In the internet era, where people are connected to each other, web server architectures have been developed and advanced. Now, we are witnessing the advent of the complex IoT (Internet of Things) era, where not only people, but also all devices on the planet are interconnected to each other and enormous amount of interactions is required. This year after a long standardization process, the remote connectivity communication infrastructure started being commercialized worldwide. Some of the representative examples are LTE low end protocols LTE-M and NB-IOT. Moreover, their chipsets are priced very competitively at around 1/10 of LTE chipsets, similar to local connectivity chipsets such as WIFI or Bluetooth. With this trend, we expect a lot more services and devices with more complex network environments will be introduced in the market. In this paper, we propose HePA (Hexagonal Platform Architecture), a platform architecture that is extremely scalable while maintaining required performance and reflecting requirements of the complex environment. The experiment results prove that throughput of our HePA is more than double compared to that of other architectures, while latency is kept consistent. This result justifies that HePA is a high performance architecture with high scalability. By looking at the number of request per second, we can verify that the proposed scheme has a smaller impact on node failure. Based on the results of the scalability overhead experiment, the proposed architecture shows significantly less overhead compared to other schemes. We expect the HePA to become a proven reference architecture in this field.An increasing number of IoT devices are being introduced to the market in many industries, and the number of devices is expected to exceed billions in the near future. With this trend, many researchers have proposed new architectures to manage IoT devices, but the proposed architecture requires a huge memory footprint and computation overheads to look-up billions of devices. This paper proposes a hybrid hashing architecture called H- TLA to solve the problem from an architectural point of view, instead of modifying a hashing algorithm or designing a new one. We implemented a prototype system based on HePA that shows about a 30% increase in performance while conserving uniformity. Therefore, we show an efficient architecture-level approach for addressing billions of devices.
사람들이 서로 연결되는 인터넷 시대에 웹 서버 아키텍처가 개발되고 발전했습니다. 이제 우리는 사람뿐만 아니라 지구상의 모든 장치가 서로 상호 연결되어 있고 엄청난 양의 상호 작용이 필요한 복잡한 IoT (Internet of Things) 시대의 출현을 목격하고 있습니다. 오랜 표준화 과정을 거쳐 올해 원격 연결 통신 인프라가 전 세계적으로 상용화되기 시작했습니다. 대표적인 예 중 일부는 LTE 저급 프로토콜 LTE-M 및 NB-IOT입니다. 또한 칩셋은 WIFI 또는 Bluetooth와 같은 로컬 연결 칩셋과 비슷한 LTE 칩셋의 약 1/10에서 매우 경쟁력이 있습니다. 이러한 추세로 인해보다 복잡한 네트워크 환경을 갖춘 훨씬 더 많은 서비스와 장치가 시장에 출시 될 것으로 예상됩니다. 본 논문에서는 필요한 성능을 유지하면서 복잡한 환경의 요구 사항을 반영하면서 확장 성이 뛰어난 플랫폼 아키텍처인 HePA (Hexagonal Platform Architecture)를 제안합니다. 실험 결과 HePA의 처리량이 다른 아키텍처에 비해 두 배 이상 높고 대기 시간은 일관성을 유지합니다. 이 결과는 HePA가 높은 확장 성을 가진 고성능 아키텍처라는 것을 정당화합니다. 초당 요청 수를 살펴보면 제안 된 체계가 노드 장애에 미치는 영향이 적음을 확인할 수 있습니다. 확장 성 오버 헤드 실험의 결과를 바탕으로 제안 된 아키텍처는 다른 방식에 비해 오버 헤드가 상당히 줄었습니다. 우리는 HePA가이 분야에서 입증 된 참조 아키텍처가 될 것으로 기대합니다.많은 산업 분야에서 점점 더 많은 IoT 장치가 시장에 출시되고 있으며, 가까운 장래에 장치 수는 수십억을 초과 할 것으로 예상됩니다. 이러한 추세에 따라 많은 연구원들이 IoT 장치를 관리하기위한 새로운 아키텍처를 제안했지만 제안 된 아키텍처에는 수십억 개의 장치를 조회하기 위해 엄청난 메모리 공간과 계산 오버 헤드가 필요합니다. 본 논문에서는 해싱 알고리즘을 수정하거나 새로운 알고리즘을 설계하는 대신 아키텍처 관점에서 문제를 해결하기 위해 H-TLA라는 하이브리드 해싱 아키텍처를 제안합니다. 균일성을 유지하면서 약 30%의 성능 향상을 보여주는 HePA 기반 프로토타입 시스템을 구현했습니다. 따라서 수십억 개의 장치를 처리하기위한 효율적인 아키텍처 수준의 접근 방식을 보여줍니다.
