云計算和視頻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的飛速增加,使得數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模急劇增加,進而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的能耗隨之增加。然而,巨大的能耗開銷限制了數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,于是數(shù)據(jù)中心節(jié)能成為研究的熱點。當(dāng)前已有大量的工作研究了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能問題。比如,從時間的角度上,提出排他性路由算法避免鏈路共享縮短流的傳輸時間,或者,從功率的角度找到一個盡可能少的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集合來滿足流量請求,同時關(guān)閉不必要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,從而達到節(jié)能的目的。這些已經(jīng)提出的算法在一定程度上減少了網(wǎng)絡(luò)能耗,提高了網(wǎng)絡(luò)性能。然而,它們僅從時間的角度或者功率的角度研究網(wǎng)絡(luò)能耗,且忽略了設(shè)備激活能耗和規(guī)則安裝能耗。針對這些問題本文研究了如下內(nèi)容:(1)本文研究了聯(lián)合功率和時間最小化網(wǎng)絡(luò)能耗問題。本文首先分析了網(wǎng)絡(luò)中交換機和網(wǎng)絡(luò)能耗的特點,構(gòu)建了最小網(wǎng)絡(luò)能耗(MNEC)問題,并分析了該問題的復(fù)雜度,證明了MNEC問題是一個NP難問題。隨后,本文提出了一個具有低時間復(fù)雜度的聯(lián)合時間功率算法(ITP)算法。該算法綜合了鏈路共享避免算法和交換機聚合算法。其中,交換機聚合算法根據(jù)交換機能耗遠遠大于鏈路能耗的特點,將流量聚合在盡可能少的交換機上,減少了交換機的使用...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究概述
        1.1.1 數(shù)據(jù)中心
        1.1.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)
    1.2 研究背景及意義
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
    1.4 本章小結(jié)
第二章 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)能工作
    2.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)能
    2.2 軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)能
    2.3 本章小結(jié)
第三章 聯(lián)合時間和功率的路由機制
    3.1 引言
    3.2 聯(lián)合時間和功率的最小網(wǎng)絡(luò)能耗模型
        3.2.1 交換機能量特點
        3.2.2 網(wǎng)絡(luò)能耗特點
        3.2.3 節(jié)能問題構(gòu)建
        3.2.4 MNEC問題的NP難證明
    3.3 聯(lián)合時間和功率算法
        3.3.1 避免鏈路共享算法
        3.3.2 交換機聚合算法
        3.3.3 啟發(fā)式算法
    3.4 仿真驗證
        3.4.1 實驗設(shè)置
        3.4.2 與最優(yōu)解的比較
        3.4.3 不同網(wǎng)絡(luò)拓撲中的性能比較
        3.4.4 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的性能比較
    3.5 本章小結(jié)
第四章 聯(lián)合設(shè)備激活、規(guī)則安裝和數(shù)據(jù)傳輸節(jié)能路由機制
    4.1 引言
    4.2 動機
        4.2.1 流的能耗的組成部分
        4.2.2 設(shè)備激活能耗
        4.2.3 規(guī)則安裝能耗
    4.3 系統(tǒng)模型
        4.3.1 流的能耗分析
        4.3.2 網(wǎng)絡(luò)能耗分析
        4.3.3 模型構(gòu)建
        4.3.4 NP完全證明
    4.4 節(jié)能路由算法
        4.4.1 算法設(shè)計
        4.4.2 算法復(fù)雜度分析
    4.5 仿真驗證
        4.5.1 仿真設(shè)置
        4.5.2 GN算法和最優(yōu)解的比較
        4.5.3 在不同網(wǎng)絡(luò)拓撲中的性能
        4.5.4 大型網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能和耗時性能
        4.5.5 交換機激活持續(xù)時間設(shè)置為不同值的性能
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
攻讀碩士期間參加的科研項目



本文編號：3928810