تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,304 |
تعداد مقالات | 15,929 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,200,891 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,976,800 |
کاهش مصرف توان در سوئیچهای Openflow با روش تنظیم فرکانس | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 27، دوره 49، شماره 3 - شماره پیاپی 89، آذر 1398، صفحه 1273-1282 اصل مقاله (1.81 M) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
نویسنده | ||
علی قیاسیان* | ||
دانشکده فنی و مهندسی- دانشگاه شهرکرد | ||
چکیده | ||
با توجه به افزایش نقش صنایع مرتبط با فناوری اطلاعات و ارتباطات در تولید گازهای گلخانهای، مدیریت مصرف توان تجهیزات سختافزاری در بستر شبکههای انتقال داده بسیار موردتوجه قرارگرفته است. میزان مصرف توان تراشههای استفادهشده در این تجهیزات بهطور مستقیم با فرکانس کار آن تراشهها مرتبط است. ازاینرو یکی از راهکارهای کاهش مصرف توان این وسایل، تنظیم فرکانس کار آنها بر اساس بار ترافیک شبکه میباشد. در این مقاله، چنین راهکاری بهصورت یک مسئله بهینهسازی MILP در چارچوب معماری شبکه SDN و برای مجموعهای متشکل از سوئیچهای Openflow که بر روی FPGA پیادهسازی شدهاند، اعمالشده است. برای این منظور ابتدا با انجام آزمایشهای میدانی نمودار مصرف توان یک سوئیچ برحسب نرخ ترافیک و فرکانس کار آن استخراج گردیده است. سپس با حل مسئله بهینهسازی ارائهشده بر روی یک شبکه زیرساخت با دادههای واقعی استخراجشده از SNDlib و مقایسه نتایج حاصل با دو روش متداول دیگر در این حوزه، نشان دادهشده است که روش پیشنهادی بیش از 37% مصرف توان را کاهش میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
توان؛ انرژی؛ سوئیچ؛ بهینهسازی؛ Openflow؛ SDN؛ FPGA؛ شبکه کامپیوتری؛ تنظیم فرکانس | ||
مراجع | ||
[1] L. Chiaraviglio, M. Mellia, and F. Neri, “Minimizing ISP Network Energy Cost: Formulation and Solutions,” IEEE/ACM Trans. Netw., vol. 20, no. 2, pp. 463–476, Apr. 2012. [2] B. Addis, A. Capone, G. Carello, L. G. Gianoli, and B. Sansò, “Energy management in communication networks: a journey through modelling and optimization glasses,” arXiv Prepr. arXiv1507.02636, vol. 92, pp. 76–94, 2015. [3] E. Gelenbe and Y. Caseau, “The impact of information technology on energy consumption and carbon emissions,” Ubiquity, vol. 2015, no. June, pp. 1–15, 2015. [4] Open Networking Foundation, "Software-Defined Networking: The New Norm for Networks", Internet: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/openflow/wp-sdn-newnorm.pdf, Apr. 2012. [5] “NetFPGA 10 G openflow switch.” https://github.com/NetFPGA/NetFPGA-public/wiki/NetFPGA-10G-OpenFlow-Switch, 12 Jul 2012. [6] OpenFlow, "OpenFlow Switch Specification Version: 1.1.0", Internet: http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf, FEB 28, 2011 [7] I. Takouna, W. Dawoud, and C. Meinel, “Accurate mutlicore processor power models for power-aware resource management,” Proc. - IEEE 9th Int. Conf. Dependable, Auton. Secur. Comput. DASC 2011, pp. 419–426, 2011. [8] E. Gelenbe and Y. Caseau, “The impact of information technology on energy consumption and carbon emissions,” Ubiquity, vol. 2015, no. June, pp. 1–15, Jun. 2015. [9] B. Addis, D. Belabed, M. Bouet, and S. Secci, “Virtual network functions placement and routing optimization,” 2015 IEEE 4th Int. Conf. Cloud Netw., pp. 171–177, 2015. [10] F. Giroire, J. Moulierac, and T. K. Phan, “Optimizing rule placement in software-defined networks for energy-aware routing,” in 2014 IEEE Global Communications Conference, pp. 2523–2529, 2014. [11] J. Chabarek, J. Sommers, P. Barford, C. Estan, D. Tsiang, and S. Wright, “Power Awareness in Network Design and Routing,” in IEEE INFOCOM 2008 - The 27th Conference on Computer Communications, pp. 457–465, 2008. [12] R. Bolla et al., “Cutting the energy bills of Internet Service Providers and telecoms through power management: An impact analysis,” Comput. Networks, vol. 56, no. 10, pp. 2320–2342, Jul. 2012. [13] R. Bolla, R. Bruschi, A. Carrega, and F. Davoli, “Green Networking With Packet Processing Engines: Modeling and Optimization,” IEEE/ACM Trans. Netw., vol. 22, no. 1, pp. 110–123, Feb. 2014. [14] W. Fisher, M. Suchara, and J. Rexford, “Greening backbone networks,” in Proceedings of the first ACM SIGCOMM workshop on Green networking - Green Networking ’10, p. 29, 2010. [15] G. Lin, S. Soh, K.-W. Chin, and M. Lazarescu, “Efficient heuristics for energy-aware routing in networks with bundled links,” Comput. Networks, vol. 57, no. 8, pp. 1774–1788, 2013. [16] G. Dhiman, G. Marchetti, and T. Rosing, “vGreen,” in Proceedings of the 14th ACM/IEEE international symposium on Low power electronics and design - ISLPED ’09, p. 243, 2009. [17] I. Hwang and M. Pedram, “A Comparative Study of the Effectiveness of CPU Consolidation Versus Dynamic Voltage and Frequency Scaling in a Virtualized Multicore Server,” IEEE Trans. Very Large Scale Integr. Syst., pp. 1–14, 2015. [18] Jian Tang, B. Mumey, Yun Xing, and A. Johnson, “On exploiting flow allocation with rate adaptation for green networking,” in 2012 Proceedings IEEE INFOCOM, pp. 1683–1691, 2012. [19] J. Galán-Jiménez and A. Gazo-Cervero, “Using bio-inspired algorithms for energy levels assessment in energy efficient wired communication networks,” J. Netw. Comput. Appl., vol. 37, pp. 171–185, 2014. [20] C. Gunaratne, K. Christensenf, and B. Nordman, “Managing energy consumption costs in desktop PCs and LAN switches with proxying, split TCP connections, and scaling of link speed,” Int. J. Netw. Manag., vol. 15, no. 5, pp. 297–310, Sep. 2005. [21] “IEEE 802.3.az.” [Online]. Available: http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.3az-2010.html, 2010. [22] Junqing Sun, G. D. Peterson, and O. O. Storaasli, “High-Performance Mixed-Precision Linear Solver for FPGAs,” IEEE Trans. Comput., vol. 57, no. 12, pp. 1614–1623, Dec. 2008. [23] M. Ejlali, M. A. Montazeri, H. Saidi, and A. Ghiasian, “Design and implementation of a shared memory switch fabric,” 6th Int. Symp. Telecommun., pp. 721–727, Nov. 2012. [24] “NetFPGA.” [Online]. Available: http://netfpga.org, 2008. [25] J. Naous, D. Erickson, G. A. Covington, G. Appenzeller, and N. McKeown, “Implementing an OpenFlow switch on the NetFPGA platform,” in Proceedings of the 4th ACM/IEEE Symposium on Architectures for Networking and Communications Systems - ANCS ’08, pp. 1–9, 2008. [26] پ دری، ع قیاسیان، ح سعیدی، «طراحی و پیادهسازی رمزنگار AES در بستر FPGA برای خطوط پرسرعت»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 46، شماره 1، 153-167، 1395 [27] D. S. May, V. Fpgas, and V.- Fpga, “Virtex-5 FPGA Data Sheet: DC and Switching Characteristics,” vol. 152, pp. 1–65, 2013. [28] “NetFPGA 10G openflow switch.” [Online]. Available: https://github.com/NetFPGA/NetFPGA-public/wiki/NetFPGA-10G-OpenFlow-Switch, 12 Jul 2012. [29] PCIEXT-64U-Live insertion PCI bus extender. [Online]. Available: https://datasheets.globalspec.com/ps/4183/ULTRAVIEW/65FDC0D4-20E9-409D-8910-CB3B50654744, 2016. [30] “SndLib.”, Library of test instances for survivable fixed telecommunications network design, http://sndlib.zib.de/home.action?show=/dynamicmatrices.overview.action%3Fframeset, 2011. [31] R. G. Garroppo, S. Giordano, G. Nencioni, and M. G. Scutellà, “Mixed Integer Non-Linear Programming models for Green Network Design,” Comput. Oper. Res., vol. 40, no. 1, pp. 273–281, Jan. 2013. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 474 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 363 |