基于自適應(yīng)鏈接速率的網(wǎng)絡(luò)路由能耗優(yōu)化策略研究.pdf

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

2、費、高能效的下一代節(jié)能網(wǎng)絡(luò)具有非常重要的實際意義。
　　首先,本文從網(wǎng)絡(luò)局部的角度對自適應(yīng)鏈接速率控制策略進(jìn)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(chǔ)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(guān)的理論知識,推導(dǎo)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(dāng)中傳輸速率的切換頻率。同時還對該策略在其數(shù)值上進(jìn)行了分析,結(jié)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(chǔ)上,以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總能耗最小化為目標(biāo),利用推導(dǎo)出的相關(guān)結(jié)論構(gòu)建出了一個全局網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行了對比,結(jié)果表明本文提出的路由能耗優(yōu)化算法能