云计算和视频数据业务需求的飞速增加,使得数据中心的数量和规模急剧增加,进而导致数据中心的能耗随之增加。然而,巨大的能耗开销限制了数据中心的发展,于是数据中心节能成为研究的热点。当前已有大量的工作研究了数据中心网络的节能问题。比如,从时间的角度上,提出排他性路由算法避免链路共享缩短流的传输时间,或者,从功率的角度找到一个尽可能少的网络设备集合来满足流量请求,同时关闭不必要的网络设备,从而达到节能的目的。这些已经提出的算法在一定程度上减少了网络能耗,提高了网络性能。然而,它们仅从时间的角度或者功率的角度研究网络能耗,且忽略了设备激活能耗和规则安装能耗。针对这些问题本文研究了如下内容:(1)本文研究了联合功率和时间最小化网络能耗问题。本文首先分析了网络中交换机和网络能耗的特点,构建了最小网络能耗(MNEC)问题,并分析了该问题的复杂度,证明了MNEC问题是一个NP难问题。随后,本文提出了一个具有低时间复杂度的联合时间功率算法(ITP)算法。该算法综合了链路共享避免算法和交换机聚合算法。其中,交换机聚合算法根据交换机能耗远远大于链路能耗的特点,将流量聚合在尽可能少的交换机上,减少了交换机的使用个数,从而减少功率的消耗。链路共享避免算法通过让流单独占用链路,避免链路的共享,提高了链路利用率,缩短了流的传输的时间。所以,ITP算法综合了功率和时间两个方面,减少了网络能耗。在实验中,本文比较了ITP算法和最优解贪婪算法的节能效果和求解时间,结果显示:ITP算法的节能效果能够很好的接近最优解,相比于最优解贪婪算法,ITP算法能够大大缩短最优解的求解时间。与最新的两个节能算法相比,ITP算法能够大大减少网络能耗,缩短流的完成时间。(2)本文为了进一步减少网络能耗,从流的角度来分析网络能耗特点,将网络能耗分为数据传输能耗、规则安装能耗和设备激活能耗三部分。前期大量的研究工作仅优化了数据传输能耗,忽略了设备激活能耗和规则安装能耗,然而,设备激活能耗和规则安装能耗占据了总能耗的重要部分,不能被忽略。本文构建了一个联合优化设备激活能耗、规则安装能耗和数据传输能耗的问题,并证明了该问题是一个NP完全问题。随后,本文提出了一个绿色网络(GN)算法,为每条流生成一个加权图,通过在该图中寻找最小加权路径找到最小网络能耗路径。在实验中,本文比较了GN算法和利用Gurobi求解的最优解之间的节能差距和求解时间差距,实验结果表明:相比于求解最优解,GN算法可以很好地接近最优的能耗,并且能够大大缩短路径规划的计算时间。本文比较了GN算法和两个最新的节能算法,结果表明,GN算法相比于之前的算法,能够大大缩短每条流的完成时间,减少网络能耗。