معماری ابری توزیع شده بلاک چینی مبتنی بر گره مه نرم افزار محور برای اینترنت اشیاء
چکیده
گسترش اخیر اینترنت اشیاء (IoT) و متعاقباً انفجار در حجم اطلاعات تولید شده دستگاه های هوشمند منجر به برونسپاری داده ها به مراکز تعیین شده داده ها گشته است. با این حال، مدیریت این مخزن داده های عظیم و مراکز داده های متمرکز همانند ذخیره سازی ابری به صورتی مطلوب میسر نمی باشد. چالش های بسیاری وجود دارند که با توجه به رشد سریع در تنوع و تعداد دستگاه های متصل به اینترنت که برای ارائه دسترسی بالا، تحویل بیدرنگ داده ها، مقیاس پذیری، امنیت، انعطاف پذیری و تاخیر اندک طراحی نشده اند، باید در معماری شبکه های سنتی بدان ها پرداخت. برای پرداختن به این مسائل، مقاله حاضر به ارائه یک معماری ابری توزیع شده مبتنی بر بلاک‌چین جدید همراه با شبکه تعریف شده با نرم افزار (SDN) می پردازد که گره های کنترل کننده مهی را قادر می سازد تا در لبه شبکه، اصول طراحی مورد نیاز را برآورده نمایند. مدل پیشنهادی یک معماری ابری توزیع شده مبتنی بر فناوری بلاک‌چین می باشد که دسترسی کم هزینه، امن، و مطابق تقاضا را برای اغلب زیرساخت های محاسبات رقابتی در شبکه IoT فراهم می نماید. با ایجاد زیرساخت ابری توزیع شده، مدل پیشنهادی، امکان محاسبات با کارآیی بالا و مقرون به صرفه را فراهم می آورد. افزون بر این، برای آوردن منابع محاسباتی به لبه شبکه IoT و امکان دسترسی به مقادیر وسیعی از داده ها با تاخیر اندک و به صورتی امن، یک معماری گره مهی توزیع شده امن را ارائه نمودیم که از فناوری های SDN و بلاک‌چین استفاده می نماید. گره های مهی، واحدهای محاسبات مهی توزیع شده ای هستند که امکان استقرار خدمات مهی را فراهم آورده و توسط منابع محاسباتی متعدد در لبه شبکه IoT شکل می گیرند. ما عملکرد معماری پیشنهادی خود را ارزیابی نموده و با استفاده از معیارهای مختلف عملکرد، با مدل های موجود مقایسه نمودیم. نتایج ارزیابی ما نشان می دهد که با کاهش تاخیر حاصله، کاهش زمان پاسخ، افزایش توان عملیاتی، و توانایی تشخیص حملات بیدرنگ در شبکه IoT با توجه به سربار عملکرد پایین، عملکرد بهبود می یابد.
1. مقدمه
امروزه تعداد زیادی از دستگاه ها و اشیاء هوشمند با حسگرها تلفیق شده و در نتیجه قادر به تشخیص اطلاعات بیدرنگ از محیط خود هستند. با این حال، این انگاره با ظهور IoT تغییر نموده که در آن همه اشیاء هوشمند - مانند حسگرها، لپ تاپ ها، ماشین های هوشمند، دستگاه های خانه هوشمند، و واحدهای صنعتی و تاسیسات - از طریق یک شبکه به هم متصل و به قابلیت تجزیه و تحلیل داده ها مجهزند و در نتیجه مسیر بازی، زندگی، و کار ما نیز تغییر نموده است. حجم عظیمی از جریان داده ها توسط دستگاه های IoT با سرعت بالایی تولید شده است. بر طبق گزارش اخیر گارتنر [1]، تا سال 2021، حدود یک میلیون دستگاه IoT جدید در هر ساعت فروخته خواهد شد و حدود 2.5 میلیون دلار آمریکا در دقیقه صرف IoT خواهد شد. با تدارکات کارآمد و انعطاف پذیر در محاسبات ابری [2]، [3]، حجم وسیعی از داده های IoT تولیدی دستگاه های IoT توزیع شده را می توان برای پردازش از طریق اینترنت به ابر از راه دور منتقل نمود [4]، [5].
Abstract
The recent expansion of the Internet of Things (IoT) and the consequent explosion in the volume of data produced by smart devices have led to the outsourcing of data to designated data centers. However, to manage these huge data stores, centralized data centers, such as cloud storage cannot afford auspicious way. There are many challenges that must be addressed in the traditional network architecture due to the rapid growth in the diversity and number of devices connected to the internet, which is not designed to provide high availability, real-time data delivery, scalability, security, resilience, and low latency. To address these issues, this paper proposes a novel blockchain-based distributed cloud architecture with a software defined networking (SDN) enable controller fog nodes at the edge of the network to meet the required design principles. The proposed model is a distributed cloud architecture based on blockchain technology, which provides low-cost, secure, and on-demand access to the most competitive computing infrastructures in an IoT network. By creating a distributed cloud infrastructure, the proposed model enables cost-effective high-performance computing. Furthermore, to bring computing resources to the edge of the IoT network and allow low latency access to large amounts of data in a secure manner, we provide a secure distributed fog node architecture that uses SDN and blockchain techniques. Fog nodes are distributed fog computing entities that allow the deployment of fog services, and are formed by multiple computing resources at the edge of the IoT network. We evaluated the performance of our proposed architecture and compared it with the existing models using various performance measures. The results of our evaluation show that performance is improved by reducing the induced delay, reducing the response time, increasing throughput, and the ability to detect real-time attacks in the IoT network with low performance overheads.
I. INTRODUCTION
Nowadays, a large number of intelligent devices and objects are integrated with sensors, thus enabling them to detect realtime information from the environment. However, this paradigm has changed with the advent of the IoT in which all intelligent things- such as sensors, laptops, smart cars, smart home devices, and industrial and utility modules- are connected through a network of networks and equipped with data analysis capability, thereby changing the way we play, live, and work. A huge volume of data streams is produced by IoT devices at high speed. According to a recent report by Gartner [1], around one million new IoT devices will be sold every hour and some 2.5 million US dollars will be spent per minute on IoT by 2021. With efficient and flexible provisioning in cloud computing [2] [3], the large volume of IoT data produced by distributed IoT devices can be transmitted to the remote cloud for processing through the internet [4] [5].
چکیده
1. مقدمه
الف. نقش آفرینی پژوهش
ب. سازماندهی
2. پیش درآمد
الف. ضرورت بلاک‌چین ها در ذخیره سازی ابری توزیع شده
ب. اصول الزامی طراحی برای معماری توزیع شده امن در شبکه IoT مقیاس پذیر محاسبات لبه ای
3. معماری ابری توزیع شده بلاک‌چینی
الف. نظری اجمالی بر طراحی معماری
ب. معماری ابر توزیع شده بلاک‌چینی
ج. معماری شبکه محاسبات لبه ای
4. ارزیابی عملکرد
5. نتیجه گیری
منابع
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PRELIMINARIES
A. Need for blockchains in distributed cloud storage
B. Required design principles for securely distributed architecture in an edge computing scalable IoT network
III. DISTRIBUTED BLOCKCHAIN CLOUD ARCHITECTURE
A. Architecture design overview
B. Distributed blockchain cloud architecture
C. Edge computing network architecture
IV.PERFORMANCE EVALUATION
V. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه