Software Defined Networking-enabled IoT Middleware for Event Prioritization in Emergency Scenarios

Nell'estate del 2018, la California è stata colpita da numerosi incendi che sono divampati in tutta la regione. Situazioni di questo tipo causano gravi malfunzionamenti nell'infrastruttura di rete (i.e. limitazione della banda di rete disponibile per l'invio di messaggi). Malfunzionamenti nelle tecnologie comunicazione impediscono ai soccorritori una coordinazione efficace e causano un maggior numero di vittime e feriti, e danni materiali ingenti. Il progetto di tesi si propone come obiettivo la progettazione e la realizzazione di una soluzione IoT middleware in grado di garantire la continuità dei servizi di comunicazione nelle regioni interessate da catastrofi naturali. A tal scopo, il middleware applica politiche di prioritizzazione dei messaggi e scarto dei messaggi meno rilevanti. Per calcolare le priorità e le probabilità di scarto dei diversi tipi di messaggi, il middleware utilizza algoritmi innovativi. Tali algoritmi mirano a massimizzare funzioni di utilità definite dai riceventi, considerando i limiti imposti dall'infrastruttura di rete. I diversi algoritmi proposti vengono confrontati tra di loro, valutando efficacia delle politiche applicate ed efficienza di calcolo. La tecnologia Software-defined networking viene utilizzata per imporre le politiche di prioritizzazione e scarto dei messaggi al livello di rete (i.e. nell'infrastruttura di rete). Per dimostrare l'efficacia dell'approccio utilizzato, il middleware viene confrontato con soluzioni alternative: un sistema che non applica politiche di prioritizzazione dei messaggi e scarto dei messaggi meno rilevanti, un sistema che applica solamente politiche di prioritizzazione dei messaggi. I test effettuati dimostrano come l'approccio proposto migliori considerevolmente il valore informativo dei messaggi ricevuti (i.e. messaggi generalmente più rilevanti) e la latenza sperimentata dai riceventi.