Descripció del projecte
La comunicació espacial profunda es produeix entre dispositius en o orbitant diferents cossos celestes (per exemple, diferents planetes del sistema solar). Aquests ambients es caracteritzen per retards llargs (per exemple, en l’ordre de minuts o hores), oportunitats de comunicació intermitents, recursos energètics limitats i una amplada de banda relativament baixa en alguns casos.
Fa més de dues dècades, la pila de Protocol d’Internet (IP) es considerava inadequada per a la comunicació en entorns tolerants al retard, com l’espai profund, que va conduir al disseny de l’arquitectura Delay-Tolerant Networking (DTN) [RFC 4838] i el Protocol de Bundle (BP) [RFC 5050] [RFC 9171]. Recentment, el Grup de Treball d’Enginyeria d’Internet (IETF) ha reconsiderat l’avaluació original sobre la IP per a entorns tolerants al retard, impulsada per les capacitats dels dispositius actuals i també per l’aparició de QUIC [RFC 9000], que pot donar un millor suport d’extrem a extrem a la fiabilitat en entorns tolerants al retard que el Protocol de Control de Transmissions (TCP) [RFC 9293]. No obstant això, i especialment per als casos d’ús orientats a Internet of Things (IoT), existeixen alternatives basades en IP més lleugeres a QUIC, com el Protocol d’Aplicació Restrict (CoAP) [RFC 7252].
El projecte de recerca d’aquesta tesi doctoral proposa avaluar el rendiment, i dissenyar enfocaments de millora del rendiment, de la comunicació de l’espai profund orientada a IoT. Un extrem remot pot estar situat al voltant d’un cos celeste (per exemple, un sensor a Mart), mentre que l’altre extrem pot estar a la Terra, possiblement amb dispositius intermedis (per exemple, un orbitador de Mart). Es poden considerar diversos escenaris: i) ús de QUIC d’extrem a extrem, ii) ús de CoAP d’extrem a extrem (amb i/o sense un proxy CoAP entre els extrems, Figs. 1 i 2 de [1]), i iii) un escenari híbrid basat en la infraestructura QUIC de la Terra a un dispositiu intermedi, on aquest últim admet la funcionalitat cross-proxy, i CoAP per al camí des del dispositiu intermedi i el punt final remot (Fig. 3 de [1]).
L’avaluació i la comparació de rendiment dels diferents enfocaments poden centrar-se en els paràmetres de rendiment, incloent, però no limitat al consum d’energia del dispositiu remot, byte i sobrecàrrega de missatge, i retard d’extrem a extrem. Tot i que la seguretat dels protocols considerats no és un objectiu principal de la recerca a dur a terme, també es poden considerar aspectes de seguretat.
Un component del treball de recerca a dur a terme és l’avaluació del QUIC per a escenaris orientats a la IoT, independentment de la naturalesa tolerant al retard de l’escenari, i per tant per a casos generals d’ús de la IoT. QUIC ha estat dissenyat per a Internet en general (amb un enfocament en casos d’ús orientats a la web), però el seu rendiment, i les possibilitats de millora per a la IoT només s’han considerat en una mesura limitada. Aquest article de treball obre la porta a dissenyar un perfil orientat a IoT per al protocol QUIC, que podria ser objecte d’estandardització de l’IETF. El director de doctorat té experiència en treballs similars per a TCP [2, 3].
La recerca pot incloure eines teòriques, de simulació i d’experimentació real i testbeds.
La recerca que es durà a terme en aquest projecte també és aplicable a casos d’ús de IoT orientats a satèl·lits, com escenaris de Xarxa No Terrestre (NTN), amb característiques tolerants al retard. Aquests escenaris inclouen constel·lacions de satèl·lits disperses on els satèl·lits suporten l’operació Store & Forward (S&F).
[1] https://www.ietf.org/archive/id/draft-gomez-core-coap-space-02.txt
[2] https://ieeexplore.ieee.org/document/8259430
[3] https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc9006.txt
