OpenIoT [4], geralmente contemplam serviços de suporte, e integração de dispositivos, com módulos-cliente das aplicações. Estes frameworks apresentam uma camada de aplicação, que inclui Protocolos de Aplicação, orientados à interação entre processos e dispositivos. Vários Protocolos de Aplicações estão estabelecidos e alguns padronizados, com destaque para o HTTP [5], MQTT [6], CoAP [7], AMQP [8], XMPP [9] e o WebSocket [10]. Neste trabalho é avaliado o desempenho de cada um destes protocolos em uma rede Wi-Fi. Para os teste de todos os protocolos se lecionados, quatro\dimensões foram combinadas: os 6 protocolos; 1 métrica quantitativa (RoundTripTime); 3 métricas de escalabilidade (tamanho de mensagens, número de sensores e largura de banda disponíveis) e 2 métricas qualitativas (confiabilidade/QoS) e uso sobre a camada de segurança. Os testes foram realizados em um ambiente isolado. Aplicações de teste foram desenvolvidas para envio e recebimento de mensagens.Com isto, também foi possível se verificar a viabilidade de uso de algumas bibliotecas disponíveis para os dispositivos NodeMCU e aparelhos móveis Android. Os resultados dos testes de desempenhos são apresentados e discutidos. Estes resultados permitem identificar as diferenças de desempenho e de características de operação entre os Protocolos de Aplicação que precisam ser considerados de acordo com a aplicação que irá utilizá-los. Alguns cenários de aplicações associados aos parâmetros avaliados de tamanho das mensagens,banda e número de dispositivos utilizados.
Abstract: The Internet of Things aims to facilitate automatic interaction and access to industrial, automation and home devices such as sensors and actuators .One of the challenges for IoT development is the growing number and heterogeneity of devices. Proposed software frameworks for IoT, such as FIWARE [1], DOJOT [2], SOFIA [3], OpenIoT [4], usually include support services, and device integration with client application modules. These frameworks feature an Application layer, which includes Application Protocols, oriented to the interaction between processes and devices. Several Application Protocols are established and some standardized, with emphasison HTTP[5], MQTT[6], CoAP [7], AMQP[8], XMPP[9], and WebSocket [10]. This work evaluates the performance of each of those protocols in a Wi-Finet work. For testing of all selected protocols, four "dimensions" were combined: the 6 protocols; 1 quantitative metric (RoundTripTime); 3 scalability metrics (message size, number of sensors and band width available) and 2 qualitative metrics (reliability/QoS) and security layer usage. The tests were performed in an isolated environment. Test applications were developed for sending and receiving messages. This also made it possible to verify the feasibility and viability of using some libraries available for Node MCU devices and Android mobile devices. The results of the performance tests are presented and discussed. Those results allow us to identify the differences in performance and operating characteristics between the Application Protocols that need to be considered according to the application and will use them. Some application scenarios are associated with evaluated parameters of message size, bandwidth and number of devices used.
Palavras-chave: Internet das coisas
Protocolos de aplicação
Middleware
WebSocket
CoAP
MQTT
Internet of things
Application protocols
Proteção de dados
Internet - Medidas de segurança
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Matemática e Estatística
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Computacionais
Citação: MACEDO, Roberto da Silva. Um estudo e avaliação do desempenho de Protocolos de Aplicação para a Internet das Coisas. 2019.130 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Computacionais) - Instituto de Matemática e Estatística, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17641
Data de defesa: 22-Out-2019
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Computacionais

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