Energiebewusstsein im Netzwerkdesign und Routing

Die exponentielle Skalierung der Bandbreite war ein grundlegender Treiber für das Wachstum und die Beliebtheit des Internets. Allerdings gingen die Zunahmen der Bandbreite mit einem Anstieg des Energieverbrauchs einher, und trotz anhaltender Bemühungen im Systemdesign zur Bewältigung der Energieanforderungen bestehen erhebliche technologische Herausforderungen, die das zukünftige Wachstum der Bandbreite gefährden. In diesem Papier beschreiben wir die Herausforderungen des Energie- und Wärme-Managements in den heutigen Routern. Wir befürworten einen umfassenden Ansatz zur Lösung dieses Problems, der darin besteht, das Energiebewusstsein zu einem primären Ziel im Design und in der Konfiguration von Netzwerken sowie im Design und in der Implementierung von Netzwerkprotokollen zu machen. Wir unterstützen unsere Argumente mit einer Fallstudie zu den Energieanforderungen zweier standardmäßiger Router-Plattformen, die es uns ermöglicht, ein generisches Modell für den Energieverbrauch von Routern zu erstellen. Wir wenden dieses Modell in einer Reihe von Zielnetzwerkkonfigurationen an und nutzen Techniken der gemischten ganzzahligen Optimierung, um den Energieverbrauch, die Leistung und die Robustheit im statischen Netzwerkdesign und im dynamischen Routing zu untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen das Potenzial für erhebliche Energiekosteneinsparungen in Betriebssystemen durch die Einbeziehung von Energiebewusstsein.