مجله علمی  رایانش نرم و فناوری اطلاعات

مجله علمی رایانش نرم و فناوری اطلاعات

ادغام رایانش مه در اینترنت اشیا مبتنی بر NDN

نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسنده
گروه مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، دانشگاه بیرجند
چکیده
رایانش مه، ارائه بی واسطه و سریع قابلیت‌‌های رایانشی و ذخیره‌‌سازی در نزدیکی دستگاه‌‌های فیزیکی فراهم می‌کند. این روش نه تنها امکان دسترسی سریع ‌تر به خدمات را فراهم می‌آورد، بلکه وابستگی به اینترنت گسترده را نیز برطرف می‌کند. اینترنت اشیاء ارتباط بین دستگاه‌ها و اشیاء متعدد را با استفاده از پروتکل‌های مختلف برقرار می‌کنند. پیاده‌سازی این شبکه توسط مدل‌های ارتباطی میزبان میزبان به دلیل وجود دستگاه‌های ناهمگن و دارای محدودیت، ارتباط با حوزه‌های امنیتی متفاوت و همچنین نیاز به ایجاد ارتباط هم بصورت محلی و هم جهانی با چالش‌هایی روبرو است.در این مقاله بررسی می‌کنیم که رایانش مه چیست، ادغام معماری اینترنت اشیاء مبتنی بر شبکه داده نامگذاری شده با فناوری رایانش مه چگونه است. این فناوری چطور می‌تواند پیاده سازی اینترنت اشیا را به صورت ایمن‌تر و کاراتر فراهم کند. در انتها یک مطالعه موردی از کاربرد رایانش مه برای بهبود چالش-های مربوط به ذخیره سازی درون شبکه‌ای در اینترنت اشیاء مبتنی بر شبکه داده نامگذاری شده بررسی شده است. نتایج به دست آمده از مطالعه موردی، تاثیر رایانش مه را در رفع چالش های مربوط به کشینگ درون شبکه ای به خوبی نشان می‌دهد. نتایج حاصل بیانگر تاثیر مثبت استفاده از رایانش مه در بهبود کارایی اینترنت اشیاء مبتنی بر شبکه داده نامگذاری شده است.
کلیدواژه‌ها

[1] T. P. Da Silva et al., “Fog Computing Platforms for Smart City Applications: A Survey,” ACM Trans. Internet Technol., vol. 22, no. 4, 2022, doi: 10.1145/3488585.
[2] P. Hu, S. Dhelim, H. Ning, and T. Qiu, “Survey on fog computing: architecture, key technologies, applications and open issues,” J. Netw. Comput. Appl., vol. 98, no. September, pp. 27–42, 2017, doi: 10.1016/j.jnca.2017.09.002.
[3] M. Aazam and E. N. Huh, “Fog computing and smart gateway based communication for cloud of things,” Proc. - 2014 Int. Conf. Futur. Internet Things Cloud, FiCloud 2014, pp. 464–470, 2014, doi: 10.1109/FiCloud.2014.83.
[4] P. Hu, S. Dhelim, H. Ning, and T. Qiu, “Survey on fog computing: architecture, key technologies, applications and open issues,” J. Netw. Comput. Appl., vol. 98, no. April, pp. 27–42, 2017, doi: 10.1016/j.jnca.2017.09.002.
[5] M. A. Al-Shareeda, A. A. Alsadhan, H. H. Qasim, and S. Manickam, “The fog computing for internet of things: review, characteristics and challenges, and open issues,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 13, no. 2, pp. 1080–1089, Apr. 2024, doi: 10.11591/EEI.V13I2.5555.
[6] A. Djama, B. Djamaa, and M. R. Senouci, “Information-Centric Networking solutions for the Internet of Things: A systematic mapping review,” 2020. doi: 10.1016/j.comcom.2020.05.003.
[7] L. Zhang et al., “Named data networking,” Comput. Commun. Rev., 2014, doi: 10.1145/2656877.2656887.
[8] V. Jacobson, D. K. Smetters, J. D. Thornton, M. Plass, N. Briggs, and R. Braynard, “Networking named content,” Commun. ACM, 2012, doi: 10.1145/2063176.2063204.
[9] D. Saxena, V. Raychoudhury, N. Suri, C. Becker, and J. Cao, “Named Data Networking: A survey,” 2016. doi: 10.1016/j.cosrev.2016.01.001.
[10] N. Askar et al., “Forwarding Strategies for Named Data Networking based IOT: Requirements, Taxonomy, and Open Research Challenges,” IEEE Access, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3276713.
[11] A. A. Alahmad, A. H. Mohd Aman, F. Qamar, and W. Mardini, “Efficient Caching Strategies in NDN-Enabled IoT Networks: Strategies, Constraints, and Future Directions,” Sensors (Basel)., vol. 25, no. 16, p. 5203, Aug. 2025, doi: 10.3390/S25165203.
[12] S. Kumar, R. Tiwari, S. Kozlov, and J. J. P. C. Rodrigues, “Minimizing delay in content-centric networks using heuristics-based in-network caching,” Cluster Comput., 2022, doi: 10.1007/s10586-021-03405-1.
[13] M. S. Zahedinia, M. R. Khayyambashi, and A. Bohlooli, “IoT data management for caching performance improvement in NDN,” Cluster Comput., vol. 27, no. 4, pp. 4537–4550, 2024, doi: 10.1007/s10586-023-04197-2.
[14] I. Abdullahi, S. Arif, and S. Hassan, “Survey on caching approaches in Information Centric Networking,” J. Netw. Comput. Appl., vol. 56, no. 2015, pp. 48–59, 2015, doi: 10.1016/j.jnca.2015.06.011.
[15] A. V. Vasilakos, Z. Li, G. Simon, and W. You, “Information centric network: Research challenges and opportunities,” J. Netw. Comput. Appl., vol. 52, pp. 1–10, 2015, doi: 10.1016/j.jnca.2015.02.001.
[16] R. Ullah, S. H. Ahmed, and B. S. Kim, “Information-centric networking with edge computing for IoT: Research challenges and future directions,” IEEE Access, vol. 6, no. c, pp. 73465–73488, 2018, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2884536.
[17] Y. Chen, Y. Chang, C. Chen, Y. Lin, and J. Chen, “Cloud-Fog Computing for Information-Centric Internet-of-Things Applications,” pp. 637–640, 2017.
[18] A. Botta, W. De Donato, V. Persico, and A. Pescapé, “Integration of Cloud computing and Internet of Things: A survey,” Futur. Gener. Comput. Syst., 2016, doi: 10.1016/j.future.2015.09.021.
[19] M. Aazam, S. Zeadally, and K. A. Harras, “Offloading in fog computing for IoT: Review, enabling technologies, and research opportunities,” Futur. Gener. Comput. Syst., vol. 87, pp. 278–289, 2018, doi: 10.1016/j.future.2018.04.057.
[20] P. Bellavista, J. Berrocal, A. Corradi, S. K. Das, L. Foschini, and A. Zanni, “A survey on fog computing for the Internet of Things,” Pervasive Mob. Comput., vol. 52, pp. 71–99, 2019, doi: 10.1016/j.pmcj.2018.12.007.
[21] D. Gupta, S. Rani, and S. H. A. Shah, “ICN‐Fog Computing for IoT‐Based Healthcare,” in IoT‐Enabled Smart Healthcare Systems, Services and Applications, 2022, pp. 19–37. doi: 10.1002/9781119816829.ch2.
[22] M. Aazam and E. N. Huh, “Fog computing and smart gateway based communication for cloud of things,” in Proceedings - 2014 International Conference on Future Internet of Things and Cloud, FiCloud 2014, 2014, pp. 464–470. doi: 10.1109/FiCloud.2014.83.
[23] S. Li et al., “IoT Middleware Architecture over Information-Centric Network,” 2015.
[24] M. Wang, J. Wu, G. Li, J. Li, Q. Li, and S. Wang, “Toward mobility support for information-centric IoV in smart city using fog computing,” in 2017 5th IEEE International Conference on Smart Energy Grid Engineering, SEGE 2017, 2017, pp. 357–361. doi: 10.1109/SEGE.2017.8052825.
[25] I. U. Din, S. Hassan, M. K. Khan, M. Guizani, O. Ghazali, and A. Habbal, “Caching in Information-Centric Networking: Strategies, Challenges, and Future Research Directions,” IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 20, no. 2, pp. 1443–1474, 2018, doi: 10.1109/COMST.2017.2787609.
[26] A. Montazeri, “Analytical Investigation of On-Path Caching Performance in Information Centric Networks A PhD Thesis Submitted to the College of Graduate and Postdoctoral Studies in Partial Fulfillment of the Requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the Dep,” 2018.
[27] W. K. Chai, D. He, I. Psaras, and G. Pavlou, “Cache ‘less for more’ in information-centric networks,” in International Conference on Research in Networking, Springer, 2012, pp. 27–40.
[28] M. Meddeb, A. Dhraief, A. Belghith, T. Monteil, K. Drira, and S. Alahmadi, “Cache freshness in named data networking for the internet of things,” Comput. J., vol. 61, no. 10, pp. 1496–1511, 2018, doi: 10.1093/comjnl/bxy005.