Mathematical Representation of Quality of Service (QoS) Parameters for Internet of Things (IoT)

2017 ◽  
Vol 4 (3) ◽  
pp. 96-107 ◽  
Author(s):  
Sandesh Mahamure ◽  
Poonam N. Railkar ◽  
Parikshit N. Mahalle
Keyword(s):  
Mathematical Model ◽  
Quality Of Service ◽  
Internet Of Things ◽  
Gap Analysis ◽  
Mathematical Representation ◽  
Proof Of Concept ◽  
Huge Number ◽  
Qos Parameters ◽  
The Mathematical Model

Now we are in the era of ubiquitous computing. Internet of things (IoT) is getting matured in various parts of the world. In coming few years' billions and trillions of things will be connected to the internet. To deal with these huge number of devices in a network we need to consider Quality of Service (QoS)parameters so that system operations can be performed in a smoother way. Mathematical modelling of these QoS parameters gives an idea about which factors are needs to consider while designing any IoT-enabled system at the same time it will give the performance analysis of the system before implementation. In this paper comprehensive literature survey is done to discuss various issues related to QoS and gap analysis is also done for IoT Enabled systems. This paper proposes general steps to build a mathematical model for a system. It also proposes the mathematical model for QoS parameters like reliability, communication complexities, latency and aggregation of data for IoT. To support proposed mathematical model proof of concept also given.

Mathematical Representation of Quality of Service (QoS) Parameters for Internet of Things (IoT)

2020 ◽  
pp. 364-376
Author(s):  
Sandesh Mahamure ◽  
Poonam N. Railkar ◽  
Parikshit N. Mahalle
Keyword(s):  
Mathematical Model ◽  
Quality Of Service ◽  
Internet Of Things ◽  
Gap Analysis ◽  
Literature Survey ◽  
Mathematical Representation ◽  
The World ◽  
Qos Parameters ◽  
The Mathematical Model

Now we are in the era of ubiquitous computing. Internet of things (IoT) is getting matured in various parts of the world. In coming few years' billions and trillions of things will be connected to the internet. To deal with these huge number of devices in a network we need to consider Quality of Service (QoS)parameters so that system operations can be performed in a smoother way. Mathematical modelling of these QoS parameters gives an idea about which factors are needs to consider while designing any IoT-enabled system at the same time it will give the performance analysis of the system before implementation. In this paper comprehensive literature survey is done to discuss various issues related to QoS and gap analysis is also done for IoT Enabled systems. This paper proposes general steps to build a mathematical model for a system. It also proposes the mathematical model for QoS parameters like reliability, communication complexities, latency and aggregation of data for IoT. To support proposed mathematical model proof of concept also given.

scholarly journals IoTContact: A Strategy for Predicting Contagious IoT Nodes in Mitigating Ransomware Attacks

2021 ◽  
Vol 12 (3) ◽  
pp. 1957-1962
Author(s):  
MohammedIbrahim Et.al
Keyword(s):  
Mathematical Model ◽  
Internet Of Things ◽  
User Interaction ◽  
Forensic Analysis ◽  
The Internet ◽  
Huge Number ◽  
Iot Platforms ◽  
Iot Devices ◽  
The Mathematical Model ◽  
The Internet Of Things

Although the emergence of the Internet of Things (IoT) can facilitate various aspects of people’s lives, most IoT devices are vulnerable to ransomware attacks. Ransomware attacks in IoT networks can be more devastating due to its capability of affecting billions of interconnected devices. Ransomware can take control of compromised devices or an overall system and allow limited access to user interaction with IoT devices. Hence, there is a need for a strategy that can mitigate and predicts affected IoT devices to conduct in-depth forensic analysis in the event of a ransomware attack. This paper critically analyzes ransomware in IoT platforms and proposes IoTContact.IoTContact can formulate the mathematical model based on the interaction of multihop IoT devices and its relationship with ransomware. Consequently, it is expected that IoTContact can predict and classify affected IoT nodes into susceptible, compromise and resistible from the huge number of connected devices in the event of ransomware attacks. Therefore, the scope and the size of the object of forensic interest can be foreseen in preparation of an investigation.

scholarly journals Virtual Router Design and Modeling for Future Networks with QoS Guarantees

Electronics ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (10) ◽  
pp. 1139
Author(s):  
Mykola Beshley ◽  
Natalia Kryvinska ◽  
Halyna Beshley ◽  
Oleg Yaremko ◽  
Julia Pyrih
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Dynamic Reconfiguration ◽  
Future Internet ◽  
End Users ◽  
Mathematical Representation ◽  
Optimal Parameters ◽  
Resource Virtualization ◽  
Virtual Routers ◽  
Network Device

A virtual router model with a static and dynamic resource reconfiguration for future internet networking was developed. This technique allows us to create efficient virtual devices with optimal parameters (queue length, queue overflow management discipline, number of serving devices, mode of serving devices) to ensure the required level of quality of service (QoS). An analytical model of a network device with virtual routers is proposed. By means of the mentioned mathematical representation, it is possible to determine the main parameters of the virtual queue system, which are based on the first in, first out (FIFO) algorithm, in order to analyze the efficiency of network resources utilization, as well as to determine the parameters of QoS flows, for a given intensity of packets arrival at the input interface of the network element. In order to research the guaranteed level of QoS in future telecommunications networks, a simulation model of a packet router with resource virtualization was developed. This model will allow designers to choose the optimal parameters of network equipment for the organization of virtual routers, which, in contrast to the existing principle of service, will provide the necessary quality of service provision to end users in the future network. It is shown that the use of standard static network device virtualization technology is not able to fully provide a guaranteed level of QoS to all present flows in the network by the criterion of minimum delay. An approach for dynamic reconfiguration of network device resources for virtual routers has been proposed, which allows more flexible resource management at certain points in time depending on the input load. Based on the results of the study, it is shown that the dynamic virtualization of the network device provides a guaranteed level of QoS for all transmitted flows. Thus, the obtained results confirm the feasibility of using dynamic reconfiguration of network device resources to improve the quality of service for end users.

scholarly journals Προσαρμοστική επιδημική διάδοση σε ασύρματα αδόμητα δίκτυα

2018 ◽  
Author(s):  
Θεοφάνης Κοντός
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Ad Hoc ◽  
Proof Of Concept ◽  
One Stage ◽  
Look Ahead ◽  
Cross Layering

Το αντικείμενο της έρευνας αυτής είναι η επιδημική διάδοση (epidemic dissemination)πληροφορίας σε ασύρματα αδόμητα (ad hoc) δίκτυα με προσαρμοστικό τρόπο. Στό-χοι είναι η συμφιλίωση των απαιτήσεων για ευρεία διάδοση της πληροφορίας και γιαμειωμένο ενεργειακό κόστος, η εκτίμηση μιας βέλτιστης λύσης του προβλήματος αλ-λά και η επίτευξη της βέλτιστης απόδοσης στους εν λόγω τομείς με υψηλής ποιότηταςπληροφορία.Η προσαρμοστική επιδημική διάδοση (Π.Ε.Δ.) σε αδόμητα δίκτυα σε θορυβώδες περι-βάλλον είναι πρόβλημα με πολλές παραμέτρους.Με τη χρήση της διαστρωμάτωσης (cross-layering) με βάση την επίγνωση κατάστασηςκαναλιού μπορούν να κατασκευαστούν σχήματα προσαρμοστικής διάδοσης, τα οποίαεξοικονομούν ενέργεια διατηρώντας ταχεία και αποτελεσματική διάχυση πληροφορίαςή μόλυνση του δικτύου, σύμφωνα με την ορολογία της επιδημικής διάδοσης [1].Αυτού του είδους η αντιμετώπιση [1] είναι αναδραστική. Μπορεί όμως να σχεδιαστείμια εκδοχή σχημάτων με πρόβλεψη η οποία χρησιμοποιεί συναρτήσεις οφέλους για τηνπροσαρμογή των χαρακτηριστικών εκπομπής. Η προτεινόμενη λύση είναι μια απόδει-ξη της αρχής λειτουργίας (proof of concept, PoC) αυτής της ιδέας. Με την αντιμετώπισηαυτή εξοικονομείται ενέργεια ενώ και η διάχυση πληροφορίας είναι επιτυχής [2].Το πιο πάνω σχήμα μπορεί να ενισχυθεί με τη χρήση βελτιστοποίησης. Ελέγχονταςποια προσαρμογή είναι η πλέον σύμφορη σε κάθε χρονική στιγμή όπως στο [2], επι-τυγχάνεται μια έστω και «μυωπική» ορατότητα στο άμεσο μέλλον. Με τη χρήση τηςθεωρίας βέλτιστης παύσης (β.π.) μπορεί να αποκτηθεί καλύτερη ορατότητα σε βάθοςχρόνου και να προσεγγιστεί η βελτιστοποίηση. Η πραγματική βελτιστοποίηση εξαρτά-ται από την ικανοποίηση συνθηκών β.π. Αν αυτές δεν ικανοποιούνται πλήρως, τότεκαι οι αποκτώμενες λύσεις δεν είναι κατ’ ανάγκη βέλτιστες. Αυτό φαίνεται στην [3] μετη χρήση του κανόνα β.π. (one-stage-look-ahead, 1sla). Μπορεί να επιτευχθεί βελτί-ωση σε σχέση με μη προσαρμοστικές λύσεις ως προς την εξοικονόμηση ενέργειας. Ηευρεία μόλυνση του δικτύου εξακολουθεί να επιτυγχάνεται [3].Εξετάζεται στη συνέχεια ως πρόβλημα Π.Ε.Δ. ο χρονοπρογραμματισμός τακτικών εκ-πομπών. Η βελτιστοποίηση προσεγγίζεται με τη μετάβαση από αυστηρά περιοδικέςεκπομπές σε πλησιοπεριοδικό καθεστώς. Ο χρονοπρογραμματισμός πραγματοποιεί-ται με τη βοήθεια των ιδίων εργαλείων, δηλαδή διαστρωματικές συναρτήσεις οφέλουςκαι χρήση μηχανισμού β.π. Το πρόβλημα αυτό μοντελοποιείται ως κλασικό πρόβλημαγραμματέως, στο οποίο η χρήση β.π. προσφέρει βελτιστοποίηση. Σε σχέση με σχή-ματα χωρίς β.π. [2] και με μη προσαρμοστικά το σχήμα αυτό είναι αποδοτικότερο στηνεξοικονόμηση ενέργειας και επιτρέπει εξ ίσου επιτυχημένη μόλυνση του δικτύου. Είναιδυνατόν να συνυπολογιστεί και το ενεργειακό κόστος απόκτησης πληροφορίας κατά-στασης καναλιού (ΠΚΚ). Με τη βοήθεια αυτού του σχήματος, το δίκτυο συγκλίνει σεκατάσταση στην οποία το κόστος διάχυσης είναι σημαντικά ελαττωμένο ενώ σημαντικόποσοστό του εναπομένοντος κόστους οφείλεται στην ανάκτηση ΠΚΚ ([4]). Οι ακριβείςσυσχετισμοί εξαρτώνται από τις παραμέτρους του προβλήματος [4].Περαιτέρω θίγεται η δυνατότητα βελτίωσης της ποιότητας πληροφορίας με την αξιο-ποίηση σχημάτων σαν αυτό της [4]. Αρχικά θεωρείται ως ποιότητα η νεότητα της δια-χεόμενης πληροφορίας. Προτείνεται προσαρμογή των χαρακτηριστικών εκπομπής μεβάση τη νεότητα της μολύνουσας πληροφορίας με στόχο τη βελτίωση της μέσης ηλικί-ας της μολύνουσας τους κόμβους πληροφορίας. Με τον τρόπο αυτό εισάγεται η ιδέατης προσαρμογής των χαρακτηριστικών εκπομπής με βάση το περιεχόμενο της ίδιαςτης φερόμενης πληροφορίας.Ο μετριασμός των ευρυεκπομπών κατά τη φάση ανακάλυψης μονοπατιού στα πρω-τόκολλα δρομολόγησης είναι ένας ακόμη ελκυστικός στόχος και αντιμετωπίζεται σταπλαίσια του πρωτοκόλλου AODV. Εδώ αναδεικνύεται ο ανταγωνισμός μεταξύ εξοικο-νόμησης ενεργειακού κόστους και ταχείας εύρεσης πληροφορίας δρομολόγησης. Σεμια απόπειρα επέκτασης της τεχνικής στην εκπομπή της ίδιας της δρομολογούμενηςπληροφορίας (των δεδομένων δηλαδή), μεταπίπτουμε σε περιβάλλον μονοεκπομπών(unicast). Εδώ, ο μετριασμός εκπομπών μπορεί να έχει σοβαρές συνέπειες στη μετά-δοση πληροφορίας και καταδεικνύεται η ανάγκη εξέτασης του προβλήματος με τη βο-ήθεια μετρικών που εκφράζουν την έννοια της ποιότητας υπηρεσίας (quality of service,QoS) και κατ’ επέκταση της ποιότητας της πληροφορίας.Το εξεταζόμενο πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού με την πρόσθετη νέα απαίτησηςτης βελτίωσης της ποιότητας πληροφορίας μπορεί να διατυπωθεί αυστηρά ως πρό-βλημα βέλτιστης παύσης με πεπερασμένο γνωστό ορίζοντα.Η ποιότητα πληροφορίας μπορεί να ορίζεται με βάση ιδιότητές της (όπως η νεότηταπου αναφέρθηκε) ή παραμέτρους του πρωτοκόλλου στα πλαίσια του οποίου γίνεται ηδιάχυσή της, όπως το TTL (time-to-live) στην περίπτωση του AODV.Έτσι η ποιότητα πληροφορίας αναδεικνύεται σε μια τρίτη συνιστώσα πέρα από το ε-νεργειακό κόστος και το ποσοστό μόλυνσης, η οποία λαμβάνει μέρος στον υπό εξέτασηαναδυόμενο ανταγωνισμό. Ανάλογα με την οριζόμενη ποιότητα πληροφορίας είναι δυ-νατή η εύρεση συμβιβασμού μεταξύ των τριών αυτών απαιτήσεων.

scholarly journals Análisis basado en parámetros QoS para el servicio VoIP sobre wireless en un campus universitario [Analysis based on QoS parameters for VoIP service on a wireless network within a university campus]

2014 ◽  
Author(s):  
Alexander Olave ◽  
Luis Felipe Valencia ◽  
Juan Carlos Cuéllar
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Wireless Network ◽  
Packet Loss ◽  
Cost Benefit ◽  
Access Point ◽  
University Campus ◽  
Delay Jitter ◽  
Qos Parameters ◽  
La Red

Resumen Voz sobre IP, VoIP, es uno de los servicios con mayor desarrollo bajo plataformas inalámbricas; actualmente se ha iniciado su implementación como alternativa frente a la PSTN (red pública conmutada). El interés por VoIP radica en su relación costo-beneficio, ya que las organizaciones pueden utilizar la misma plataforma de su red de datos para transmitir voz. Por lo anterior, es importante que la organización tenga claro que, para garantizar el buen funcionamiento del servicio de VoIP, es decir para ofrecer QoS, se debe realizar la medición de parámetros que afectan la calidad del servicio como lo son: el retardo, la variación del retardo, el ancho de banda y la pérdida de paquetes. Este artículo analiza y valida los parámetros de QoS necesarios para garantizar el buen funcionamiento del servicio de VoIP sobre la red inalámbrica del campus de la Universidad Icesi. Se realizan pruebas en diferentes escenarios para mostrar que no solo factores como el retardo, y su variación, influyen en la calidad de servicio, sino que también la intensidad de la señal que recibe el cliente desde los puntos de acceso.Palabras Clave: Voz sobre IP, Calidad de servicio, Pérdida de paquetes, Retardo, Variación del Retardo, Intensidad de Señal. Abstract VoIP is one of the services that has been developing over under this type of wireless platforms and today has begun to implement as an alternative to the PSTN (Public Switched Telephone Network). The interest in VoIP is its cost-benefit ratio, and that organizations can use the same platform for their data network to transmit voice. Therefore it is important that the organization is clear that to ensure the smooth operation of the VoIP service, ie provide QoS, you must perform the measurement of parameters that affect the quality of service such as: delay, jitter, bandwidth, packet loss. In this paper we analyze and validate the QoS parameters needed to ensure the smooth operation of VoIP over wireless network on the Icesi University campus. We performed a series of tests in different scenarios to show that not only factors such as delay and jitter influencing the quality of service, but also the client signal strength received from of the AP (Access Point).Keywords: Voice over IP, Quality of service, Packet Loss, Delay, Delay variation, signal intensity.

scholarly journals A Multi Objective Particle Swarm Optimization for Wireless Sensor Networks and Routing Security

2020 ◽  
Vol 9 (7) ◽  
pp. 1132-1136
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Internet Of Things ◽  
Wireless Sensor ◽  
Service Network ◽  
Swarm Optimization ◽  
Routing Security ◽  
Wireless Service ◽  
Node Clustering ◽  
Selection Of

WSN stands for Wireless Sensor Network it is an prefect models of the IoT or Internet of Things that gives checking administrations to catastrophic events, for example, volcanoes ejection and seismic tremor which can influence the life of person. All things considered, the QoS or Quality-of-Service it is a significant problem of the basic application so that it is adequate as well as heartiness is guaranteed. Other than this without a doubt administrations and commitments in checking frameworks, WSN's restricted assets can seriously corrupt the Quality-of-Service in the application of Internet of Things. There will be a decrease in the Quality-of-Service because of the blockage in the wireless service network in the application. For these situtations proficient utilization for the rare assets might be critical for guaranteeing consistent tramission of the information. Decreasing pace in the retransmission of the parcel that occurs due to the blockage diminishes sensor hubs power utilization. PDNC also known as Packet Discarding based Node Clustering that is a specific bundle disposing of technique is presented in this research paper. Every hubs conveyed will be bunched to a few gatherings that focuses on the zone and at once selection of a group head will be done. Parcel disposing of procedure will at that point be conveyed at every hub to diminish the quantity of bundles adding to blockage. Reenactment examination utilizing NS-2 demonstrates that the proposed method can lessen blockage along these lines improve the general execution.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document