Routing and mobility management in the internet of things

Abstract

No futuro da Internet das Coisas (Internet of Things (IoT)), os objetos do dia-a-dia irão, provavelmente, ser conectados à Internet e, deste fato, emergem diversas oportunidades tanto no âmbito de pesquisa quanto comercial. Atualmente, a IoT interconecta predominantemente objetos estáticos anexados em alguma infraestrutura física. No entanto, a mobilidade é um fator presente em nossas rotinas diárias, como consequência disto, os objetos (“things”) serão transportados ou poderão se mover em um ambiente cibernético conectado. A este ambiente dá-se o nome de Internet das Coisas Móveis (Internet of Mobile Things (IoMT)) e, ao se moverem, eventualmente os dispositivos poderão criar laços sociais surgindo então a Internet das Coisas Sociais (Social Internet of Things (SIoT)). A mobilidade é uma questão de pesquisa no âmbito da IoT, a qual desempenha papel importante no desenho, implementação, bem como a “ubiquitificação” destes dispositivos em nossas vidas. Apesar da importância da mobilidade no contexto das redes de computadores, gerenciá-la adequadamente, especialmente no contexto da IoT, ainda é uma questão de pesquisa em aberto. Nesta tese, investigamos o reteamento e a gestão da mobilidade no contexto da IoT. Avaliamos quais são as boas práticas para estas soluções, bem como estudamos a mobilidade em IoT em diferentes contextos. Soluções já foram propostas para dar suporte à IoT onde os dispositivos são estáticos. Contudo, pouco se tem feito quando a mobilidade é presente, o que motiva esta tese. Deste modo, damos um passo além no estudo sobre o roteamento ciente da mobilidade para IoT ao explorar os blocos básicos de construção para manipular mobilidade a nível das entidades (comunicação móvel, dispositivo móveis e software) bem como as operações básicas para gerência da comunicação (detecção de mobilidade, processo de handover e gerência da mobilidade). Argumentamos, também, que para manter a comunicação sob eventos de mobilidade, o roteamento apresenta um papel fundamental no processo. Portanto, as nossas contribuições situam-se nesse contexto. Neste sentido, propusemos soluções de roteamento chamadas Dribble, Matrix e Mobile Matrix que são alternativas para respectivamente a detecção de mobilidade de entidades, o roteamento estático e o roteamento sob eventos de mobilidade. Estas propostas apresentam melhorias, quando comparados às soluções existentes na literatura, quanto a eficiência no uso de recursos de memória e energia, confiabilidade, tolerância a falhas, bem como no gerenciamento da comunicação com entidades móveis.