基于软件定义数据中心网络的节能路由算法
计算机研究与发展ＤＯＩ：１０．７５４４桙ｉｓｓｎ１０００‐１２３９．２０１５．２０１４８４１９ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ５２（４）：８０６８１２，２０１５ 收稿日期：２０１４－１２－２４；修回日期：２０１５－０３－０２
基金项目：国家自然科学基金项目（６１１７３１７０）基于软件定义数据中心网络的节能路由算法
董 仕
１ 李瑞轩１ 李晓林２１
（华中科技大学计算机科学与技术学院 武汉 ４３００７４）２（佛罗里达大学电气与计算机工程系 佛罗里达州 盖恩斯维尔３２６１１）
（ｎｊｂｓｏｋ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ）
ＥｎｅｒｇｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔＲｏｕｔｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄＤａｔａＣｅｎｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋ
ＤｏｎｇＳｈｉ１，ＬｉＲｕｉｘｕａｎ１，ａｎｄＬｉＸｉａｏｌｉｎ２１
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４）２（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｌｏｒｉｄａ，Ｇａｉｎｅｓｖｉｌｌｅ，ＦＬ３２６１１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｓａｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｄａｔａｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｕｓｅｒｓ，ａｎｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｇｒｅａｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓ．Ｍａｎｙｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｅｎｅｒｇｙ‐ｓａｖｉｎｇｍｏｄｅｌｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｆｒｏｍｔｈｅａｎｇｌｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｒｏｕｔｉｎｇ，ａｎｅｗｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｔｓｂａｓｉｃｉｄｅａｉｓｆｉｒｓｔｌｙｔｏｍａｋｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｎｔｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｅｎｅｒｇｙ‐ｓａｖｉｎｇｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｍｂｉｎｅｄｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｗｉｔｈｂａｎｄｗｉｄｔｈｌｉｍｉｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｎｅｔｗｏｒｋａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｒｅｆｕｌｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｆｏｒｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄａｔａｃｅｎｔｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．Ｓｏｍｅｕｓｅｆｕｌｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ，ｗｈｉｃｈｌａｙａｓｏｌｉｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｏｕｔｉｎｇ；ｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇ；ｓｏｆｔｄｅｆｉｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋ摘 要 由于数据中心网络是云计算和下一代网络技术的平台和基础设施，日益增长的网络数据在满足用户需求的同时，也大幅增加了数据中心的能耗．许多针对数据中心网络的节能策略被提出，多数采用硬件与软件相结合的策略来完成节能模型的设计．为了进一步降低能耗，从网络负载均衡和节能路由设计的角度提出了一种新的节能路由算法，其基本思想是首先对负载均衡进行量化分析，然后提出带宽限定的负载均衡与节能相结合的节能路由算法，充分考虑到网络整体的可达性和可靠性．该算法为数据中心节能提供了一种新的视角．通过与传统的节能路由作比较，验证了该算法能够在保证较高网络可靠性的同时能耗较低．通过对实验数据的分析和解释得到了若干有益的结论，为进一步的研究工作奠定了基础．
关键词 数据中心网络；
节能路由；负载均衡；软件定义网络中图法分类号 ＴＰ３９１