信息和通信技術(shù)領(lǐng)域所消耗的電能非常巨大，目前已占全球總體能耗的5%以上。并且隨著全球網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速增長，該比例還在持續(xù)上升。路由器是最核心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一，其功耗也隨著性能的提升而不斷增加。針對綠色互聯(lián)網(wǎng)的研究已經(jīng)廣泛展開。與其它研究方法不同的是，本文通過在體系結(jié)構(gòu)層面上的重設(shè)計對核心路由器展開了省電研究。路由器中的線卡被分為網(wǎng)絡(luò)接口和分組處理兩個模塊，網(wǎng)絡(luò)接口用來收發(fā)數(shù)據(jù)，分組處理模塊則用來實現(xiàn)路由查找、分組轉(zhuǎn)發(fā)等功能。其中分組處理模塊所消耗的功耗在路由器中占據(jù)統(tǒng)治地位。在負(fù)載較低時，整個路由器范圍內(nèi)的分組處理模塊的處理能力被各網(wǎng)絡(luò)接口所共享。通過將整個路由器的負(fù)載集中到部分分組處理模塊上，并關(guān)閉其它空閑的分組處理模塊的方法，達(dá)到節(jié)省功耗的目的。本文對這種低功耗路由器體系結(jié)構(gòu)進行了研究，并命名為GreenRouter，取得的主要成果如下：1.在體系結(jié)構(gòu)層面上重新設(shè)計了核心路由器，以實現(xiàn)路由器范圍內(nèi)的分組處理能力的共享。將線卡拆分得到的網(wǎng)絡(luò)接口和分組處理模塊分別稱為子板和母板。通過使用一個額外的交換網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了各子板負(fù)載對母板處理能力的共享。同時設(shè)計了分布式的分發(fā)器系統(tǒng)以實現(xiàn)負(fù)載從子板到... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

性能自適應(yīng)和短時關(guān)閉省電方法比較

從而增加了負(fù)載的突發(fā)性。而相反的，性能自適應(yīng)則使得負(fù)[12]，降低了突發(fā)性。對于兩種方法的結(jié)合，如圖 2.1(d)所示，并不一定就能取得疊加的省電因為性能自適應(yīng)會增加數(shù)據(jù)包的處理時間，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)包之間的間使得短時關(guān)閉不能取得原來的效果。同時需要指出，和其它網(wǎng)絡(luò)省電方法一樣，性能自適應(yīng)和短時關(guān)閉省取得的省電效率與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的特征（例如分組到達(dá)間隔、突發(fā)水平等。例如，短時關(guān)閉中，如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的突發(fā)水平很高，那么可以取得效果。這是因為可以減少電路模塊從打開和關(guān)閉之間轉(zhuǎn)換的次數(shù)，電長時間的處在低功耗的狀態(tài)。從這點考慮出發(fā)，在[12]中作者首先提出上游器件的負(fù)載整形，充分發(fā)揮短時關(guān)閉的省電方法，并稱之為 But。

么其服務(wù)就會停止，并且會丟失網(wǎng)絡(luò)連接（網(wǎng)絡(luò)中有很多面向連接的協(xié)議）。因此，休眠的器件就在網(wǎng)絡(luò)中失去了存在感，因為它既不能保持網(wǎng)絡(luò)不能回應(yīng)一些網(wǎng)絡(luò)管理或服務(wù)維護的信息。進一步的，當(dāng)喚醒休眠的設(shè)備備的重啟和初始化也是一個復(fù)雜的過程。目前的個人電腦等通用計算機中已經(jīng)包含了這樣的功耗管理功能（允許迅速的休眠進入低功耗模式），但其中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和功能經(jīng)常被這樣的休斷和影響。這是因為目前的通用電腦不能夠在進入休眠模式的時候還保證結(jié)、LAN 服務(wù)等。這也是為什么目前很多個人電腦和服務(wù)器雖然有休眠模然經(jīng)常保持著開機狀態(tài)的原因，因為很多時候這些計算機/服務(wù)器有被遠(yuǎn)程需求。并且，對于數(shù)量更加龐大且占據(jù)人們生活比重越來越大的移動電子手機、平板電腦等，和個人電腦比，對網(wǎng)絡(luò)連接的依賴性更強。在[21-24]中，作者面對需要保證網(wǎng)絡(luò)連接的場景做出了研究，他們的解決在主機和網(wǎng)絡(luò)之間增加一個小的設(shè)備，命名為網(wǎng)絡(luò)連接代理（Network Covity Proxy）。利用網(wǎng)絡(luò)連接代理來替代主機在網(wǎng)絡(luò)中的存在。


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