Page 316 - 《软件学报》2020年第9期

张金宏 等:面向主干网的网络级绿色节能机制 2937

(3) 在所有情形下,SRCF-G 和 SPT-G 的功耗分别比 SRCF 和 SPT 有较大幅度的降低,尤其是在低流量负
载下降幅最大,在 CERNET2,GéANT 和 INTERNET2 拓扑下分别为 30.8%,19.3%,24%和 42.4%,18.2%,
17.2%;而在高负载情形下差距不明显,在 CERNET2,GéANT 和 INTERNET2 拓扑下分别为 1.29%,
1.9%,1.4%和 3.25%,1.82%,2.96%.
对于情况(1):首先,SRCF-G 使得网络在全局视图下,能够以最小剩余容量路径和尽量复用已开启网元的原
则路由每个流量需求,且在局部视图下每条边的内部采用 G-BFD 算法使得开启的物理链路数最小,这样得到一
个在所有机制中最小的网络子图路由全部流量需求;其次,SRCF 和 SPT 因缺少在局部视图下的流量分配阶段
而开启较多的物理链路,使得它们功耗分别高于 SRCF-G 和 SPT-G;再次,SPT-G 的功耗始终大于 SRCF,这表明
全局路由算法对节省功耗的贡献大于在局部视图下的流量分配策略;最后,SOPF 和 MSPF 的功耗最高,这是因
为它们都是基于最少跳数的路由机制,相比于复用已开启网元的 SRCF-G 和 SRCF 以及直接以功耗为边权重的
SPT-G 和 SPT,它们开启了更多的网元.
对于情况(2):在拓扑复杂度和流量负载较低时,采用多路径路由的 MSPF 与采用单路径路由的 SOPF 相比
开启了较多的网元;随着拓扑复杂度和流量负载的不断升高,更多的网元不断被开启,SOPF 的单路径优势逐渐
被削弱,而 MSPF 多路径路由的优势逐渐显现出来,较 SOPF 更加均匀地在网元间路由流量需求,这使得其功耗
最终低于 SOPF.
对于情况(3):这主要是由于低负载情形下,G-BFD 算法将零散的流量分配到极少数物理链路上进行传输,
使得大量的剩余空闲物理链路得以休眠,从而获得尽可能多的节能收益,而随机流量分配策略在传输相同的流
量时使用较多物理链路,相比之下,剩余空闲物理链路数目较少,导致网络功耗较大.而在高负载情形下,各边中
的物理链路利用率近乎饱和,局部视图下的流量分配策略在此时的作用十分有限,这导致各机制网络功耗之间
差距不明显.

250 500 低负载
400
200
网络功耗（kW） 150 低负载 网络功耗(kW) 300 中负载
中负载
高负载
高负载
100
200
50
0 100 0
SPT SPT-G SOPF MSPF SRCF SRCF-G SPT SPT-G SOPF MSPF SRCF SRCF-G
路由机制 路由机制
(a) CERNET2 (b) GéANT

700
600
低负载
网络功耗(kW) 400 中负载
500
高负载
300
200
100
0
SPT SPT-G SOPF MSPF SRCF SRCF-G
路由机制
(c) INTERNET2

Fig.6 Comparisons on network power consumption
图 6 网络功耗对比