基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞腎P骨干網(wǎng)魯棒能效路由算法仿真與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，給人們的生活帶來巨大的變化，與此同時(shí)也帶來了高能耗、低利用率和巨大的能源浪費(fèi)問題，這與節(jié)能減排的時(shí)代背景相悖，且能耗問題已經(jīng)成為制約互聯(lián)網(wǎng)和通信行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。傳統(tǒng)IP骨干網(wǎng)設(shè)計(jì)遵循資源過提供和冗余設(shè)計(jì)原則，這兩種設(shè)計(jì)原則有利于互聯(lián)網(wǎng)的可靠性，能夠提高用戶體驗(yàn)，但是帶來的能耗問題也是不容忽視的。網(wǎng)絡(luò)能效問題成為當(dāng)前IP骨干網(wǎng)的研究熱點(diǎn)，本文研究IP骨干網(wǎng)絡(luò)中的高能效路由策略，改善網(wǎng)絡(luò)性能并提高網(wǎng)絡(luò)能效。<

2、br>　　實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的流量隨時(shí)間不斷變化，并且流量數(shù)據(jù)大體成晝夜性周期變化，白天網(wǎng)絡(luò)中的流量明顯高于夜晚。現(xiàn)階段的能效組網(wǎng)技術(shù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量的周期性，可以在網(wǎng)絡(luò)流量較低的時(shí)候，將網(wǎng)絡(luò)中利用率低的鏈路進(jìn)行休眠，從而節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)的能源效率。在保證網(wǎng)絡(luò)性能的前提下，降低發(fā)送單位信息量的網(wǎng)絡(luò)能耗，實(shí)現(xiàn)“能效網(wǎng)絡(luò)”是未來互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。休眠策略能夠利用網(wǎng)絡(luò)中的流量特性，將負(fù)載低的鏈路休眠，進(jìn)而直接降低網(wǎng)絡(luò)能耗。魯棒能效路由策略是一種

3、間接節(jié)能的方法，由于網(wǎng)絡(luò)的能耗與信息量有關(guān)，魯棒的路由策略能夠提高網(wǎng)絡(luò)成功傳送信息的概率，進(jìn)而提高了單位能耗發(fā)送的有效信息量，從而實(shí)現(xiàn)高能效網(wǎng)絡(luò)。本文基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(wǎng)絡(luò)鏈路進(jìn)行休眠，開展了針對IP骨干網(wǎng)的能效機(jī)制研究。
　　本文主要通過兩方面實(shí)現(xiàn)能效網(wǎng)絡(luò)，一是休眠策略，二是能效路由策略。提出了三種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞聂敯裟苄酚伤惴?，分別是基于最大化鏈路休眠集合的魯棒能效路由算法(OSRE)、基于代數(shù)連通性和中間狀態(tài)的魯棒能效路由算法(

4、ABRE)、分布式SPT迭代的魯棒能效路由算法(DSPTI)。OSRE算法是將休眠鏈路問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問題來求解，通過啟發(fā)式算法獲得的解有可能是局部最優(yōu)解，而不是全局最優(yōu)解，且算法時(shí)間復(fù)雜度較高。為此本文提出了ABRE算法，該算法將休眠策略直觀的表示為休眠具體鏈路，通過判斷網(wǎng)絡(luò)的連通性來決定是否可以休眠當(dāng)前鏈路。但是OSRE和ABRE算法的休眠策略中都未能考慮到網(wǎng)絡(luò)的性能，進(jìn)而本文中又提出了DSPTI算法。該算法將休眠策略與網(wǎng)絡(luò)性能約束