本文關(guān)鍵詞：IP網(wǎng)絡(luò)中綠色節(jié)能權(quán)重設(shè)計研究

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【摘要】：隨著信息與通信技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模日益擴大,網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備也隨之增多,伴隨而來的則是網(wǎng)絡(luò)能耗的急劇增加。然而網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的資源超額供給和鏈路設(shè)備冗余導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)高能耗低效率問題突顯。如何減少網(wǎng)絡(luò)能耗將成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與研究的一個重點,這一類的問題被稱為綠色節(jié)能網(wǎng)絡(luò)問題。近幾年,由于潛在的環(huán)境價值和經(jīng)濟價值,綠色節(jié)能網(wǎng)絡(luò)問題被廣泛關(guān)注。能耗感知的路由技術(shù)是綠色節(jié)能網(wǎng)絡(luò)問題的一個研究方向。根據(jù)資源整合的原則,能耗感知的路由技術(shù)通過將全網(wǎng)流量合并到網(wǎng)絡(luò)中部分設(shè)備和鏈路上,從而關(guān)閉其余閑置的鏈路和設(shè)備,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能。其解決方案中,設(shè)計目標通常是在保證網(wǎng)絡(luò)能夠正常運行和提供一定的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)的情況下盡可能減少網(wǎng)絡(luò)能耗,流量整合通常可以通過適當?shù)逆溌窓?quán)重配置(最短路路由)或直接指定路由路徑(明晰路由)實現(xiàn)。本文重點研究如何從能耗感知的最短路路由技術(shù)的角度通過鏈路權(quán)重設(shè)計為IP網(wǎng)絡(luò)節(jié)省能耗。首先,本文基于QoS建立了一種綠色節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)模型,其在設(shè)計思想上權(quán)衡了QoS和節(jié)能,目標是在保證QoS的情況下最小化網(wǎng)絡(luò)中鏈路能耗和延時開銷。根據(jù)模型本文提出了兩種啟發(fā)式算法,算法均以在保證一定QoS的情況下關(guān)閉更多鏈路為目標,通過調(diào)整鏈路權(quán)重來整合網(wǎng)絡(luò)中流量從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量重分布,最終設(shè)計出開啟鏈路較少的節(jié)能網(wǎng)絡(luò)拓撲,為網(wǎng)絡(luò)節(jié)省了部分鏈路能耗。仿真證實,這兩種算法雖然設(shè)計思想不同,但均能實現(xiàn)效果不錯的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能。其次,本文基于線卡能耗模型建立了的綠色節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)模型,其更關(guān)注于節(jié)能效率和實用性,目標是在保證網(wǎng)絡(luò)正常運行的情況下最小化網(wǎng)絡(luò)中鏈路和線卡的能耗。線卡作為路由器主要能耗部分,其開關(guān)狀態(tài)改變速度快且易于控制,因此針對線卡節(jié)能比整個路由器更具有實際意義。根據(jù)模型本文提出了一種啟發(fā)式算法,該算法在設(shè)計上傾向于更多地關(guān)閉耗能較多的線卡而非耗能較少的鏈路,通過鏈路權(quán)重調(diào)整最終設(shè)計出更具有實際意義且節(jié)能效果更好的節(jié)能拓撲。通過仿真對比多種算法和模型的節(jié)能效果發(fā)現(xiàn),該算法穩(wěn)定、節(jié)能效果好、適用范圍廣。最后,本文設(shè)計了一種核心網(wǎng)和接入網(wǎng)分離的節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和其部署方案,在該架構(gòu)中靈活運用了本文提出的節(jié)能解決方案。節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用支持多拓撲路由技術(shù)的能耗感知的路由器進行路由轉(zhuǎn)發(fā)和設(shè)備能耗控制,依靠綠色節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)來計算節(jié)能拓撲、及時做出節(jié)能決策以及監(jiān)控節(jié)能網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài),從而盡可能基于現(xiàn)有的協(xié)議與技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能。
【關(guān)鍵詞】：節(jié)能 IP網(wǎng)絡(luò) 權(quán)重設(shè)計 線卡
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 背景介紹12-13
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究13-16
• 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)能相關(guān)項目13-15
• 1.2.2 能耗感知的路由相關(guān)研究15-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 基本概念20-27
• 2.1 能耗模型20
• 2.2 動態(tài)路由技術(shù)20-22
• 2.3 權(quán)重調(diào)整算法22-26
• 2.3.1 模擬退火22-23
• 2.3.2 鄰域搜索23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于QOS的綠色節(jié)能方案27-46
• 3.1 問題描述與模型提出27-29
• 3.2 基于QOS的復(fù)合算法29-35
• 3.2.1 遺傳算法29-32
• 3.2.2 基于QoS的模擬退火32-34
• 3.2.3 算法總流程34-35
• 3.3 基于QOS的靜態(tài)節(jié)能權(quán)重設(shè)計算法35-39
• 3.3.1 鏈路關(guān)鍵性35-37
• 3.3.2 基于QoS的鄰域搜索37
• 3.3.3 算法總流程37-39
• 3.4 仿真測試39-44
• 3.4.1 仿真環(huán)境39-40
• 3.4.2 算法參數(shù)設(shè)定40-41
• 3.4.3 算法性能分析41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 基于線卡的綠色節(jié)能方案46-62
• 4.1 問題描述與模型提出46-48
• 4.1.1 ER_Optimal模型46
• 4.1.2 SR_Optimal模型46-48
• 4.2 基于線卡的靜態(tài)節(jié)能權(quán)重設(shè)計算法48-53
• 4.2.1 鏈路選擇算法50-51
• 4.2.2 鏈路權(quán)重調(diào)整算法51-53
• 4.3 仿真測試53-61
• 4.3.1 仿真環(huán)境53-54
• 4.3.2 對比算法54
• 4.3.3 優(yōu)化模型求解介紹54-55
• 4.3.4 算法參數(shù)設(shè)定55-56
• 4.3.5 仿真結(jié)果與分析56-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 綠色節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)部署62-70
• 5.1 綠色節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)62-63
• 5.2 基于多拓撲路由技術(shù)的能耗感知路由器63-64
• 5.3 節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)64-67
• 5.3.1 拓撲發(fā)現(xiàn)65
• 5.3.2 流量采集65-66
• 5.3.3 性能監(jiān)控66
• 5.3.4 節(jié)能控制66-67
• 5.3.5 信息通告67
• 5.4 綠色節(jié)能IP網(wǎng)絡(luò)部署方案67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 本文主要貢獻70-71
• 6.2 下一步研究方向71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-75
• 攻碩期間取得的研究成果75-76

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱世佳;一體化標識網(wǎng)絡(luò)綠色節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學;2013年

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本文編號：692243