Context-Aware Publish Subscribe in Mobile ad Hoc Networks

The publish-subscribe communication paradigm is enjoying increasing popularity thanks to its ability to simplify the development of complex distributed applications. However, existing solutions in the publish-subscribe domain address only part of the challenges associated with the development of applications in dynamic scenarios such as mobile ad hoc networks. Mobile applications must be able to assist users in a variety of situations, responding not only to their inputs but also to the characteristics of the environment in which they operate. In this paper, we address these challenges by extending the publish-subscribe paradigm with the ability to manage and exploit context information when matching events against subscriptions. We present our extension in terms of a formal model of context-aware publish-subscribe. We propose a solution for its implementation in MANETs; and finally we validate our approach by means of extensive simulations

Efficient event delivery in publish/subscribe systems for wireless mesh networks

Internet and Mobile Computing Lab, Department of ComputingRefereed conference paper2006-2007 > Academic research: refereed > Refereed conference paperVersion of RecordPublishe

THREE TEMPORAL PERSPECTIVES ON DECENTRALIZED LOCATION-AWARE COMPUTING: PAST, PRESENT, FUTURE

Durant les quatre dernières décennies, la miniaturisation a permis la diffusion à large échelle des ordinateurs, les rendant omniprésents. Aujourd’hui, le nombre d’objets connectés à Internet ne cesse de croitre et cette tendance n’a pas l’air de ralentir. Ces objets, qui peuvent être des téléphones mobiles, des véhicules ou des senseurs, génèrent de très grands volumes de données qui sont presque toujours associés à un contexte spatiotemporel. Le volume de ces données est souvent si grand que leur traitement requiert la création de système distribués qui impliquent la coopération de plusieurs ordinateurs. La capacité de traiter ces données revêt une importance sociétale. Par exemple: les données collectées lors de trajets en voiture permettent aujourd’hui d’éviter les em-bouteillages ou de partager son véhicule. Un autre exemple: dans un avenir proche, les données collectées à l’aide de gyroscopes capables de détecter les trous dans la chaussée permettront de mieux planifier les interventions de maintenance à effectuer sur le réseau routier. Les domaines d’applications sont par conséquent nombreux, de même que les problèmes qui y sont associés. Les articles qui composent cette thèse traitent de systèmes qui partagent deux caractéristiques clés: un contexte spatiotemporel et une architecture décentralisée. De plus, les systèmes décrits dans ces articles s’articulent autours de trois axes temporels: le présent, le passé, et le futur. Les systèmes axés sur le présent permettent à un très grand nombre d’objets connectés de communiquer en fonction d’un contexte spatial avec des temps de réponses proche du temps réel. Nos contributions dans ce domaine permettent à ce type de système décentralisé de s’adapter au volume de donnée à traiter en s’étendant sur du matériel bon marché. Les systèmes axés sur le passé ont pour but de faciliter l’accès a de très grands volumes données spatiotemporelles collectées par des objets connectés. En d’autres termes, il s’agit d’indexer des trajectoires et d’exploiter ces indexes. Nos contributions dans ce domaine permettent de traiter des jeux de trajectoires particulièrement denses, ce qui n’avait pas été fait auparavant. Enfin, les systèmes axés sur le futur utilisent les trajectoires passées pour prédire les trajectoires que des objets connectés suivront dans l’avenir. Nos contributions permettent de prédire les trajectoires suivies par des objets connectés avec une granularité jusque là inégalée. Bien qu’impliquant des domaines différents, ces contributions s’articulent autour de dénominateurs communs des systèmes sous-jacents, ouvrant la possibilité de pouvoir traiter ces problèmes avec plus de généricité dans un avenir proche. -- During the past four decades, due to miniaturization computing devices have become ubiquitous and pervasive. Today, the number of objects connected to the Internet is in- creasing at a rapid pace and this trend does not seem to be slowing down. These objects, which can be smartphones, vehicles, or any kind of sensors, generate large amounts of data that are almost always associated with a spatio-temporal context. The amount of this data is often so large that their processing requires the creation of a distributed system, which involves the cooperation of several computers. The ability to process these data is important for society. For example: the data collected during car journeys already makes it possible to avoid traffic jams or to know about the need to organize a carpool. Another example: in the near future, the maintenance interventions to be carried out on the road network will be planned with data collected using gyroscopes that detect potholes. The application domains are therefore numerous, as are the prob- lems associated with them. The articles that make up this thesis deal with systems that share two key characteristics: a spatio-temporal context and a decentralized architec- ture. In addition, the systems described in these articles revolve around three temporal perspectives: the present, the past, and the future. Systems associated with the present perspective enable a very large number of connected objects to communicate in near real-time, according to a spatial context. Our contributions in this area enable this type of decentralized system to be scaled-out on commodity hardware, i.e., to adapt as the volume of data that arrives in the system increases. Systems associated with the past perspective, often referred to as trajectory indexes, are intended for the access to the large volume of spatio-temporal data collected by connected objects. Our contributions in this area makes it possible to handle particularly dense trajectory datasets, a problem that has not been addressed previously. Finally, systems associated with the future per- spective rely on past trajectories to predict the trajectories that the connected objects will follow. Our contributions predict the trajectories followed by connected objects with a previously unmet granularity. Although involving different domains, these con- tributions are structured around the common denominators of the underlying systems, which opens the possibility of being able to deal with these problems more generically in the near future

Cross-layer Peer-to-Peer Computing in Mobile Ad Hoc Networks

The future information society is expected to rely heavily on wireless technology. Mobile access to the Internet is steadily gaining ground, and could easily end up exceeding the number of connections from the fixed infrastructure. Picking just one example, ad hoc networking is a new paradigm of wireless communication for mobile devices. Initially, ad hoc networking targeted at military applications as well as stretching the access to the Internet beyond one wireless hop. As a matter of fact, it is now expected to be employed in a variety of civilian applications. For this reason, the issue of how to make these systems working efficiently keeps the ad hoc research community active on topics ranging from wireless technologies to networking and application systems. In contrast to traditional wire-line and wireless networks, ad hoc networks are expected to operate in an environment in which some or all the nodes are mobile, and might suddenly disappear from, or show up in, the network. The lack of any centralized point, leads to the necessity of distributing application services and responsibilities to all available nodes in the network, making the task of developing and deploying application a hard task, and highlighting the necessity of suitable middleware platforms. This thesis studies the properties and performance of peer-to-peer overlay management algorithms, employing them as communication layers in data sharing oriented middleware platforms. The work primarily develops from the observation that efficient overlays have to be aware of the physical network topology, in order to reduce (or avoid) negative impacts of application layer traffic on the network functioning. We argue that cross-layer cooperation between overlay management algorithms and the underlying layer-3 status and protocols, represents a viable alternative to engineer effective decentralized communication layers, or eventually re-engineer existing ones to foster the interconnection of ad hoc networks with Internet infrastructures. The presented approach is twofold. Firstly, we present an innovative network stack component that supports, at an OS level, the realization of cross-layer protocol interactions. Secondly, we exploit cross-layering to optimize overlay management algorithms in unstructured, structured, and publish/subscribe platforms

A Dynamic Messaging Architecture for Vehicular Social Networks

RÉSUMÉ La congestion routière et les longs trajets quotidiens sont deux grandes sources d'insatisfaction chez les voyageurs. Ces derniers partagent les mêmes besoins et intérêts au niveau de la route mais leur anonymité, leur manque de confiance en leur voisinage et la grande mobilité des véhicules les rendent incapables d'entamer et de maintenir une communication sure et stable entre eux, pendant les heures de pointe et les bouchons de circulation, afin de gérer ensemble l'état critique et imprévisible du trafic routier. Ceci déclenche chez eux des sentiments de frustration, augmente leur niveau de stress et les pousse à s'envoyer des messages de façon aveugle, ce qui empire la situation du trafic, congestionne le réseau, augmente les délais d'attente de réception d'information utiles et affecte négativement la qualité de leur voyage et leur état psychologique. Par ailleurs et en l'absence de congestion, certains voyageurs considèrent la longue durée de leur voyage comme du temps perdu à ne rien faire, d'autres utilisent les applications mobiles de géolocalisation et partagent leurs informations contextuelles avec leurs amis via les réseaux sociaux virtuels, ce qui est considéré comme un moyen de divertissement tout au long de leur voyage. En fait, l'anonymité des voyageurs au niveau de la route est alimentée par leur hésitation à partager leurs intérêts avec un public inconnu, ce qui pourrait les exposer aux problèmes de fuite de données personnelles et mettre en péril leur identité et information personnelles. Plusieurs travaux de recherche ont proposé des architectures véhiculaires qui favorisent et facilitent le développement de services et d'applications véhiculaires traditionnels orientés véhicule, qui visent principalement à améliorer la sécurité routière et à prévenir les accidents. D'autres travaux plus récents sont motivés par l'amélioration de la qualité du voyage et à offrir aux voyageurs des services de divertissement. Ces travaux proposent l'introduction du concept des réseaux sociaux dans les réseaux véhiculaires ad hoc afin de faciliter la formation de communautés véhiculaires sociales où les voyageurs sont regroupés en fonction de leur contexte et leurs intérêts sur la route. Pour ce faire, les auteurs de ces travaux ont procédé à la conception d'architectures véhiculaires sociales distribuées ou centralisées qui supportent le développement des applications véhiculaires orientées utilisateur. Cependant, ces architectures proposées ne sont pas hybrides. De plus, elles ne tiennent pas compte de la coopération entre les couches supérieures de l'architecture OSI (services et applications) et les couches inférieures responsables du routage de l'information contextuelle dynamique propagée à travers le réseau. En outre, ces dernières devraient aussi considérer la fragilité et l'instabilité des liens de communication entre les véhicules, ce qui empêche les voyageurs de maintenir une communication fiable et efficace sur la route et cause des collisions lors de la dissémination des messages dans des environnements véhiculaires denses. Par ailleurs, le coût d'accès à l'infrastructure induit une grande consommation de la bande passante dans le cas où la majorité des voyageurs se connectent à Internet simultanément dans un environnement véhiculaire hybride et dense. Cette thèse vient combler le vide d'architecture véhiculaire hybride dans les réseaux véhiculaires sociaux et propose un nouveau système de messagerie dynamique hybride, fiable, stable et efficace pour ce type de réseaux, appelé DYMES. Une telle architecture permet de favoriser les interactions entre les voyageurs en temps-réel, tout en respectant leur anonymité sur la route et en tenant compte de la dynamicité de leurs informations contextuelles partagées à travers le réseau, en utilisant un ensemble d'abstractions de communication fiable, efficace, distribué et centralisé, dans un environnement véhiculaire hybride et dense. Ce travail est subdivisé en trois volets importants qui ont fait l'objet d'articles scientifiques. Le premier volet consiste à identifier une méta-stratégie qui guide la conception des abstractions de communication hybrides sur lesquelles repose DYMES. Nous proposons l'utilisation du modèle de publication et de souscription aux services qui concorde avec la nature dynamique des réseaux véhiculaires et qui répond aux requis et aux besoins des voyageurs au niveau de la route en terme du respect de l'anonymité de leur identité. Dans ce modèle, les récipiendaires des messages publiés sont identifiés par leur contexte et non par leur identité. De ce fait, nous concevons et introduisons des abstractions dynamiques de publication et de souscription aux services qui visent à assurer une communication anonyme entre les voyageurs en leur permettant de publier leur information contextuelle dynamique et de souscrire en utilisant des filtres dynamiques sensibles au contexte des messages. Nous illustrons l'utilisation de DYMES et montrons son fonctionnement via deux applications véhiculaires sociales distribuées et centralisées. De plus, nous identifions et nous discutons nos choix d'implémentation des abstractions centralisées, distribuées et hybrides proposées qui guident la conception du système DYMES. Le deuxième volet propose un nouvel ensemble d'abstractions de publication et de souscription dynamiques, hybrides, efficientes et fiables qui représente un module de l'architecture DYMES. Notre première abstraction est une stratégie de publication et de souscription dynamique aux services de regroupement DPSCS (Dynamic Publish/Subscribe Clustering Strategy) qui aborde les problématiques de l'isolation des voyageurs au niveau de la route et de l'instabilité de leur liens de communication. DPSCS permet à chaque voyageur de former une communauté stable basée sur son propre contexte et intérêt, qui est capable de s'auto mettre à jour de façon efficiente et fiable tout en respectant l'anonymité des voyageurs sur la route. Pour ce faire, chaque voyageur qui désire communiquer avec son entourage en créant une communauté, publie une seule publication persistante, dans un espace déterminé, dont le contenu est dynamique. DPSCS repose sur un protocole de communication qui permet de propager cette publication de manière efficiente et fiable en sélectionnant les relais qui disposent d'un lien stable avec le nœud source (l'éditeur) de la publication et qui sont situés loin de ce nœud. Les voyageurs dont les souscriptions courantes concordent avec la publication dynamique du nœud source, joignent sa communauté. La persistance de la publication envoyée détermine la fin de la formation de la communauté. Notre deuxième abstraction proposée est une stratégie de découverte et de sélection de relais mobiles appelée MGDSS (Mobile Gateway Discovery/Selection Strategy). Cette dernière aborde les problématiques de découverte et de sélection de relais mobiles dans les environnements véhiculaires hybrides qui donnent naissance à d'autres problèmes comme la grande consommation de bande passante lors de l'accès d'un grand nombre de véhicules à l'infrastructure, et le nombre exponentiel de messages envoyés entre les voyageurs dans les environnements véhiculaires denses. MGDSS se base sur le résultat de DPSCS. Elle facilite aux voyageurs groupés dans des communautés la découverte de leur entourage en leur permettant de s'envoyer un seul message chacun, qui est propagé de façon fiable et efficiente en utilisant un nouveau protocole de diffusion nommé CoCo (Context-aware Coding). Ce dernier permet de réduire le nombre de retransmissions des messages à travers la communauté et d'en assurer la livraison par les voyageurs. Ces derniers procèdent à la sélection d'un nombre minimal de nœuds relais capables de les lier à l'infrastructure en se basant sur les informations qu'ils ont reçues à travers MGDS-CoCo. Notre stratégie de sélection nommée MGSS (Mobile Gateway Selection Strategy) permet aux voyageurs d'envoyer leurs publications et leurs souscriptions à l'infrastructure à travers les relais sélectionnés en utilisant les chemins les plus stables. Une nouvelle stratégie de correspondance entre publication et souscription est implémentée au niveau de l'infrastructure et permet de comparer et de mettre à jour les souscriptions des voyageurs et de les filtrer selon leur contenu dynamique avec les publications reçues. Le résultat est renvoyé aux souscripteurs concernés via le relais sélectionné en utilisant MGSS. L'évaluation de performance de cet ensemble d'abstractions dynamiques de publication et de souscription de l'architecture DYMES prouve que la stratégie DPSCS est, en moyenne, 28% meilleure que les autres stratégies existantes en termes d'efficience et qu'elle est capable de former des communautés dans l'ordre des millisecondes. De plus, MGDSS dépasse les stratégies existantes par un facteur de 71% à 100% en termes d'efficience pour toute densité de nœuds comparée aux autres stratégies. Finalement, le troisième volet de cette thèse aborde la problématique de la dissémination des messages dans les environnements véhiculaires distribués. Nous proposons une nouvelle stratégie de publication et de souscription dynamique aux services appelée SocialDrive-BroadTrip qui constitue un module important dans l'architecture DYMES. Cette stratégie assure une communication fiable et efficiente entre les voyageurs regroupés en peloton. Elle leur permet de publier des mises à jour persistantes dont le contenu est dynamique et de souscrire en utilisant des filtres dynamiques sensibles au contexte des mises à jour publiées. La correspondance entre publication et souscription est effectuée par les souscripteurs qui sont intéressés à recevoir les dernières mises à jour publiées. La propagation de ces dernières est assurée par un nouveau protocole de diffusion nommé BroadTrip. Ce dernier est basé sur la localisation et sur le codage réseau afin de réduire le nombre de retransmissions des mises à jour envoyées à travers le peloton. L'évaluation de performance de BroadTrip montre qu'il est en moyenne 12% à 38% meilleur que les autres approches existantes. De plus, nos résultats de simulation montrent que SocialDrive-BroadTrip dépasse les autres stratégies de 26% à 58% en termes d'efficience et qu'elle est plus rapide que les autres stratégies en termes du nombre de correspondances de mises à jours effectuées. Globalement, les abstractions de communication proposées dans l'architecture DYMES peuvent être utilisées comme base de développement de n'importe quelle application véhiculaire sociale. De plus, les résultats prouvent que l'architecture DYMES améliore la qualité d'interaction entre les voyageurs tout au long de leur voyage, en leur offrant différents types de services qui leur permettent de contrer leur isolement sur la route et de communiquer en temps réel de façon anonyme, efficiente, stable et efficace. Ceci permet aussi d'assurer leur confort pendant leurs navettes quotidiennes.----------ABSTRACT Spending time in a lengthy commute is unavoidable and is considered as one of the most painful parts of the commuters' daily routine. As ubiquitous computing is increasingly revolutionizing the way people interact and socialize, there is a pressing need to showcase vehicular social applications and services that enable proximity-based social interactions among commuters during their daily commutes. These applications aim at improving the quality of the commuters' traveling experience since they share similar congestion issues and are connected through wireless links. However, the major challenging issues that constraint their social interactions during their highway travels are 1) their anonymity on the road that does not encourage them to share their common interest which may reveal their identities and disclose their private information to an unknown public, and 2) the heterogeneous nature of vehicular environments and the unreliable connectivity of their wireless links which may drastically impact the quality of their social interactions. The inclusion of social networks within vehicles has attracted many researchers to devise either distributed or centralized vehicular social frameworks that support the development of vehicular applications and promote social interactions among commuters on the road. However, and to the best of our knowledge, there is a lack of hybrid vehicular social architectures. Moreover, existing architectures do not ensure a cooperation between upper service layers and the physical vehicular communication layers and are only designed to satisfy a specific kind of commuters' requirements. In this thesis, we tackle the lack of specialized hybrid vehicular social frameworks in the literature and we propose a novel, efficient, reliable, stable, hybrid and Dynamic Messaging System (DYMES) for vehicular social networks. Our proposed messaging system enables real-time social interactions among commuters based on their common interests, without revealing their identities, while taking into account the dynamic nature of their shared information, using a set of efficient, reliable, distributed and centralized communication abstractions. More specifically, this work is subdivided into three main aspects, each of these aspects led to scientific publications. The first aspect consists in the identification of a meta-strategy to guide building DYMES. We propose the use of the publish/subscribe model to design novel dynamic communication abstractions that match the dynamic nature of vehicular networks, as well as the anonymous nature of commuters' on the road. Our proposed dynamic publish/subscribe abstractions aim at breaking the commuters' social isolation by allowing them to publish dynamic contextual information and to subscribe using online context-aware message filters, without revealing their identities. We show the DYMES usage via two typical centralized and distributed vehicular social applications. Furthermore, we identify and discuss implementation issues of our proposed hybrid, distributed and centralized publish/subscribe abstractions which guide the building of our DYMES architecture. The second aspect introduces a set of novel, hybrid, efficient, reliable, stable and dynamic publish/subscribe abstractions that constitute an important building block of our hybrid DYMES architecture. Our first proposed abstraction is a Dynamic Publish/Subscribe Clustering Strategy (DPSCS) that tackles the problems of the commuters' anonymity and the intermittent nature of their wireless links which limit their social communication during their road trips. DPSCS provides the opportunity for each commuter to build a stable, self-updated, efficient and reliable community based on its own interests, without disclosing its personal information and without flooding the network. Using DPSCS, each commuter publishes a single persistent and dynamic publication in a predetermined geographical range, leaving the dynamic matching process to subscribers. DPSCS relies on the two Shot Stable Routing Service (2S-SRS) that disseminates the commuter's publication using stable and farther nodes. Our second proposed abstraction is a Mobile Gateway Discovery/Selection Strategy (MGDSS) that tackles the problems pertaining to mobile gateway discovery and selection in hybrid dense vehicular environments and that lead to other related challenges such as extensive bandwidth consumption and high message overhead. MGDSS is based on the outcome of DPSCS and allows commuters clustered in interest-based communities to efficiently and reliably discover their neighborhood, using an efficient and reliable broadcasting protocol called CoCo (Context-aware Coding). This protocol uses location and network coding in order to reduce the number of message retransmissions throughout the network, during the discovery process. A minimum number of mobile gateways is then selected by each commuter, upon the end of the discovery process, in order to simultaneously send the commuters' dynamic publications and subscriptions to the infrastructure using stable links. An online matching strategy is executed at the infrastructure and aims at updating the commuters' subscriptions and at sending positive matches to the corresponding subscribers. More specifically, DPSCS outperforms the next best comparable approach by 28% and succeeds to build social communities in the order of milliseconds. Furthermore, MGDSS shows an improvement of 71% to 100% over existing discovery strategies for any node density. Finally, the third aspect introduces a new dynamic publish/subscribe broadcasting abstraction called SocialDrive-BroadTrip that also constitutes an important building block of our hybrid DYMES architecture. SocialDrive-BroadTrip tackles the problem of updates dissemination in distributed vehicular environments. It aims at enabling real-time social interactions among commuters clustered in platoons. It allows them to publish dynamic and persistent updates and to subscribe using online context-aware update filters. Matching is executed by subscribers who are interested to receive the newest updates. The dissemination of persistent publications (updates) throughout the network is performed using a novel, efficient and reliable broadcasting protocol called BroadTrip. It leverages on location information and network coding in order to reduce the number of retransmissions needed to propagate the published persistent updates in platoons. The proposed abstraction is evaluated analytically and through simulations. We first evaluate the performance of BroadTrip protocol. The results show that it outperforms the next best comparable approach by 12% to 38% depending on settings. We then use BroadTrip as an underlying protocol in the DYMES architecture and evaluate the performance of SocialDrive-BroadTrip in a vehicular dense environment. The results show that our proposed strategy outperforms other existing approaches by 26% to 58% depending on settings. Globally, the results prove that DYMES is the best suitable messaging system to improve the quality of real-time social interactions among commuters in hybrid and dense vehicular environments, that it is able to ensure efficiency and comfort during their daily commutes and that its dynamic, efficient and reliable communication abstractions can be used to build any kind of vehicular social applications

Data Storage and Dissemination in Pervasive Edge Computing Environments

Nowadays, smart mobile devices generate huge amounts of data in all sorts of gatherings. Much of that data has localized and ephemeral interest, but can be of great use if shared among co-located devices. However, mobile devices often experience poor connectivity, leading to availability issues if application storage and logic are fully delegated to a remote cloud infrastructure. In turn, the edge computing paradigm pushes computations and storage beyond the data center, closer to end-user devices where data is generated and consumed. Hence, enabling the execution of certain components of edge-enabled systems directly and cooperatively on edge devices. This thesis focuses on the design and evaluation of resilient and efficient data storage and dissemination solutions for pervasive edge computing environments, operating with or without access to the network infrastructure. In line with this dichotomy, our goal can be divided into two specific scenarios. The first one is related to the absence of network infrastructure and the provision of a transient data storage and dissemination system for networks of co-located mobile devices. The second one relates with the existence of network infrastructure access and the corresponding edge computing capabilities. First, the thesis presents time-aware reactive storage (TARS), a reactive data storage and dissemination model with intrinsic time-awareness, that exploits synergies between the storage substrate and the publish/subscribe paradigm, and allows queries within a specific time scope. Next, it describes in more detail: i) Thyme, a data storage and dis- semination system for wireless edge environments, implementing TARS; ii) Parsley, a flexible and resilient group-based distributed hash table with preemptive peer relocation and a dynamic data sharding mechanism; and iii) Thyme GardenBed, a framework for data storage and dissemination across multi-region edge networks, that makes use of both device-to-device and edge interactions. The developed solutions present low overheads, while providing adequate response times for interactive usage and low energy consumption, proving to be practical in a variety of situations. They also display good load balancing and fault tolerance properties.Resumo Hoje em dia, os dispositivos móveis inteligentes geram grandes quantidades de dados em todos os tipos de aglomerações de pessoas. Muitos desses dados têm interesse loca- lizado e efêmero, mas podem ser de grande utilidade se partilhados entre dispositivos co-localizados. No entanto, os dispositivos móveis muitas vezes experienciam fraca co- nectividade, levando a problemas de disponibilidade se o armazenamento e a lógica das aplicações forem totalmente delegados numa infraestrutura remota na nuvem. Por sua vez, o paradigma de computação na periferia da rede leva as computações e o armazena- mento para além dos centros de dados, para mais perto dos dispositivos dos utilizadores finais onde os dados são gerados e consumidos. Assim, permitindo a execução de certos componentes de sistemas direta e cooperativamente em dispositivos na periferia da rede. Esta tese foca-se no desenho e avaliação de soluções resilientes e eficientes para arma- zenamento e disseminação de dados em ambientes pervasivos de computação na periferia da rede, operando com ou sem acesso à infraestrutura de rede. Em linha com esta dico- tomia, o nosso objetivo pode ser dividido em dois cenários específicos. O primeiro está relacionado com a ausência de infraestrutura de rede e o fornecimento de um sistema efêmero de armazenamento e disseminação de dados para redes de dispositivos móveis co-localizados. O segundo diz respeito à existência de acesso à infraestrutura de rede e aos recursos de computação na periferia da rede correspondentes. Primeiramente, a tese apresenta armazenamento reativo ciente do tempo (ARCT), um modelo reativo de armazenamento e disseminação de dados com percepção intrínseca do tempo, que explora sinergias entre o substrato de armazenamento e o paradigma pu- blicação/subscrição, e permite consultas num escopo de tempo específico. De seguida, descreve em mais detalhe: i) Thyme, um sistema de armazenamento e disseminação de dados para ambientes sem fios na periferia da rede, que implementa ARCT; ii) Pars- ley, uma tabela de dispersão distribuída flexível e resiliente baseada em grupos, com realocação preventiva de nós e um mecanismo de particionamento dinâmico de dados; e iii) Thyme GardenBed, um sistema para armazenamento e disseminação de dados em redes multi-regionais na periferia da rede, que faz uso de interações entre dispositivos e com a periferia da rede. As soluções desenvolvidas apresentam baixos custos, proporcionando tempos de res- posta adequados para uso interativo e baixo consumo de energia, demonstrando serem práticas nas mais diversas situações. Estas soluções também exibem boas propriedades de balanceamento de carga e tolerância a faltas

Efficient Probabilistic Subsumption Checking for Content-Based Publish/Subscribe Systems

Abstract. Efficient subsumption checking, deciding whether a subscription or publication is covered by a set of previously defined subscriptions, is of paramount importance for publish/subscribe systems. It provides the core system functionality—matching of publications to subscriber needs expressed as subscriptions—and additionally, reduces the overall system load and generated traffic since the covered subscriptions are not propagated in distributed environments. As the subsumption problem was shown previously to be co-NP complete and existing solutions typically apply pairwise comparisons to detect the subsumption relationship, we propose a ‘Monte Carlo type ’ probabilistic algorithm for the general subsumption problem. It determines whether a publication/subscription is covered by a disjunction of subscriptions in O(k md), wherek is the number of subscriptions, m is the number of distinct attributes in subscriptions, and d is the number of tests performed to answer a subsumption question. The probability of error is problem-specific and typically very small, and sets an upper bound on d. Our experimental results show significant gains in term of subscription set reduction which has favorable impact on the overall system performance as it reduces the total computational costs and networking traffic. Furthermore, the expected theoretical bounds underestimate algorithm performance because it performs much better in practice due to introduced optimizations, and is adequate for fast forwarding of subscriptions in case of high subscription rate.

Flexible services deployment using Small Unmanned Aerial Vehicles for emergency situations

Proceeding of: XXXIII Simposium Nacional de la Unión Científica Internacional de Radio (URSI 2018), 5-7 de septiembre de 2018, Granada, España.The notorious advances in the Unmanned Aerial Vehicles (UAV) research area is allowing small UAVs (SUAV) to have an increasing presence in different civil applications. In the context of the 5GCity Spanish coordinated project, this paper considers the use of SUAV networks to support emergency services in critical and disaster situations. To solve the set of challenges presented in UAV networks, we present a general use case with the deployment of an NFV and SDN based solution and the different key enabling technologies. The whole deployment will be split into three stages during the project lifetime, with an initial integration using the 5TONIC European Open Research 5G laboratory and then with the different 5GCity project partners.This article has been partially supported by the 5G-City project (TEC2016-76795-C6-3-R) funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness.No publicad