基于網絡拓撲的IP骨干網魯棒能效路由算法仿真與實現.pdf

1、近年來互聯網飛速發(fā)展，給人們的生活帶來巨大的變化，與此同時也帶來了高能耗、低利用率和巨大的能源浪費問題，這與節(jié)能減排的時代背景相悖，且能耗問題已經成為制約互聯網和通信行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。傳統IP骨干網設計遵循資源過提供和冗余設計原則，這兩種設計原則有利于互聯網的可靠性，能夠提高用戶體驗，但是帶來的能耗問題也是不容忽視的。網絡能效問題成為當前IP骨干網的研究熱點，本文研究IP骨干網絡中的高能效路由策略，改善網絡性能并提高網絡能效。<

2、br>　　實際網絡中的流量隨時間不斷變化，并且流量數據大體成晝夜性周期變化，白天網絡中的流量明顯高于夜晚?，F階段的能效組網技術根據網絡流量的周期性，可以在網絡流量較低的時候，將網絡中利用率低的鏈路進行休眠，從而節(jié)約網絡能耗，提高網絡的能源效率。在保證網絡性能的前提下，降低發(fā)送單位信息量的網絡能耗，實現“能效網絡”是未來互聯網領域的研究熱點。休眠策略能夠利用網絡中的流量特性，將負載低的鏈路休眠，進而直接降低網絡能耗。魯棒能效路由策略是一種

3、間接節(jié)能的方法，由于網絡的能耗與信息量有關，魯棒的路由策略能夠提高網絡成功傳送信息的概率，進而提高了單位能耗發(fā)送的有效信息量，從而實現高能效網絡。本文基于網絡拓撲對網絡鏈路進行休眠，開展了針對IP骨干網的能效機制研究。
　　本文主要通過兩方面實現能效網絡，一是休眠策略，二是能效路由策略。提出了三種基于網絡拓撲的魯棒能效路由算法，分別是基于最大化鏈路休眠集合的魯棒能效路由算法(OSRE)、基于代數連通性和中間狀態(tài)的魯棒能效路由算法(

4、ABRE)、分布式SPT迭代的魯棒能效路由算法(DSPTI)。OSRE算法是將休眠鏈路問題轉化為最優(yōu)化問題來求解，通過啟發(fā)式算法獲得的解有可能是局部最優(yōu)解，而不是全局最優(yōu)解，且算法時間復雜度較高。為此本文提出了ABRE算法，該算法將休眠策略直觀的表示為休眠具體鏈路，通過判斷網絡的連通性來決定是否可以休眠當前鏈路。但是OSRE和ABRE算法的休眠策略中都未能考慮到網絡的性能，進而本文中又提出了DSPTI算法。該算法將休眠策略與網絡性能約束