Дослідження впливу хмарних та туманних обчислень на якість надання послуг IoT в розумних системах
Автор: Ярошевський Юрій Богданович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні мережі зв'язку
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Актуальність даного дослідження базується на стрімкому розвитку Інтернету речей (IoT) та потребі вдосконалення обчислювальних архітектур для розумних систем. З урахуванням зростання об’ємів даних та розподілених завдань, вивчення гібридних підходів, таких як туманні та граничні обчислення, спільно з хмарними технологіями, стає критично важливим для забезпечення ефективності, низької затримки та високої якості обслуговування. Результати даного дослідження можуть слугувати основою для оптимізації архітектурних рішень та впровадження у практиці передових технологій у сфері IoT. У першому розділі проведено аналіз сучасних технологій та підходів в галузі Інтернету речей (IoT). Розглянуто вплив архітектурних рішень на функціональність та взаємодію компонентів IoT. Визначено особливості використання IoT та хмарних технологій для розумних систем. Здійснено аналіз необхідності розвитку нових підходів використання хмарних та туманних обчислень для забезпечення якості надання послуг IoT в розумних системах. У другому розділі розглянуто концептуальні моделі розгортання гібридних хмарних/туманних обчислень для розумних систем. Проаналізовано архітектури хмарних та туманних обчислень для сервісів IoT в розумних системах. Розглянуто виклики та способи забезпечення якості обслуговування для додатків IoT в туманних мережах. В третьому розділі визначено особливості використання туманних та граничних обчислень для розумних систем. Представлена гібридна архітектура хмарних, туманних та граничних обчислень. Однією з ключових особливостей цього розділу є представлення гібридної архітектури, яка дозволяє використовувати переваги кожного типу обчислень. Хмарні рішення можуть забезпечити велику потужність та масштабованість, тоді як туманні обчислення можуть оптимізувати час відповіді та забезпечити локальну обробку даних. Граничні обчислення, у свою чергу, вирішують завдання обробки даних на самому рівні датчиків та пристроїв, забезпечуючи низьку затримку та зменшуючи потребу в передачі великого обсягу даних до центральних обчислювальних ресурсів. Розглянуто метод адаптивного вибору рівня граничних, туманних та хмарних обчислень для обслуговування навантаження розумних систем. За допомогою цього методу, розумна система може ефективно розподіляти навантаження між хмарними, туманними та граничними обчисленнями в залежності від поточного стану системи, її ресурсів та вимог користувачів. У четвертому розділі визначено сценарії дослідження моделей хмарних, туманних та граничних обчислень. Побудовано імітаційну модель хмарних, туманних та граничних обчислень в середовищі IFOGSIM. Здійснено оцінку ефективності запропонованого методу адаптивного вибору рівня граничних, туманних та хмарних обчислень для обслуговування навантаження в розумних системах. Результати оцінки вказують на те, наскільки ефективно система може адаптуватися до змін у вимогах та ресурсах, що є важливим для забезпечення стабільної та високоефективної роботи розумних систем. Цей розділ не лише визначає принциповий підхід до архітектурного розгортання розумних систем, але й надає практичні інструменти для оптимізації обчислень у реальному часі, забезпечуючи високу ефективність та відповідність вимогам користувачів. У п’ятому розділі побудовано схему проекту та технічну складову використання хмарних технологій в керуванні IoT. Здійснено порівняльний аналіз капітальних та експлуатаційних витрат для побудови власної ІТ-інфраструктури та оренди хмарної інфраструктури. Проведено розрахунок приблизного терміну окупності. Об’єктом дослідження є процес обслуговування навантаження із розумних систем в умовах застосування хмарних та туманних обчислень. Предметом дослідження є взаємодія технологій хмарних та туманних обчислень для систем Інтернету речей, зокрема їх вплив на якість надання різноманітних послуг. Метою роботи є дослідження впливу технологій хмарних та туманних обчислень на якість надання послуг в системах Інтернету речей (IoT) в розумних системах в умовах використання гібридного методу вибору обчислювальної інфраструктури.