基于速度缩放与休眠唤醒策略的网络节能机制的设计与实现

摘要

随着互联网的飞速发展和网络设备的不断更新，当前网络日益暴露出能耗高、效率低、浪费多等诸多问题，因此网络节能问题引起了越来越多的关注。本文基于这种背景，通过合理的设计，提出了基于速度缩放与休眠唤醒相结合的网络。
　　本文设计并实现了该网络节能机制，该机制共包括四个模块，分别是信息收集模块、流量预测模块、决策模块和拓扑更新模块。信息收集模块分为三个部分，初始拓扑信息的收集、关节点标记和流量信息收集，主要负责对网络的初始拓扑信息进行建立，在此基础上对位置关键的节点进行标记，再将拓扑信息传递给决策模块，同时对网络中的流量进行收集、统计和分析，将流量信息传递给流量预测模块，当网络中的流量突变时，并对决策模块起到反馈的作用。流量预测模块根据收集到的流量信息，使用流量预测算法对网络中的流量进行预测，并将预测的流量信息传递给决策模块。决策模块首先根据信息收集模块中的关节点标记，对网络进行主链路确定，然后当网络中流量减少时，决策模块根据节能算法对网络中的设备进行节能，当网络中的流量增加时，决策模块根据唤醒策略对休眠的设备进行唤醒。拓扑更新模块主要负责当网络设备状态改变或者网络设备出现故障时，对网络中的拓扑情况进行及时的处理，避免路由控制器做出误操作。
　　本文使用Java语言在Eclipse平台上对该网络节能机制设计了可视化界面，将每步关键技术在界面中展示，加深对本设计的了解，并对设计的节能机制进行了能耗和性能的仿真。实验结果表明，本文设计的网络节能机制在不影响网络的性能前提下，可以有效的降低网络的能耗。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．1．1 绿色网络的提出

1．1．2 课题研究现状

1．2 主要研究内容

1．3 课题来源

1．4 论文组织结构

第2章 相关理论基础

2．1 网络系统能耗分析

2．1．1 服务器的能耗

2．1．2 网络通信设备的能耗

2．1．3 路由对能耗的影响

2．2 绿色网络节能策略

2．2．1 网络节能策略分类

2．2．2 常用的网络节能策略

2．3 流量预测算法

2．4 本章小结

第3章 网络节能机制设计基础及总体设计

3．1 网络模型

3．1．1 网络结构

3．1．2 路由器模型

3．1．3 网络设计标准

3．2 网络节能总体设计

3．2．1 设计思路

3．2．3 框架设计

3．3 本章小结

第四章 网络节能机制详细设计

4．1 信息收集模块

4．1．1 初始拓扑信息收集

4．1．2 流量信息收集

4．1．3 关节点设备标记

4．2 流量预测模块

4．2．1 流量预测模型

4．2．2 流量预测算法

4．3 决策模块

4．3．1 节能算法简介

4．3．2 主链路确定

4．3．3 设备节能

4．3．4 设备唤醒

4．4 拓扑更新模块

4．5 本章小结

第5章 仿真实现与多策略对比性能分析

5．1 仿真环境

5．2 仿真实现

5．2．1 仿真程序整体框架

5．2．2 仿真创建的几种主要的类

5．3 性能评价用例及评价参数

5．3．1 节能策略用例

5．3．2 流量用例

5．3．3 拓扑用例

5．3．4 评价标准

5．4 仿真过程演示

5．5 仿真结果与分析

5．5．1 网络能耗测试

5．5．2 网络性能测试

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 进一步工作

参考文献

致谢