266 pages - avril 2022
ISBN papier : 9781789480689
ISBN ebook : 9781789490688

Code ERC :

PE7 Systems and Communication Engineering
PE7_8 Networks (communication networks, sensor networks, networks of robots, etc.)
SH3 The Social World, Diversity, Population
SH3_12 Communication and information, networks, media

 
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L’Internet des Edges est un nouveau paradigme dont l’objectif est de garder les données à traiter tout près de l’utilisateur. Cette solution attire de nombreuses entreprises par sa simplicité, sa sécurité, son temps de traitement rapide et sa minimisation de l’énergie dépensée.

Edge Networking présente les différents niveaux de l’Edge : MEC (Multi-access Edge Computing), Fog et Far Edge appelés parfois Mist ou Skin. Il étudie également les réseaux participatifs dans lesquels les équipements des utilisateurs fournissent les ressources du réseau Edge. L’interconnexion de ces réseaux Edge, qui peuvent être déconnectés de l’Internet central, forme l’Internet des Edges.

Cet ouvrage analyse d’une façon détaillée les caractéristiques de ces réseaux et montre leur capacité à remplacer les imposants Clouds installés dans les coeurs de réseau en apportant de nombreuses améliorations sur les temps de latence, la sécurisation des données ou la dépense énergétique.

1. Les architectures de l’Edge
2. Les réseaux MEC
3. Les réseaux Fog
4. Les réseaux Skin
5. Les réseaux ad hoc et mesh
6. Les cas d’application de l’Internet des Edges
7. Les réseaux véhiculaires
8. Internet des Edges : la virtualisation
9. Sécurité
10. L’exemple de Green Communications
11. Le déploiement de l’Internet participatif
12. Le futur

Khaldoun Al Agha

Khaldoun Al Agha est professeur à l’Université Paris-Saclay et expert en réseaux. Il est co-fondateur de Green Communications.

Pauline Loygue

Pauline Loygue est directrice marketing et développement produit de Green Communications. Elle est experte en innovation dans l’Edge et l’IoT.

Guy Pujolle

Guy Pujolle est co-fondateur et président de Green Communications. Il est professeur émérite de Sorbonne Université.

Chapitre 1

Les architectures de l’Edge (pages : 11-29)

Ce chapitre traite de l’architecture de l’Edge. Il aborde le problème du positionnement des services réalisés sous forme de machines virtuelles sur les trois niveaux de l’Edge Networking. Il décrit le découpage des services en microservices qui sont eux-mêmes intégrés dans des conteneurs. Enfin, il aborde les problèmes de sécurité à mettre en place et l’internet participatif qui intègre les équipements utilisateur pour participer à l’Edge.


Chapitre 2

Les réseaux MEC (pages : 31-49)

Ce chapitre est dédié au niveau MEC (Multi-access Edge Computing) qui est mis en place par les opérateurs 5G. Les centres de données MEC prennent en charge l’ensemble des fonctions nécessaires à la réalisation d’un réseau 5G : les fonctions de l’infrastructure numérique, les fonctions des services de l’infrastructure numérique et enfin les fonctions applicatives.


Chapitre 3

Les réseaux Fog (pages : 51-84)

Ce chapitre est dédié au niveau Fog de l’architecture de l’Edge. Ce niveau correspond à l’intégration de centres de données directement dans l’entreprise. Les fonctions réseau et applicatives sont intégrées dans les centres de données Fog. Ce chapitre décrit également les infrastructures de réseau local intégrant le Wi-Fi et la 5G privée ainsi que la convergence en cours entre ces deux grands types de réseaux d’infrastructure.


Chapitre 4

Les réseaux Skin (pages : 85-96)

Ce chapitre est dédié au Skin Networking, c’est-à-dire à l’environnement de virtualisation à mettre en place au niveau des utilisateurs. Les nœuds du Skin Networking sont mobiles et reçoivent l’ensemble des services localement en permettant des temps de latence extrêmement courts. Toutes les fonctions doivent être distribuées pour tenir compte de nœuds qui apparaissent ou qui disparaissent. Les réseaux participatifs forment le cas le plus standard de Skin Networking.


Chapitre 5

Les réseaux ad hoc et mesh (pages : 97-116)

Ce chapitre s’intéresse à la génération des réseaux ad hoc et mesh, c’est-à-dire des réseaux de points d’accès interconnectés entre eux. Les points d’accès sont dans l’équipement terminal de l’utilisateur dans le cas ad hoc et chez un opérateur d’infrastructure dans le cas mesh. Les services sont totalement distribués pour tenir compte de la mobilité des nœuds qui peuvent se regrouper en clusters indépendants les uns des autres.


Chapitre 6

Les cas d’application de l’Internet des Edges (pages : 117-135)

Ce chapitre aborde les nouvelles applications misent en place sur les réseaux Edge utilisant l’un des trois niveaux (Skin, Fog ou MEC) ou bien deux niveaux ou encore les trois niveaux. On y trouve des services provenant de l’internet des objets, de l’Internet tactile, des applications télécom, de l’Industrie 4.0, de la ville intelligente, etc.


Chapitre 7

Les réseaux véhiculaires (pages : 137-156)

Ce chapitre est dédié aux réseaux véhiculaires et à leur contrôle. Les trois grands systèmes de communication et les propriétés associées sont décrits en détail : le Wi-Fi avec une technologie mesh, la 5G par l’utilisation d’une grande antenne publique ou privée et enfin le VLC (Visible Light Communication). Le cas où les véhicules ne sont pas sous une couverture 5G est abordé en détails.


Chapitre 8

Internet des Edges : la virtualisation (pages : 157-178)

Ce chapitre aborde le problème de la virtualisation sur l’Edge et de la possibilité de déporter toutes les fonctions sur les différents niveaux de l’Edge pour optimiser des critères qui peuvent être de performance, de sécurité, de disponibilité, etc. En particulier, le mobile-Edge computing est décrit tout en restant une technologie complexe qui s’appuie sur des nœuds mobiles avec des technologies mesh.


Chapitre 9

Sécurité (pages : 179-206)

Ce chapitre s’intéresse aux problèmes de sécurité dans les environnements d’Edge Networking. Les principales solutions sont décrites comme la sécurité à base d’éléments sécurisés, de TEE, de TSM ou de Clouds de sécurité. La blockchain qui représente une solution en fort développement est également introduite, en particulier pour permettre la traçabilité des transactions.


Chapitre 10

L’exemple de Green Communications (pages : 207-220)

Ce chapitre permet d’introduire un exemple concret de réseau Edge possédant des applications de nouvelle génération pouvant migrer d’un nœud à un autre nœud du réseau. Ce réseau Edge est également muni de la fonctionnalité de déconnexion et de reconnexion quasiment instantanée. Les applications essentielles examinées dans ce chapitre proviennent de l’Internet des objets.


Chapitre 11

Le déploiement de l’Internet participatif (pages : 221-239)

Ce chapitre décrit le déploiement d’un réseau Edge et l’interconnexion de réseaux Edge pour réaliser un Internet des Edges. Le passage à l’échelle de ces architectures est discuté ainsi que la problématique de l’augmentation de la consommation énergétique, de la prise en compte de la sécurité et enfin de l’hybridation de la 5G et du Wi-Fi.


Chapitre 12

Le futur (pages : 241-249)

Ce chapitre introduit les visions du futur à plus ou moins long terme qui concernent le développement de l’Internet des Edges. Cette architecture pourrait constituer la base des spécifications de la 6G. L’internet participatif aura un rôle important à jouer dans cette architecture. Enfin, ce chapitre décrit les développements du monde des réseaux attendus dans les prochaines années.