基于自適應鏈接速率的網(wǎng)絡路由能耗優(yōu)化策略研究.pdf

1、降低網(wǎng)絡系統(tǒng)能耗構建綠色網(wǎng)是當前計算機領域絡迫切需要解決的關鍵問題。目前有線網(wǎng)絡鏈路的以太網(wǎng)接口的能耗占整個有線網(wǎng)絡系統(tǒng)總能耗的很大一部分,但是大多數(shù)時間網(wǎng)絡鏈路的利用率卻并不高。而自適應鏈接速率技術(Adaptive Link Rate,ALR)作為一種動態(tài)適應的重要節(jié)能手段,能夠有效地根據(jù)網(wǎng)絡負載動態(tài)調(diào)節(jié)鏈路傳輸速率以降低網(wǎng)絡系統(tǒng)能耗。從全局路由的角度對自適應鏈接速率技術相關的控制策略以及路由策略進行分析研究顯然對構建綠色環(huán)保、低浪

2、費、高能效的下一代節(jié)能網(wǎng)絡具有非常重要的實際意義。
　　首先,本文從網(wǎng)絡局部的角度對自適應鏈接速率控制策略進行了研究分析。根據(jù)數(shù)據(jù)在鏈路中的傳輸過程提出了一種處理域模型。在該模型的基礎上,制定了一種具有滯后性的速率切換控制策略,然后并運用排隊論、馬爾可夫鏈模型等相關的理論知識,推導出了傳輸過程中鏈路所有工作狀態(tài)的概率分布以及傳輸過程當中傳輸速率的切換頻率。同時還對該策略在其數(shù)值上進行了分析,結果表明該種滯后速率切換控制策略在保證系

3、統(tǒng)的處理性能滿足需求的前提下具有較好的節(jié)能效果。
　　然后,在滯后速率切換控制策略的基礎上,以網(wǎng)絡系統(tǒng)總能耗最小化為目標,利用推導出的相關結論構建出了一個全局網(wǎng)絡路由調(diào)度的規(guī)劃問題。由于該規(guī)劃問題屬于NP-難問題,無法直接求得其最優(yōu)路由。為了確保策略在執(zhí)行層面上具有可行性,本文給出了一種基于蟻群算法的分布式節(jié)能路由算法。在仿真實驗中,文本將其路由策略與其他節(jié)能路由策略在能耗和延遲方面進行了對比,結果表明本文提出的路由能耗優(yōu)化算法能