基于有向无环图的互联网域内节能路由算法

互联网在快速发展的过程中面临新的挑战,其中网络能耗问题尤为突出。学术界提出了大量用于 解决网络能耗问题 的方案,然而这些方案都考虑了网络中的实时流量数据,计算复杂度较高,不利于实际部署。对此,提出一种基于有向无环图的互联网域内节能路由算法(Energy-efficient Intra-domain Routing Algorithm Based on Directed Acyclic Graph,EEBDAG),该方法 利用有向无环图来解决因链路关闭造成的路由环路和网络性能下降等问题, 仅须考虑网络拓扑结构,不需要考虑网络中的实时流量数据 。实验结果表明,EEBDAG不仅具有较低的节能比率,而且具有较低的链路利用率,为ISP解决互联网节能问题提供了一种全新的方案。     

基于代数连通度的域内节能路由算法

通过节能路由算法减少网络能耗是网络中需要解决的一个关键性的科学问题。如今已有的节能方案都是在已知流量矩阵的前提下研究网络节能,由于实时流量难以获取,使得这些方案都难以在实际中部署。因此,文中提出一种基于代数连通度的域内节能方案(Intra-domain Energy Efficient Routing Scheme Based on Algebraic Connectivity,EERSBAC)。EERSBAC不需要网络中的实时流量矩阵,仅依靠网络中的拓扑结构就可以实现节能。首先,提出链路关键度模型,利用链路关键度模型计算出网络中所有链路的重要程度;然后,提出代数连通度模型,利用代数连通度模型可以定量的衡量网络的连通性能。实验结果表明,EERSBAC不仅能够降低网络能耗,而且具有较小的路径拉伸度。     

基于能耗指导分布式网络分簇路由优化设计

针对传统能耗管理和路由设计模型不能对非均匀分布的异构网络进行自适应能量补给和能量均衡分配的问题,提出一种基于能耗指导的分布式网络分簇路由优化设计方案。对网络模型进行构建,设计异构非均匀分布式网络的能量采集模型和能量消耗模型,以最小网络能耗均衡为指导,设计出优化的网络分簇路由算法。得到基于能耗指导模型的分布式网络路由优化数据分发机制,使网络能耗最低,节点存活性最好,且性能最高。实验结果表明,采用该算法进行分布式网络能耗指导,实现分簇路由优化设计,能够显著降低网络的能耗,有效提高网络生存期和覆盖率,分布式网络的吐吞量也得到提高。     

可充电无线传感网络能量均衡路由算法

针对可充电无线传感网络中的能量均衡路由问题,提出在稳定功率无线充电和监测数据收集网络场景下的多路径路由算法和机会路由算法,以实现网络的能量均衡。首先,通过电磁传播理论构建了无线传感节点的充电和接收功率关系模型;然后,考虑网络中无线传感节点的发送能耗和接收能耗,基于上述充电模型将网络能量均衡的路由问题转化为网络节点运行时间的最大最小化问题,通过线性规划得到的各链路流量用以指导路由中数据流量分配;最后,考虑一种更加现实的低功耗的场景,并提出了一种基于机会路由的能量均衡路由算法。实验结果表明,与最短路径路由（SPR）和期望周期最短路由（EDC）算法相比较,所提出的两种路由算法均能有效提高采集能量的利用率和工作周期内的网络生命周期。     

WSN中基于位置预测的地理路由算法

为了提高高动态无线传感器网络的通信性能,提出了一种新的地理路由方案(Efficient Geographic Routing Scheme Based on Location Prediction and Energy Saving,LPESGR)。首先,给出了ESGR节能地理路由算法和GPS与RSSI相结合的节点定位及预测算法;然后,在两个算法的基础上提出了一种基于能源高效性的路由实时搜索算法来搜索能源消耗最小的实际路由;最后,提出了一种新的路由空洞解决方案,该方案避免了传统方案中的不足。除此之外,为提高能量利用率,降低路由中断概率,提出了一种新的基于信号传送距离预测结果的功率实时调整方案。仿真结果表明,所提方案可以有效减小网络能耗并提高数据传输成功率。     

一种节能的基于定位的传感器路由算法

基于定位的无线传感器路由算法普遍存在节点能耗过快及能耗不均衡的问题。借鉴SELAR算法的思想,提出一种节能的定位路由算法EELAR。该算法通过选取转发代价最小节点作为中继节点实现数据转发,而转发代价由节点位置和能耗综合计算得出。针对能耗问题,该算法还引入了睡眠机制,节点根据自身能耗随机睡眠。实验证明,该算法使无线传感器网络能耗更均衡,能有效延长整个网络的生存时间。     

基于软件定义数据中心网络的节能路由算法

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。     

基于网络熵的域内节能路由方案

减少网络能耗和建立绿色网络已经成为学术界和工业界研究的关键科学问题。已有的节能方案均在已知流量矩阵的前提下展开研究,但是获得实时流量数据并不容易。因此,文中研究了如何在未知流量矩阵的情况下降低网络能耗,提出了一种基于网络熵的域内节能路由方案(Intra-domain Energy Efficiency Routing Scheme Based on Network Entropy,EERSBNE),该方案通过关闭网络中的链路来实现节能的效果。首先提出了链路关键度模型和网络熵模型,然后根据链路关键度计算网络中所有链路的重要程度,最后根据链路的重要性和网络熵模型依次关闭网络中的链路。实验结果表明,该算法在降低网络能耗的同时不会引入较大的路径拉伸度。     

粮情监测系统传感器网络的混合路由算法

无线粮情监测系统传感器节点的立体晶格结构提供了有效的位置信息,针对LEACH协议簇内单跳能耗不均衡的问题,提出了一种O(n)复杂度的混合路由算法,该算法以网络能耗均值为阈值确定多跳节点,根据网络能耗均值和最低转发能耗选择最佳转发节点。仿真实验表明该混和路由算法降低了能耗方差,延长了网络生存时间,适用于无线粮情监测系统。     

基于分层小生境蚁群算法的WSN中QoS组播路由研究

针对无线传感网络(WSN)的动态网络环境和能量约束的问题,在优化网络动态结构的基础上,提出用分层小生境蚁群算法求解WSN的QoS组播路由的方法.首先依据能耗将网络结构进行分簇分层优化并建立小生境,然后再结合蚁群算法优化QoS组播路由,最后进行能耗分析.该策略在保证能量最优的前提下,降低了路由的时间复杂度和空间复杂度,仿真结果表明了其有效性.     

网络能耗系统模型及能效算法

网络能耗问题是当前网络研究和发展的重要问题,影响着网络的设计、应用和发展.当前网络能效算法的研究大多从网络局部角度关注于网络某一(些)设施的能耗问题,缺乏从网络全局的角度研究网络整体能耗的算法和策略.文中从网络全局角度研究网络的能耗模型和算法问题.文中基于3种基本网络数据传递模式和3种基本网络能耗机制,构建了网络能耗系统优化模型,对其中5种关键系统模型给出了详细的描述.针对几个关键系统模型,文中给出了形式化描述并且提出了相应的优化的节能路由算法.文中给出的网络系统能耗优化模型有助于对于网络能耗的理解和分析,所提出的能耗优化的网络数据包路由算法可以从网络路由的角度有效降低网络能耗.     

一种农田无线传感器网络能量控制与动态路由算法

精准作业过程中农田生境信息监测具有实时性、准确性及可持续性等性能要求,影响ZigBee农用无线传感器信息监测系统性能的关键因素主要包括设备功耗和网络延时。在AODVjr算法的基础上提出了一种能量控制和动态路由相结合的路由算法ES-AODVjr,该算法在监测设备功耗和数据报最短路径路由策略之间建立一种平衡,使得无线传感器...     

云环境下利用用户到数据中心建模的高效节能路由算法

针对云计算用户、服务、供应商和数据中心的密度不断增长导致传输数据、网络流量和基础设施的大量能耗问题,提出针对云数据的高效节能路由算法。其目的是在用户和数据中心之间定位出最低能量消耗路线,同时确保用户需求。首先,对用户到数据中心的连通性进行建模,分析了网络拓扑结构;然后为了用户意图最简化和能量最小化,通过遍历节点最小数的基线最短路径算法进行评估,将用户任务通过最节能路径发送到数据中心,从而最小化能量损耗和服务响应时间(SRT)。实验的网络拓扑结构使用互联网服务提供商(ISP)的分支设计。实验结果表明提出的算法具有更短的路由路径长度和更低的路由能耗。此外,最短路径方法只有在成功发送或接收之后才能确定最节能的路由。     

ZigBee网络AODV路由算法改进

路由协议是Zigbee无线网路技术的研究重点之一。选择和设计高效的路由算法对于降低节点功耗,提高网络运行的稳定性具有重要意义。在ADOV协议的基础上,综合考虑了网络总体能耗和单节点能耗,提出了一种能耗均衡且兼顾通信实时性的改进的AODV路由协议,并进行了仿真验证。优化了网络的总体能耗和最大化了网络的生存时间,提高了网络的通信实时性。     

基于蚁群算法的一种能量高效路由算法的研究*

为了达到在信息传输路径上节能的目的,提出了一种基于蚁群算法的节能路由算法。该算法根据节点当前可用能量选择下一跳节点,按照节点经过的人工蚂蚁数选择数据汇聚节点,最终达到能量均衡使用和降低通信量的目的。经仿真计算证明该算法能合理地选择路由,节能效果明显,进一步延长了网络生存期。     

Cost‐effective queue schemes for reducing head‐of‐line blocking in fat‐trees

The fat‐tree is one of the most common topologies among the interconnection networks of the systems currently used for high‐performance parallel computing. Among other advantages, fat‐trees allow the use of simple but very efficient routing schemes. One of them is a deterministic routing algorithm that has been recently proposed, offering a similar (or better) performance than adaptive routing while reducing complexity and guaranteeing in‐order packet delivery. However, as other deterministic routing proposals, this deterministic routing algorithm cannot react when high traffic loads or hot‐spot traffic scenarios produce severe contention for the use of network resources, leading to the appearance of Head‐of‐Line (HoL) blocking, which spoils the network performance. In that sense, we describe in this paper two simple, cost‐effective strategies for dealing with the HoL‐blocking problem that may appear in fat‐trees with the aforementioned deterministic routing algorithm. From the results presented in the paper, we conclude that, in the mentioned environment, these proposals considerably reduce HoL‐blocking without significantly increasing switch complexity and the required silicon area. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

面向主干网的网络级绿色节能机制

近些年,全球范围内的互联网高能耗问题引发了持续关注,节能已成为未来互联网研究的热门议题之一.面向主干网,提出一种网络级绿色节能机制：一方面,在全局视图中使用最小剩余容量优先的绿色路由算法规划全局路由路径,这样使得网络中开启的捆绑链路数目最小,从而实现第一步节能;另一方面,在局部视图中使用绿色降序最佳适应算法将流量负载汇聚到捆绑链路中的最小物理链路集合,这样可以尽可能多地关闭物理链路,从而实现进一步节能.提出的机制在节能的同时兼顾用户QoS需求的满足,在提供QoS保证的前提下最大化节能收益.为了全面评估该机制,选取3个典型主干网拓扑：CERNET2,GéANT和INTERNET2,分别在高负载、中负载和低负载的情形下,与其他3种节能机制从网络功耗和网络性能（平均路由跳数、物理链路关闭数目、路由成功率和运行时间）方面做详尽的对比分析.仿真结果表明：该机制节能效果显著,且有令人满意的性能表现.