面向核心网的多层网络能耗优化方法探讨

[摘 要]人类在进入到互联网时代之后，对互联网中的建设与日俱增，对于互联网的依赖性也越来越大，更多的人们倾向于在互联网上社交、购物、休闲等。但是与此同时，也给互联网的发展带来了巨大的能源消耗问题，因此这就需要在全球范围内实现核心网的多层网络能源优化。首先，要对多层网络进行简要的了解，包括其含义、特点。再者，对进行核心网的多层网络能耗优化的必要性进行分析。最后，对如何进行核心网的多层网络能耗优化进行深入研究。

[关键词]核心网；多层网络能耗；问题及解决策略

中图分类号：G72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0377-01

前言：近几年来，互联网络的发展的速度不断的提升，诸多的网络以及网络设备都在不断地扩大和产生，因此对于互联网的使用范围也较为广泛。而人们在互联网的帮助下，生产和生活都变得更加的便捷。但是人们对于互联网的应用中，显露出的弊端日益扩大化，比如在互联网的利用率较低、能源消耗过大等。诸多问题的出现，使得如何降低互联网能耗成为了人们日益关注的话题，其中就有人提出了较为科学合理的处理方式：多层网络能耗优化。只有对互联网的能源消耗进行优化，才可以不断地提高互联网的利用效率，进而促使互联网的可持续发展，最终使得整个社会获得可持续发展。

1、多层网络的简要分析

1.1 什么是多层网络

在现今这个社会，互联网已经成为了人类社会中不可缺少的一部分，生产生活中的方方面面都要用到互联网，为了将互联网的利用率提高，因此而研发出较为先进的多层网络交换机。多层网络交换机分为三大类别：二层交换机、三层交换机以及四层交换机。其中二层交换机是指：基于硬件的桥接进行的。三层交换机所处的平台则与二层交换机不同，它是基于硬件的路由选择来进行的，数据包的交换是在物理层面上进行的。四层交换机的工作原理，则是二层交换机和三层交换机的结合，既要使用第二层桥接还要基于路由选择。当互联网是基于硬件的桥接以及路由的选择工作时，将网络进行了一个较为有效的分层，就能够利用能量感知的路由达到网络能耗的降低，为互联网的减少部分的能源浪费。

1.2 多层网络的特性

多层网络交换机，通俗的来说：就是一个扩大网络的器材，可以使得更多的计算机连接到网络中，其具备有性价比较高、简单易行、高度灵活等特性。而为了研究面向核心网的多层网络能耗优化方法，需要提及的就是多层网络的节能特性。而针对于多层网络的节能研究，主要就是探究其对IPoverWDM网络，进行能量感知的路由以及光交换传输技术进行网络的分配业务以及调整疏导、旁通流量，促使更多的计算机能够互享网络。以此来达到降低互联网能耗。只有在互联网采取多层网络技术时，才能够使得整个网络的业务负载量和网络的能源消耗问题得以缓解，进而促使人们对互联网的利用率提高。

2、进行核心网多层网络能耗优化的必要性分析

2.1 现阶段中互联网能耗问题严重

科技的发展，给人类带来了较大的发展机遇，与此同时也给人类带来了自然环境的破坏以及能源消耗等危机。互联网发明以来，人们在互联网中发现了商机，也在互联网中获得了许多的社交生活等，但是却没有意识到互联网的能源消耗在不断地增加。很多的人都认为互联网的使用，并不存在有能耗问题，但是根据国际能源机构（IEA）的最新统计：互联网的能源消耗长期以来，都是呈现一个上升的趋势，并且这一趋势是势不可挡的。其中，仅是碳的排放量就已经占据了全球整个碳排放的百分之二，而且这一排放量在不断增加，到2020年时，则会翻一番。高碳排放就会致使环境破坏、空气污染、温室效应等问题。但是最近几年来，人们对于互联网的需求愈加多，因此有更多的网络运营商不断的进行投资，加设了更多的网络设备。因此互联网的能源消耗量呈现出只增不减的趋势。基于这样的环境问题下，如何提高人们对互联网的利用，减少网络设施的建设，逐渐成为了人们面临的一大挑战。

2.2 多层网络对能耗问题影响

在上述的多层网络交换机工作原理中，可以获知多层网络是基于路由的选择以及桥接对业务进行疏导和旁通，进而提高互联网的利用率。因此，多层网络对能耗问题的影响中，就包括对业务疏导和旁通的优化：当互联网中出现低流量时，多层网络就会根据实际情况进行疏导，就可以使得少数的链路传输进行合并，这样才能减少活动机框以及接口线卡。但是另一角度来说，多层网络对于互联网能耗的优化，一般是基于其分层数量来衡量的，比如二层网络交换的能耗优化效果就会略差于三层网络。然而三层网络的优势也不算特别显著，还需要进行不算的改善，因此现阶段中，任是二层网络交换机使用较广泛。由此可见，多层网络对于互联网能源消耗的降低来说，效果较为明显。因此在此后的工作中，就是不断地优化和完善多层网络模式，进一步降低互联网在使用时造成的能源消耗问题。

3、如何进行多层网络能耗优化

3.1 多层网络能耗优化推广

要想优化多层网络对互联网能耗问题的解决方法，首先就需要对多层网络进行较为广泛的推广。利用互联网等新媒体资源，进行多层网络的宣传，使得更多的人们和网络运营单位了解到多层网络的诸多优势。在这样的基础下，才能够诱导更多的互联网用户使用多层网络交换机，进而提高他们对于互联网的使用率。最终达到降低能耗的目的。再者说，只有多层网络的使用得到推广，才能够在更多用户使用的基础上研发出更为有效的多层网络交换形式，使得多层网络更加的完善，可以为互联网的能耗中获得更为有效的助力。

3.2 优化建模分析

对多层网络进行优化中，除去要进行广泛的推广外，还需要从其自身出发，进行技术层面上的完善，这就包括了多层网络的建模优化。多层网络对互联网业务进行疏导和旁通时，存在有一定的模式，而建模的优化也就意味着多层网络的优化。在多层网络中进行IP层、TDM层和光层结构的建立，既是ITO模型。ITO模式是对互联网进行三层网络的使用，相较于二层网络来说，存在有较大的复杂性：解空间随着整数变量数量组合增长。也就是这样的复杂性，使得ITO模式，在对于网络业务流控制以及资源的配置中，更加的可靠和有效，并且能够将闲置的模块进入到睡眠模式，以此来减少能源消耗。

3.3 节能机制建立

在对多层网络的优化中，还需要进行节能机制的建立。第一，多粒度的模块睡眠：既是在接口闲置时，接口即可进入到睡眠状态；而当线卡中包含的接口都进入到睡眠状态时，线卡也将进入到睡眠；机框中的线卡都处于闲置状态下，机框也会进行睡眠模式的开启。因此在互联网的流量业务处于空闲时，多层网络的多粒度模块就会诱导接口、线卡以及机框进入到睡眠状态，在一定程度上来讲，这样的节能机制对于能耗问题有着较大的帮助。当互联网处于运行状态下，并不是闲置时，也需要进行节能机制的建立。既是业务到接口/线卡的动态映射的建立：由于互联网中业务的时变特性，就导致了网络设备的活跃接口和线卡进行零散性的分布，而通过接口和线卡的动态映射，则可以将所以的活跃接口和集中到单个线卡中，而线卡将会集中分布于某一个机框中。集中性质的进行线卡和接口的处理，这样才能够促使互联网中能耗降低。

4、结语

多层网络的使用在现阶段中，使用还不算广泛，但是运行中的多层网络着实给互联网的能源消耗问题带来了新的发展机遇。因此这就要求对多层网络进行不断地推广。除此之外，还需要不断地优化对多层网络的建设，通过节能机制和ITO模式的建立，进一步完善多层网络。互联网的能耗问题得到缓解，才能够带动整个互联网业务的发展，为人类的生产和生活带来更多的便捷之处。

参考文献

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