论文部分内容阅读
信息通信技术的发展为人们的生活提供了便利,但同时带来了巨大的能源浪费。网络虚拟化技术允许在共享的底层网络上运行多个虚拟网络资源,从而提高底层网络的能源效率。当前网络虚拟化的关键技术是虚拟网络映射(VNE),它主要解决为虚拟网络请求分配底层网络资源的问题。先前研究的虚拟网络映射的主要目标是通过在同一底层资源上容纳尽可能多的虚拟网络请求(VNR),从而使互联网服务供应商(ISP)的收益最大化。后来,随着研究工作的不断深入以及能耗问题的日益突出,研究人员开始在映射算法中考虑网络的能耗问题,设计基于能效优化的虚拟网络节能方案。文章首先介绍了网络虚拟化和虚拟网络节能方案的技术背景,对节能技术进行分级讨论,分析了休眠机制、动态适应、比例计算、选择性连接和网络等级化这几种节能方法。然后,基于这些方法,文章研究了基于网络设备开启数量最小化的能源感知虚拟网络映射节能方案,提出了启发式算法EA-VNE和元启发式近似最优算法EA-VNE-EPSO。EA-VNE的思路是优先选择电力价格低且已被开启的底层资源作为映射目标,主动休眠未被使用的节点和链路。EA-VNE-EPSO基于粒子群优化算法(PSO),将VNE方案视作PSO中的粒子,粒子们通过跟踪个体极值和全局极值进行更新,经过迭代过程,最终找到一个VNE近似最优解。实验结果表明,该方案在长期收益、能耗和运行时间等方面体现了更显著的性能优势。接着,以包含数据中心的光网络为例,文章研究了实时能源优化虚拟网络映射方案,优化了数据中心的能源效率,在链路映射中考虑光实体层。设计了启发式算法REOViNE,将VNR节点分组,根据节点CPU容量执行节点映射,采用最小跳数算法执行链路映射。实验结果表明,当VNR的数量和负载符合一定条件时,该方案在能耗和VNR接受率方面有更好的表现。