[論文レビュー] A Literature Survey on Ontology of Different Computing Platforms in Smart Environments

Souvik Sengupta, Jordi García+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 28, 2018

IoT and Edge/Fog Computing被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、スマート環境におけるリソース分類、分類法、オントロジーに関する包括的な文献調査を提示しており、ファグ、クラウド、IoT、および関連するコンピューティングプラットフォームを分析している。顕著なギャップは、スマートシステムにおけるクロスプラットフォーム間相互運用性および管理のニーズが高まる中で、これらのパラダイムを横断する異種リソースを統合する統一されたオントロジーが存在しないことである。

ABSTRACT

Smart environments integrates various types of technologies, including cloud computing, fog computing, and the IoT paradigm. In such environments, it is essential to organize and manage efficiently the broad and complex set of heterogeneous resources. For this reason, resources classification and categorization becomes a vital issue in the control system. In this paper we make an exhaustive literature survey about the various computing systems and architectures which defines any type of ontology in the context of smart environments, considering both, authors that explicitly propose resources categorization and authors that implicitly propose some resources classification as part of their system architecture. As part of this research survey, we have built a table that summarizes all research works considered, and which provides a compact and graphical snapshot of the current classification trends. The goal and primary motivation of this literature survey has been to understand the current state of the art and identify the gaps between the different computing paradigms involved in smart environment scenarios. As a result, we have found that it is essential to consider together several computing paradigms and technologies, and that there is not, yet, any research work that integrates a merged resources classification, taxonomy or ontology required in such heterogeneous scenarios.

研究の動機と目的

• スマート環境におけるリソース分類、分類、分類法、オントロジーに関する既存の研究を分析すること。
• クラウド、ファグ、IoT、WSN、グリッドなどのコンピューティングパラダイム間の技術的ギャップおよび差異を特定すること。
• 研究者がそのアーキテクチャにおいて、明示的または暗黙的にリソース分類システムを提案しているかどうかを評価すること。
• 異種スマート環境リソースを統合する統一された、統合されたオントロジーが存在しないことを特定すること。
• ファグ、クラウド、IoTプラットフォームを統合する包括的かつクロスパラダイムのリソースオントロジーを構築する基盤を築くこと。

提案手法

• スマート環境におけるリソース分類に言及する研究論文を網羅的に調査した。
• コンピューティングパラダイムごとに研究を分類した：ファグコンピューティング、クラウドコンピューティング、IoT、WSN、グリッド、ハイブリッドシステム。
• コスト、機能、データ、管理、セキュリティなどのリソース分類に用いられる属性を抽出・分析した。
• 調査されたすべての研究を要約する比較表を構築し、分類の傾向と技術的ギャップを強調した。
• システムアーキテクチャ全体を通じて、明示的および暗黙的なリソース分類アプローチを評価した。
• パラダイム全体にわたって繰り返し現れるテーマと、未だ十分にカバーされていない属性（例：セキュリティ、データ属性）を特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スマート環境に関する研究で、どのような種類のリソース分類、分類法、またはオントロジーが提案されているか？
• RQ2 クラウド、ファグ、IoT、WSN、グリッドなどの異なるコンピューティングパラダイムは、コスト、機能、管理、データなどのリソース属性をどのように処理しているか？
• RQ3 既存のリソース分類モデルにおいて、セキュリティおよびデータ関連属性はどの程度考慮されているか？
• RQ4 スマート環境における複数のコンピューティングプラットフォームのリソースを統合する統一されたオントロジーを提案する既存の研究は存在するか？
• RQ5 異種スマートシステムにおけるリソース組織化の現在のアプローチに、どのような主要な技術的ギャップと一貫性の欠如があるか？

主な発見

• 異種スマート環境シナリオにおける統一された、統合されたリソース分類、分類法、またはオントロジーを提供する既存の研究は存在しない。
• セキュリティは、すべてのパラダイムにおいて最も考慮が薄い属性であり、大多数の研究でほとんど無視されている。
• データ関連属性（例：出典、サイズ、コンテンツタイプ）は部分的にしか扱われておらず、大多数の研究で深さに欠ける。
• IoT関連の研究は主にセンサー、アクチュエータ、RFIDタグに注目しており、デバイスタイプに一貫した注意が払われている。
• コスト関連属性は主にクラウドコンピューティングの研究で考慮されており、その経済的感受性を反映している。
• フェイラー耐性、オンデマンドプロビジョニング、仮想化といった機能は主にクラウドおよびファグコンピューティングに関連付けられているが、地理的認識およびリアルタイム処理はエッジベースのシステムで強調されている。