While mesh networking for edge settings (e.g., smart buildings, farms, battlefields, etc.) has received much attention, the layer of control over such meshes remains largely centralized and cloud-based. This paper focuses on applications with sense-trigger-actuate (STA) workloads -- these are similar to the abstraction of routines popular in smart homes, but applied to larger-scale edge IoT deployments. We present CoMesh, which tackles the challenge of building local, non-cloud, and decentralized solutions for control of sense-trigger-actuate applications. At its core CoMesh uses an abstraction called k-groups to spread in a fine-grained way, the load of STA actions. Coordination within the k-group uses selective fast and cheap mechanisms rather than expensive off-the-shelf solutions. k-group selection is proactively dynamic, and occurs by using a combination of zero-message-exchange mechanisms (to reduce load) and locality sensitive hashing (to be aware of physical layout of devices). We analyze and theoretically prove the safety of CoMesh's mechanisms. Our evaluations using both simulation and Raspberry Pi lab deployments show that CoMesh is load-balanced, fast, and fault-tolerant.


翻译:尽管面向边缘场景(例如智能建筑、农场、战场等)的网格网络已受到广泛关注,但此类网格的控制层仍主要依赖于集中式云端方案。本文聚焦于具有感知-触发-执行(STA)工作负载的应用——这些应用类似于智能家居中流行的例程抽象,但应用于更大规模的边缘物联网部署。我们提出CoMesh,旨在解决为感知-触发-执行应用构建本地化、非云端且去中心化控制方案的挑战。CoMesh的核心采用一种名为k-groups的抽象,以细粒度方式分散STA动作的负载。k-group内部的协调利用选择性快速且低成本的机制,而非昂贵的现成方案。k-group的选择具有主动动态性,通过结合零消息交换机制(以降低负载)与位置敏感哈希(以感知设备的物理布局)实现。我们分析并理论证明了CoMesh机制的安全性。基于仿真与树莓派实验室部署的评估表明,CoMesh具备负载均衡、快速响应及容错能力。

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