Page 320 - 《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 2941

过最短路径路由所有流量需求而产生网络子图,然后使用贪婪启发式算法对子图中的每条边进行逐一试探,以
判断其中的物理链路是否可以被关闭,在最后还需进一步执行贪婪启发式检验阶段——通过不断恢复已关闭
物理链路而检验是否可以关闭更多的物理链路,这个阶段有着与先前路由阶段相同的运算复杂度,因此运行时
间也较长.
对于情况(2)~情况(4):随着网络拓扑复杂度和流量负载的增加,MSPF 和 SOPF 中的贪婪启发式算法运算开
销迅速攀升,使得这两个机制的运行时间急剧恶化(其中,多路径路由的 MSPF 尤为严重),直至超过 SRCF 和
SRCF-G.
对于情况(5):我们能够得出结论:运算复杂度越高的机制,运行时间增长/减少率越依赖于网络拓扑复杂度
和流经其上的流量负载变化,敏感性越高.

1600 2500
1400
2000
1200
运行时间(ms) 800 低负载 运行时间(ms) 1500 低负载
1000
中负载
中负载
1000
600
高负载 高负载
400
500
200
0 0
SPT SPT-G SOPF MSPF SRCF SRCF-G SPT SPT-G SOPT MSPT SRCF SRCF-G
路由机制 路由机制
(a) CERNET2 (b) GéANT
3500
3000
2500
运行时间(ms) 2000 低负载
1500
中负载
1000 高负载
500
0
SPT SPT-G SOPT MSPT SRCF SRCF-G
路由机制
(c) INTERNET2
Fig.10 Comparisons on running time
图 10 运行时间对比

5 总 结

本文从网络级粒度出发,研究了主干网绿色节能机制.本文设计了基于捆绑链路的功率感知功耗模型;提出
了一种全局路由算法——SRCF 算法,这使得我们得到一个初步的网络子图,完成了初步的节能;之后,进一步提
出了一种在捆绑链路内部的局部流量分配算法——G-BFD 算法,这使得在每条捆绑链路内部开启的物理链路
数最小.这样,我们得到了一个更小的网络子图,完成了进一步的节能.此外,本文提出的机制在节能的同时兼顾
用户 QoS 需求,在提供 QoS 保证的前提下,尽可能最大化节能收益.在机制测评中,从网络功耗和网络性能(平均
路由跳数、物理链路关闭数目、路由成功率和运行时间)方面对本文机制进行了全面评估.仿真结果表明:相比
其他机制,本文机制在平均路由跳数和运行时间上略有增加,但在其他方面优势明显,尤其在低负载时节能效果
显著.