基于工作速率自適應調節(jié)的網絡交換機節(jié)能策略.pdf

1、網絡交換機是互聯(lián)網的重要結構組成，網絡規(guī)模不斷擴大、網絡流量的迅速增長，都需要對網絡交換設備進行投資擴容。數(shù)量不斷增多、功能不斷增強的交換機的部署增加了運營成本，并帶來了顯著的能量消耗。對網絡交換設備能耗的研究目的在于降低單個及整個網絡中部署的所有交換機的能量消耗。
　　 現(xiàn)有因特網的設備部署、處理能力都有充足冗余，以滿足網絡健壯性的要求，現(xiàn)有交換機一直工作在與利用率無關的最大工作速率上，設備利用率較低，即使在低負載的情況下也維

2、持著高能耗，造成了極大的能量浪費。交換機的能量消耗由交換機底盤能耗、線卡能耗、端口能耗組成，其中端口能耗控制是最具有挑戰(zhàn)性的，讓端口根據流量需求及隊列狀態(tài)自適應調節(jié)其工作速率具有一定難度。
　　 本文研究交換機端口工作速率的自適應調節(jié)策略。文章首先詳細分析了交換機端口流量規(guī)律，對流經端口的流量建立時間序列模型，討論了端口流量的模擬方案。其次，本文使用此流量模型進行流量需求預測，建立了端口流量預測模型，研究了基于流量需求預測讓端口

3、始終工作在滿足需求的最低速率上這一方案。
　　 在前面工作的基礎上，本文對交換機緩沖區(qū)隊列特性進行了分析，制定了基于隊列長度監(jiān)控的交換機工作速率自適應調節(jié)策略?？刂撇呗缘膶崿F(xiàn)模塊包括速率控制器和到達速率預測器。到達速率預測器用于監(jiān)測端口流量并預測到達率，速率控制器計算出符合下一時刻流量需求的端口工作速率，并調節(jié)端口速率至符合流量需求的水平。該策略實現(xiàn)了端口速率的自適應調節(jié)，降低了交換機端口的平均工作速率。
　　 本文對n

4、s2實驗仿真平臺進行了改進，在改進后的實驗平臺上進行了端口速率自適應調節(jié)策略的仿真。仿真實驗證明基于隊列長度監(jiān)控和流量預測的端口速率自適應調節(jié)策略，在保證服務質量的前提下，降低了端口的平均工作速率和端口能量消耗。由于其對于單個交換機的所有端口都適用，其節(jié)能效果是明顯的。
　　 節(jié)能作為網絡研究的一個新興方向，在能源逐漸緊張的現(xiàn)在愈發(fā)重要。本文基于對網絡流量特性和交換機硬件設備工作原理的分析，提出了基于工作速率自適應調節(jié)的交換機節(jié)