14、数据中心网络与传感器云系统的节能优化方案

数据中心网络与传感器云系统的节能优化方案

1. 数据中心网络流路由算法

在数据中心网络中，能耗是一个关键问题。为了优化能耗并提高链路利用率，提出了一种两阶段的节能流路由算法。

1.1 数学模型

首先有一系列的约束方程：
- ( \sum_{p\in P} e_{p,k} = 1 ) （4）：确保每个流只分配一条路径，因为TCP在数据包需要重新排序时性能会显著下降，所以每个流的所有数据包都走同一路径。
- ( r_i = e_{p,k} \cdot d_{p,l(i,i)} ) （5）和 ( r_i = e_{p,k} \cdot d_{p,l(i,i)} ) （6）：确保有流通过时交换机处于活动状态。
- ( b_k = z_k - d_k ) （7）：表示每个流期望的带宽，刚好满足流的截止时间。
- ( b’ k \geq b_k ) （8）：确保分配给每个流的最终带宽大于其期望带宽，以满足流的截止时间。
- ( \sum {k = 1}^{K} \sum_{p\in P} e_{p,k} \cdot d_{p,l(i,i)} \cdot b_k \leq C ) （9）：确保共享同一链路的流分配的总带宽不超过其链路容量。

对于源和目的服务器连接到不同Pod边缘交换机的每个流，有 ( k^2/4 ) 种不同的路径。由于该公式涵盖了所有可能的流路由解决方案，当网络变大时，解决方案空间非常大，且输出解决方案在能耗方面被认为是最优的，这是一个0 - 1整数规划问题和NP难问题。

1.2 两阶段算法流程

• 阶段