Exploring a Decentralized Peer-to-Peer Storage System for Resource-Constrained IoT Devices

Sammanfattning

Den snabba tillväxten av enheter inom sakernas internet (IoT) har skapat ett behov av lagringslösningar som inte är beroende av centraliserade molntjänster. Denna uppsats undersöker huruvida ett helt decentraliserat peer-to-peer lagringssystem kan fungera som ett praktiskt alternativ i resursbegränsade IoT miljöer. En prototyp utvecklades med programmeringsspråket Rust, Eclipse Zenoh för peer to-peer kommunikation, Apache Cassandra för distribuerad metadatahantering samt RaptorQ coding för filuppdelning och rekonstruktion. Systemet utvärderades i en kontrollerad miljö bestående av fem noder som kördes i WSL på en bärbar dator, vilket simulerade typiska begränsningar för IoT enheter. Tre forskningsfrågor låg till grund för experimenten: beräknings och energikostnaden för erasure coding, hastigheten vid filuppladdning och nedladdning samt systemets förmåga att bibehålla datatillgänglighet när noder kopplas bort. Resultaten visade att erasure coding medförde en måttlig overhead, med en genomsnittlig CPU belastning på 15–25% och en minnesanvändning mellan 33 och 46 MB för filer upp till 13 MB. Uppladdningstiderna låg mellan 12.6 och 16.1 sekunder, medan nedladdningarna var betydligt snabbare, mellan 1.55 och 2.68 sekunder. Mest anmärkningsvärt lyckades systemet återställa filerna till 100% även när fyra av fem noder togs offline, vilket visar på en stark feltolerans. Slutsatsen är att ett decentraliserat peer-to-peer tillvägagångssätt med dessa tekniker kan ge acceptabel prestanda och hög tillgänglighet i lokala nätverk, samtidigt som det erbjuder bättre integritet och oberoende från externa molnleverantörer.