一种面向主干网的器件级动态功率感知节能机制

摘要

随着互联网流量逐年递增,网络功耗正以惊人的速度攀升,由此激增的碳足迹导致的温室效应等环境问题也引起了全球范围内的持续关注,尤其是在流量汇聚之后的主干网,这些问题更为突出.传统互联网资源的过供给原则进一步加剧了这种严峻的状况.鉴于此,面向主干网提出了一种器件级动态功率感知节能机制.该机制首先对节点入流量大小进行动态短期预测,进而采用细粒度的端口数转换算法确定需要调整的端口数目,之后依据休眠唤醒规则和速率调节规则控制相应的端口进行功率状态的转换,最后采用层次调度算法进行分组的调度.在实现方面,基于3个典型主干网中的真实流量分布轨迹,确定了预测参数,测试了功效随负载变化的比例性,探索了采用不同的预测时隙序列以及不同的流量负载计数器数目对负载预测准确度的影响,分析了可能出现的流量负载预测过估计误差和低估计误差对功耗和性能产生的影响,讨论了在不同应用场景下功效与实际性能之间的权衡.结果表明:提出的器件级功控机制能够动态、细粒度和比例性地控制各网元功耗,具有显著的节能收益.