Nesnelerin Kuyruk Yönetimi: Nesnelerin İnternetine Özel Kuyruk Yönetim Yaklaşımı

Özet

Birçok farklı alanda Nesnelerin İnterneti (IoT) kullanımının giderek yaygınlaşmasına rağmen, günümüzde hala cihazların düşük işlemyetenekleri ve maliyet endişeleri sebebiyle ağ topolojisi ve kapasitesiyle ilgili büyük problemler bulunmaktadır. Farklı öncelikseviyelerine sahip çok fazla veri trafiği oluşturan düşük işlem yetenekli sensörlerin ağ topolojisi içerisinde sayısı artırılırken genelde ağın kısıtları IoT’de göz ardı edilmektedir. Bu makalede, kuyrukları yönetebilmek ve ağdaki olası tıkanmaları engellemek için bu ağnoktalarına oyun teorisi yaklaşımlı bir aktif kuyruk yönetimi yaklaşımı önerilmiştir. AQM-of-Things (AQMoT) adı verilen buyaklaşımda, ağ düğümlerine az miktarda ama etkili bir zeka kazandırılması önerilmektedir. Genişletilmiş bir oyun modeli formülizeedilerek hem IoT cihazlarının ne zaman veri göndereceklerine dair, hem de haberleşme ünitelerinin ne zaman verileri düşüreceklerinedair karar verme mekanizmaları belirlenmiştir. Oyun modelinde kuyruk uzunluğu ve diğer ağ durumları dikkate alan bir yöntemgeliştirilmiştir. Bu şekilde, diğer algoritmaların aksine haberleşme ünitelerinin durumunu hafif ve oyun teorisini baz alarak gözeten yenilikçi ve tıkanıklıktan kaçınan bir yaklaşımı öne sürüyoruz. Ayrıca AQMoT yaklaşımı alternatif kuyruk yönetim yaklaşımları ilekavramsal olarak karşılaştırılmış ve özellikle IoT alanında önemli avantajları olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract

Although Internet of Things (IoT) networks are massively deployed in many different areas, there are significant problems regardingthe network topology and capacity, due to low smartness level of IoT devices and cost matters. Congestion and queue management especially in an IoT network buffer is one of the most important subjects that need to be considered. In this paper, we propose a novelgame-theoretical approach to manage the queue and avoid possible congestion, by adding a little intelligence to dumb nodes with alightweight method called AQM-of-Things (AQMoT). Extensive-form game formulation is used for defining decision making criteriaof both IoT nodes (when to send) and gateways (when to drop). We describe a game model according to the queue level as well as othernetwork conditions. Thus, a novel congestion avoidance method is proposed, where senders care about the gateway’s current situtationwith a very lightweight game theoretical algorithm. We also demonstrate a conceptual comparison with alternative queue managementapproaches, and conclude that the proposed AQMoT approach has important advantages especially in IoT domain.