未来网络节能方案的研究

摘要

伴随着互联网融入各行各业，逐渐成为时代科技进步的中坚力量，扩大网络规模也势在必行。由此网络能耗问题愈渐严重，如数据中心电力损耗大，网络设备能效低以及闲置资源浪费严重等。本文分别从软件定义网络和内容中心网络两个方面针对网络能耗问题展开研究，并对两种新型网络结构及其关键技术做出详细介绍。 针对SDN网络架构能源消耗这一问题，本文从虚拟化物理资源角度入手，根据SDN网络拓扑利用整数线性规划ILP建立数学模型，从链路容量、TCAM容量、虚拟机部署限制和流量限制四个角度设计能耗最优解。考虑到最优解的计算复杂度，提出一种基于流规则的二阶段启发式虚拟机部署方案，即将部署和流量映射分为两部分。仿真结果表明，该算法很大程度上降低了网络能耗。 针对CCN网络架构能源消耗这一问题，本文从关闭网络中冗余设备入手，主要通过混合整数线性规划MILP建立能耗模型，提出基于生成树启发式算法的集中解决方案。随后利用凸优化思维结合对偶分解将集中式方案分解为节点状态、链路状态、链路流量三个子问题，并分别建立能耗优化模型。仿真结果表明，该算法具有较快的收敛速度和较高的能量效率。

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