服务质量（QoS）管理的研究：图卢兹联邦大学博士论文

Approche de gestion orientée service pour引用此版本：纪尧姆·加尔松Approche de gestion orientée service pourRéseaux et télécommunications [cs.NI]。INSA de Toulouse，2018.法语NNT：2018ISAT0027。电话：02003697HAL Id：tel-02003697https://theses.hal.science/tel-020036972019年2月1日提交HAL是一个多学科的开放获取档案馆，用于存放和传播科学研究文件，无论它们是否已这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构，或来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaireTHAPOSETHAPOSE为了得到图卢兹联邦大学博士Délivré par：l’InstitutPrésentée et soutenue le 30/11/2018平价：GUILLAUMEGARZONEAPPROCHE DE GESTION ORIENTÉE SERVICE POUR服务质量（QoS）陪审团弗朗索瓦·夏洛伊大学校长特别报告员MMICHAEL MRISSA大学讲师特别报告PASCALPEREZ ExaminateurJEAN-MARC PIERSON PIERSON PIERSON PIERSON D'Université Examinateur Thierry MONTEIL PIERSON博士和专业学校：ED：MITTUnité de Recherche：LAAS-CNRSDirecteur（s）de Thèse：Thierry MONTEILetNawal GUERMOUCHE报告员：弗朗索瓦·夏洛伊和迈克尔·米里萨雷默西芒III在此之前，我选择了特别感谢纳瓦尔和蒂埃里，让我在这几年里都能得到真诚的您对一般性研究以及工作人员的培训给予了大量的评价。由于计划化的进程和问题的局限性，我们不需要对时间上的就业交叉点进行研究，您需要提供质量方面的我感谢Michael Mrissa和François Charoy接受了这一报告为了我们的支持和质量公司，我希望我们的同学和朋友们能为我们的财富和建设做出贡献。尼古拉斯，为了你无与伦比的快乐，他一直在帮助你：你的压力和困难让你知道，这对其他人来说是一个很好的品质。克洛伊，谢谢你--除了一些我没有提到的细节--这些细节有助于保持我的动力和决心，甚至在你离开工作岗位后。卡莉玛三个人的支持者我要去 你要有勇气，这是你最大的烦恼。桑蒂，为了支持者和你的支持者，你不要在这个办公室里攻击INSAïens的不同等一下，为了你的同情和你的谦卑，为了让我们共同生活在一起，从你的法语成绩开始。鼓起勇气来吧！我感谢所有对这一问题有贡献的人。蕾雅泽维尔和薇薇安你们很高兴能在你们熟悉的舞台和舞台上工作我不想让你们失望尽管我对自己表现出的对很多成绩的怀疑和批评，我认为哈利勒对我在马拉松比赛中做出决定之前的伟大的想法感到非常高兴，但也有一些批评的时刻法国的老一代和新一代，合作者，马赫迪、加达、塞德里克、亚辛、斯利姆、克里斯托夫、帕斯卡、昆廷、雷米、伊马内、克莱门特、约维、塔尼西亚、尼古拉、让-法比安、加布里埃尔、大流士等Une pensée amicale également pour totes ces personnes que我也想到了佛罗伦萨和帕特里夏，他们冒犯了物联网的舞台，他们没有灵魂非常感谢大家对我们实验室的支持和对我们的贡献IV即使没有他也一样如果这是一个惊喜，那么这是另一个地方，弗朗索瓦，非常感谢你让我在这里分享，让我在紧张的时刻放松下来感谢我和我的家人，因为我今天没有来，也没有给我一个真诚的支持特别要提到我们的特权和特权，非常感谢Chacha为我们提供所有的支持和氧气，如果你愿意的话为了我们所有人，非常感谢亚历克斯对我们的支持，以及你的播放列表你要有勇气去冒险你的家人，你的歌或选择：谢谢。面对一种局势的能力，这种局势代表着一种强烈的压力，这种压力是由于她所代表的伤害或危险造成的à- Résilience材料桌介绍11Contexte scientifique et Étatde1.1Les standards，platformes et protocolesde1.1.1Les protocoles lesplus répandus61.1.2Le consortium et lestandard oneM2M71.1.3D’autres standards et plateformes de l’écosystème IoT1.1.4设备管理：与LWM2M9兼容1.2服务和组成东方系统101.2.1服务的构成：联合国处理小组1.2.2结论. 171.3Lessystèmes puriques181.3.1L’informatique autonomique (autonomic computing)1.3.2What elles implications dans notre contexteIoT？........................201.4Websémantique，ontologies de1.4.1Web Semantique，Ontologies，规则SWRL221.4.2Desontologies reconnues认识本体论231.4.3结论. 251.5Grammairesde graphes et récriture de graphes261.5.1定义：grammaires de graphes et récriture de graphes。 26 1.5.2什么样的利用率？...............................................................................271.6Les projets STMS2C2281.6.1STM28项目总报告1.6.2S2C229项目总报告1.6.3Desscénarios dans la ville intelligente291.6.4Le scénario1.6.5contractes et problématiques liées àce contexte332Vers un système autonome de gestion des services2.1Architecturehaut-niveau du système proposé382.1.138系统的组成2.1.2Évènements etcomportement associé402.2Lemodèle basé sur une ontologie402.2.1本体论实例2.2.2Règles SWRLet Analyse452.3Les modèlesorientés graphe472.3.1生效变更请求（RFC）482.3.2Génération deplanviii Table des matières3Gestion de services IoT complex avec paramètresde QoS553.1Versune gestion plus haut-niveau des services563.1.1Principegénéral普林西比3.1.2RFC58丰富模式3.1.3Intégration de besoins et de services àla volée603.2Construction et exécution3.2.1Approchegénérale733.2.2探索和最佳研究的过程choixoptimisé793.2.3Autrealgorithme témoin pour tests de performance：glouton823.2.4Evaluation de résultat des algorithmes et validationdesconstraintes843.2.5Examplecompletsonde résultats844系统和原型评价4.1Tempsde response des composants et performance作曲演奏的反应时间904.1.1Configurationdu système904.1.2图表的分析和转换904.1.3Analyse du temps de response dans une gestion responsedeservices944.1.4Conclusionsdes evaluations thoriques理论评价的994.2Preuvede concept：prototype et déploiement1004.2.1Eclipse OM2M：一个物联网101的集成标准4.2.2Le système IoT de prototypeet demonstration1014.2.3Leprototype déployé du système pusique1044.2.4分析和结论107结论和展望111缩略语117A Les standards，consortiums et platformesdeA.1 Les standardset consortiums119A.1.1ETSISmart M2M119A.1.2开放连接基金会（OCF）119A.1.3工业互联网联盟119A.1.4线，编织（谷歌）120A.1.5Homekit（苹果）120A.1.6FiWARE121A.1.7OSGi121Table desmatières ixB Complémentssystème puzzique补充系统123B.1Complémentsinformations boucle pourique123B.2Complémentsgrammaires de graphes123B.3Complémentsgrammaire de graphes123C ComplémentsalgorithmesC.1 最佳研究报告C.1.1结果127C.1.2伪码最C.1.3其他方法128D ComplémentsétudeD.1 Résultatsdétaillés131D.1.1Analyse de performance de la grammaire avancée et des al-tennisD.2 补充Bibliographie书目133介绍L’internet desCes dernières années lesobjets connectés ont connu une véritable démocratia-tion avec toujours plus没有知识，我们每天都在为我们的目标而奋斗。物联网（英语：Internet of Things（IoT））是一种可持续发展的技术，它是一种创新的技术，可以让那些没有经验的人长期使用，而这些人则可以使用更先进的基础设施在新的研究中，années（2010L’IoT se définirait d’après [Gubbi 2013] par "[. . . ]“D’autres在网络物理学系统中，或者说是万物互联网中，与虚拟和逻辑方面以及与现实世界接触的物理对象相结合，使人们能够对这一点产生兴趣。L’idée demeure dans l’expression d’une diversité certaine et d’une dimensiontou- Tout devientsmart，intelligent：les objets，les maisons（smart home），lesbâtiments （ smart building ） ， les usines （ smart factory ） ， les villes （ smartcity），etc.实际上，所有与之相连的物理物体都通过毛细管的biais（温度、压力、污染等）提供新的服务， Ces nouveaux services pourraient être intégrésavec de nombreux services déjà presésents aujourd此外，将这些技术与云计算和智能方法相结合1. https://ieeexplore.ieee.org2 Table des matières我们致力于新的应用服务综合体和复合体的概念和开发的新视角和可能性。在知识城市的背景下，知识网络的发展和应用贯穿于城市和公民的不同领域的知识和技能这些路径的路径在Zanella2014年进行了探索。Le déploie- ment desystèmes IoT dans les villes en combinaisons avec des solutions在欧洲，des initiatives ont débuté en ce sens afin de travailler à ces pro-blématiques de ville intelligente，par aple en Espagne la ville de Santander2[Cheng 2015] se considère pionnière dans ses initiatives de déploiement àprojectilesQuelques applles de solutions et améliorations rendues possibles par应用的名称是无限的，在复杂的知识产权和隐含知识产权的动机中存在的限制尽管过去几年的重大进展是现实的，但在发展过程中，各种各样的名称和问题仍然存在de困难问题一 个 在 互 操 作 性 中 最 重 要 的 现 实 问 题 实 际 上 ， cet écosystème vaste etapproximately technologies，de protocoles et de standards rendUne première étape nécessaire réside dans lUn apple simple est deconsidererun bâtiment avec une technologie de gestion de两种技术的集成服务的开发成本可能会增加，并且可能会增加与现有技术不兼容的三种技术的成本。2. http://www.smartsantander.euTable desmatières 3这些问题来自于套件中的重要工作对象。UneétapesupplémentairerésidedanslUnapplicledecetypedeproblématique et de solution a été presésenté dans [Aïssaoui2017].除此之外，其他方面的重要性并不在于网络上所有连接的网络的物理部署以及网络产生的所有问题物联网解决方案的可扩展性取决于各种容量和通信类型在部署中的应用Au delà de ces enjeux，être capable d'intégrer différents éléments que ce soitobjets ou services déjà existants déployés sur internet reste resting. 这种类型的系统的管理可能需要大量的资源和配置，这些资源和配置将为高级管理的政治援助提供自动化和配置能力实际上，除了可扩展性和互操作性的困难之外，物联网提供了一种确定的可扩展性，它包含了连接变化、变量和移动设备的对象Ladefinition de systèmes capables de gérer ce typeEnfin，des difficultés résident dans la capacité d此外，être capable de mu-tualiser le recours à certains objets ou services de manière plus généralecomporte un intérêt dans ce contexte afinCependant il serait intéressant劳工和捐助剩下的就像这样：第一章：Contexte scientifique État de在该章中，物联网领域的背景要素在一个首要的时间内被终止，特别是通过与标准和协议的关系在第二次会议上，S2C2项目在该工作中的文字被提出，以提出其他背景条件，并在该过程中介绍中央Ensuite，différents aspects du contexte scientifique et de4 Table des matièressystèmes programiques，le web sémantique et les ontologies deChapitre2：Vers un système autonome de gestion des services在第二章中，首先要做的贡献是：将其构建为具有面向视觉的服务的物联网管理系统架构L'idée de cette proposal est de faciliter la gestion de ces systèmes IoT etde permettre la combinaison des services fournis pas les objets avec des servicesexistants.这种特殊性体现在多方面的模式中，结合了一种基于本体论的模式和一种基于图形语法的模式。这一措施允许对监督系统中发生的各种情况进行自动控制，并根据认识的此外，该模式的转换graphe permet de générer un plan在我们的场景中，模式的实例是伴随着模式出现的Chapitre3：Gestion de services IoT complex avec paramètres de QoS在这三个章节中，目前的做法是增加其他人的Des besoins temporaires sont inté-grés au modèle de graphe afin de pouvoir incluir à la volée des instances deservices au besoin pour plus de souplesse.Des opéraetum plus complex此外，非功能性参数也被整合到模型中，以实现可供选择的服务和最终执行的优化第4章：系统和原型评价在本章中，对建议的评估进行了一次研究Tout在套件中，通过在一个结论是，在这方面存在着各种不同的贡献和问题，这些贡献和问题伴随着连续性夜间工作的前景而消失。第1章Contexte scientifique et艺术报索迈尔1.1Les standards，platformes et protocolesde1.1.1这些协议是最好的。. . . . . . . . . . . . . . .61.1.2Leconsortium et le standard oneM2M.. . . . . . . . . . . .71.1.3D’autres standards et plateformes de l’écosystème IoT . . .81.1.4设备管理：与LWM2M兼容。 . . . . . .91.2服务和组成东方系统101.2.1服务的构成：联合国处理小组1.2.2结论. 171.3Lessystèmes puriques181.3.1L’informatique autonomique (autonomic computing)1.3.2What elles implications dans notre contexte IoT？......................... 201.4Websémantique，ontologies de1.4.1Web Semantique，Ontologies，规则SWRL221.4.2Desontologies reconnues认识本体论231.4.3结论. 251.5Grammaires de graphes et récriturede graphes261.5.1定义：grammaires de graphes et récriture de graphes。26 1.5.2什么样的利用率？................................................................................. 271.6Les projets STMS2C2281.6.1STM28项目总报告1.6.2S2C229项目总报告1.6.3Des scénarios dans laville intelligente291.6.4Le scénario1.6.5contractes et problématiques liées à ce contexte..............................33物联网的应用领域非常广泛，其防御能力也非常强大：这涉及到结构或语义的互操作性问题，涉及到系统复杂性的生成以及与现有系统和服务的集成在一个智力城市的背景下，存在着许多问题，这些问题涉及到身体的发展和物体的管理，6第一章Contexte scientifique et Etat deniveau transport de données（例如，，pour le trafic réseau généré par tous cesobjets）。Des problématiques se posent au niveau applicatif dans le cas实际上，一个重要的理由是，在一个复杂的组合中，将不同的物体连接在一起，但同时也将所有的物体连接在一起。在电话系统中，存在不同的协议、标准和方法，这些协议、标准和方法的目的类似于对网络消耗的优化或对对象能量消耗的优化 因此，S2C2项目和STM项目的背景在这样的题写中被取消，因为在工作中使用的应用框架和考虑的应用情况存在不同的问题在对这些要素的反应中，不同的轴是研究出来的。尽管对服务的这些系统代表了物联网和S2C2项目中的先进技术这些最后的学生都是两个月前学的。此外，Web服务的技术应用是为了实现服务和对象之间的关联系统的现代化而提出的，这些系统具有代表性的先进性因此，图表语法和图表记录的技术非常先进，特别是与包括服务在内的执行计划的管理保持密切联系1.1Les standards，platformes et protocoles deAfin de contextualiser le travail de cette thèse ， différents standards ，platformes et protocoles aujourd1.1.1Les protocoles les plus répandusDifferérents protocoles sont utilisés de par l'IoT.在这一系列问题中，城市规则的原则是：超 文 本 传 输 协 议 （ HTTP ） 1 ： ce protocole est au cæur du fonc-tionnementduWebtelqu'onleconnaint.HTTPestbasésurTransmissionControlProtocol（TCP） qui permet HTTP est égalementà la base des architecturesREpresentationnal State Transfer（REST） quise basent sur les opérations du protocole HTTP pour definir lesopérations sur les resources1. https://tools.ietf.org/html/rfc2616·1.1. Les standards，platformes et protocoles de7受约束的应用协议（CoAP）2：est un protocole inspiré此外，由于将网络上的数据变化降至最低，因此应用数据的数量非常有限。消息传输Telemetry Transport（MQTT）3：est un protocole de type发布/订阅。事实上，MQTT的客户可以通过这些问题（主题）来提供关于中间商服务的消息他很容易就能把这件事告诉你，而且只要有新消息就通知你。多个客户都希望能在同一个目标上获得成功，并在同一个目标上获得成功1.1.2联盟和标准oneM2MoneM2M4 est un organisme de normalisation fédérant de nombreuxorganismesrégionauxpourlescommunicationsdemachinetoMachine（M2M），sur le dépementSon objectif principal est de décifications techniquesrassem-blant celles des organismes de normalisation regionaux：ATIS et TIA enAmérique du Nord，ETSI en Europe，CCSA，ARIB，TTA et TTC en Asie.Ceregroupement a été effectué dans le but200名工业工人组成的平等联盟La normeoneM2M décampée par le consortium peutoneM2M repond au besoinLe standard definit un ensemble de services qui seront fournis par les plate-formes et schemes sous la forme d'une Application Programming Interface（API）REST accessible via divers protocoles（e.g. ，HTTP，MQTT）以及一种可扩展标记语言（XML）或JavaScript对象表示法（JSON）。在支持服务之后，oneM2M平台由三个沙发组成：适用沙发、服务沙发和données （ réseau ） 运 输 在 应 用 程 序 中 ， AE （ 应 用 实 体 ） vont représentedifférentes applications enregisterées sur le système。Elles peuvent symboliserdes objets，des applications mobiles，un gestionnaire greffé sur la plateforme，etc. Dans la couche de services ， différents CSE （ Common Ser-vices Entity ）permettront aux AE deCes CSE pourront être hébergés sur des serveursprincipaux，des serveurs intermediaires，des passerelles，etc.和代表2. http://coap.technology/3. http://mqtt.org4. http://www.onem2m.org··