Evaluación de rendimiento de transmisión de datos basada en UDP con confirmación para varias topologías de red en entornos de IoT
Autores: Bekele, Bereket Endale; Tokarz, Krzysztof; Gebeyehu, Nebiyat Yilikal; Pochopien, Bolesaw; Mrozek, Dariusz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Evaluación de rendimiento de transmisión de datos basada en UDP con confirmación para varias topologías de red en entornos de IoT
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Expansión
Configuraciones de red
Aplicaciones de IoT
Métricas de rendimiento
Protocolo UDP
Pérdida de paquetes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La rápida expansión de las aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) requiere una comprensión exhaustiva de las configuraciones de red para abordar desafíos únicos en diversos casos de uso. Este documento presenta un análisis detallado de tres topologías de red de IoT: cadena lineal, árbol estructurado y redes de transición dinámica, cada una diseñada para cumplir con los requisitos específicos de la automatización industrial, la automatización del hogar y el monitoreo ambiental. Se evalúan métricas clave de rendimiento, incluido el tiempo de ida y vuelta (RTT), el tiempo de procesamiento del servidor (SPT) y el consumo de energía, a través de simulaciones y experimentos de hardware. Además, este estudio presenta un protocolo UDP mejorado que incluye un mecanismo de reconocimiento y una evaluación del consumo de energía, con el objetivo de mejorar la fiabilidad de la transmisión de datos sobre el protocolo UDP estándar. La pérdida de paquetes se mide específicamente en experimentos de hardware para comparar el rendimiento de los protocolos UDP estándar y mejorados. Los hallazgos muestran que el UDP mejorado reduce significativamente la pérdida de paquetes en comparación con el UDP estándar, mejorando la fiabilidad de la entrega de datos en redes dinámicas y estructuradas, aunque esto conlleva un ligero aumento en el consumo de energía debido al procesamiento adicional. En cuanto al rendimiento de la topología de red, la topología de cadena lineal proporciona un procesamiento estable pero un RTT más alto, siendo adecuada para aplicaciones como el monitoreo de túneles; la topología de árbol estructurado ofrece un bajo consumo de energía y una comunicación rápida, ideal para la automatización del hogar; y la red de transición dinámica, adecuada para Vehículos de Guiado Automatizado (AGVs) industriales, enfrenta desafíos con el enrutamiento adaptativo. Estos conocimientos guían la optimización de los protocolos de comunicación y las configuraciones de red para implementaciones de IoT más eficientes y confiables.
Descripción
La rápida expansión de las aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) requiere una comprensión exhaustiva de las configuraciones de red para abordar desafíos únicos en diversos casos de uso. Este documento presenta un análisis detallado de tres topologías de red de IoT: cadena lineal, árbol estructurado y redes de transición dinámica, cada una diseñada para cumplir con los requisitos específicos de la automatización industrial, la automatización del hogar y el monitoreo ambiental. Se evalúan métricas clave de rendimiento, incluido el tiempo de ida y vuelta (RTT), el tiempo de procesamiento del servidor (SPT) y el consumo de energía, a través de simulaciones y experimentos de hardware. Además, este estudio presenta un protocolo UDP mejorado que incluye un mecanismo de reconocimiento y una evaluación del consumo de energía, con el objetivo de mejorar la fiabilidad de la transmisión de datos sobre el protocolo UDP estándar. La pérdida de paquetes se mide específicamente en experimentos de hardware para comparar el rendimiento de los protocolos UDP estándar y mejorados. Los hallazgos muestran que el UDP mejorado reduce significativamente la pérdida de paquetes en comparación con el UDP estándar, mejorando la fiabilidad de la entrega de datos en redes dinámicas y estructuradas, aunque esto conlleva un ligero aumento en el consumo de energía debido al procesamiento adicional. En cuanto al rendimiento de la topología de red, la topología de cadena lineal proporciona un procesamiento estable pero un RTT más alto, siendo adecuada para aplicaciones como el monitoreo de túneles; la topología de árbol estructurado ofrece un bajo consumo de energía y una comunicación rápida, ideal para la automatización del hogar; y la red de transición dinámica, adecuada para Vehículos de Guiado Automatizado (AGVs) industriales, enfrenta desafíos con el enrutamiento adaptativo. Estos conocimientos guían la optimización de los protocolos de comunicación y las configuraciones de red para implementaciones de IoT más eficientes y confiables.