网络设备的能源效率-课件

TowardEnergy-Efficient

ContentDisseminationUichinLee,IvicaRimacDanielKilper，VolkerHiltPresentedby：WangLei2019.08.09TowardEnergy-Efficient

Conten12提纲引言网络设备的能源效率内容传输中的能耗比较总结以及个人观点2提纲引言2引言当今互联网的主要功能之一：提供用户之间的数据内容传播（contentdissemination）随着需求的不断增大，网络设备也在成指数数量级的增加这些设备消耗了大量的能量美国环保局预计，2019年全球服务器和数据中心将消耗1000亿度电量，折合成美元为74亿。本论文评估现有的内容分发体系下，各种设备的能源效率比较。3引言当今互联网的主要功能之一：提供用户之间的数据内容传播（c3网络设备的能源效率接入网分为两种情况数字用户线路Digitalsubscriberline(DSL)千兆无源光纤网Gigabitpassiveopticalnetwork(GPON)4网络设备的能源效率接入网分为两种情况44网络设备的能源效率某设备能量消耗公式：P(l)=α(P0+l×(PN–P0)/Rmax)首先假设：P0=0;α=1P(l)’=PN/Rmax5网络设备的能源效率某设备能量消耗公式：55网络设备的能源效率骨干网路由器能耗量考虑思科CiscoCRS1系列路由器八个端口，每个端口最大吞吐量为40Gb/s，额定功率为4834W计算得P(l)=15W/Gb/s.6网络设备的能源效率骨干网路由器能耗量66网络设备的能源效率边缘路由器能耗量思科Cisco7507路由器5个端口，每个端口吞吐量为5Gb/s，额定功率为400W计算得P(l)=80W/Gb/s7网络设备的能源效率边缘路由器能耗量77网络设备的能源效率边缘路由器能耗量结果显示，边缘路由器传输每比特数据，比骨干网路由器消耗更多能量这是由于骨干网路由器的设计就是为了快速的传输数据，而边缘路由器的设计更加复杂（如：帧中继，多协议切换，IP等。）8网络设备的能源效率边缘路由器能耗量88网络设备的能源效率P(l)=α(P0+l×(PN–P0)/Rmax)根据资料，设备空闲期间的耗电量为满负荷时的95%。骨干网，网络边缘以及接入网的设备利用率分别为30%、50%、50%。将α设为1和2。（OLT/DSLAM）9网络设备的能源效率P(l)=α(P0+l×(PN9网络设备能源效率图总结：数据包离用户端越近，能耗量呈指数量增加。10网络设备能源效率图总结：数据包离用户端越近，能耗量呈指数量增10支持CCN的网络设备能源消耗支持CCN的网络设备主要组件是存储设备：DRAM、固态硬盘（SSD）以及普通硬盘假设为每个路由器的转发引擎添加额外的4GDRAM以及64G的SSD，以支持CCN架构。额外的能源消耗主要来自于这些存储设备。DRAM能耗为2.5W/Gbyte希捷ST3160021A160-Gbyte能耗为12W三星64-Gbyte固态硬盘能耗为1W。11支持CCN的网络设备能源消耗支持CCN的网络设备主要组件是存11网络设备能源效率图支持CCN的网络设备能耗量有少量的增加。12网络设备能源效率图支持CCN的网络设备能耗量有少量的增加。112CCN网络的路由示例图13CCN网络的路由示例图1313能耗评估仿真实验使用现有的traceroute数据集[1]该数据集记录了2019年由alexa网站排出的前20名内容供应商（contentproviders）。从美国境内的18台服务器，向这20个内容供应商发出请求消息，记录路由数据。仿真实验参数0%/20%/100%路由器为CCN路由器假设下载的数据为流行度很高的数据，CCN路由器缓存所有下载内容。计算客户端下载1Gb数据所需要的能量。[1]P.Gilletal.,“TheFlatteningInternetTopology:NaturalEvolution,UnsightlyBarnaclesorContrivedCollapse?”PAM’08,Cleveland,OH,Apr.2019.能耗评估仿真实验使用现有的traceroute数据集[1][14DSL能量消耗比较15DSL能量消耗比较1515GPON能量消耗比较GPON能量消耗比较16能量消耗比较结论当20%骨干网路由支持CCN时，耗电量有显著的下降当20%的边缘网络路由支持CCN时，耗电量更低，因为请求消息的跳数更少。相同比例下，边缘网络路由器数量更大数字用户链路中，NaDa*网络的能耗量比非CCN的能耗量更大，因为NaDa网络的数据两次经过DSL网关。光纤接入网中，NaDa的能耗量大大减小，但是还是比支持CCN的网络网效率低。*nanodatacenters.eu/能量消耗比较结论当20%骨干网路由支持CCN时，耗电量有显著17能量消耗分布图能量消耗分布图18能量分布结果分析家用网关(homegateway)消耗占了大部分的能量随着CCN路由器数量的增加，这个比例越来越大随着CCN路由器增加，服务器的开销在逐渐减小当100%的核心路由器支持CCN时，由于链路有可能绕过核心路由器，因此还是有少量服务器的能量消耗。能量分布结果分析家用网关(homegateway)消耗占了19论文总结基于trace数据的仿真说明，CCN的引入，能够显著的减少数据传输的能耗。CCN的数据处理需要高效的算法，使得能耗越小越好路由缓存策略需要精心研究论文总结基于trace数据的仿真说明，CCN的引入，能够显著20个人观点论文结论合理，因为CCN的优点就是路由缓存，缩短链路距离论文假设太多：假设路由器型号相同（骨干网、边缘网）假设接入设备型号相同假设第一层ISP使用骨干网路由器假设α为定值，假设负载分别为30%、50%、50%，假设空闲能耗为满载的95%假设下载数据为高流行度数据，CCN路由器全部缓存个人观点论文结论合理，因为CCN的优点就是路由缓存，缩短链路21谢谢！Q&A谢谢！Q&A22TowardEnergy-Efficient

ContentDisseminationUichinLee,IvicaRimacDanielKilper，VolkerHiltPresentedby：WangLei2019.08.09TowardEnergy-Efficient

Conten2324提纲引言网络设备的能源效率内容传输中的能耗比较总结以及个人观点2提纲引言24引言当今互联网的主要功能之一：提供用户之间的数据内容传播（contentdissemination）随着需求的不断增大，网络设备也在成指数数量级的增加这些设备消耗了大量的能量美国环保局预计，2019年全球服务器和数据中心将消耗1000亿度电量，折合成美元为74亿。本论文评估现有的内容分发体系下，各种设备的能源效率比较。25引言当今互联网的主要功能之一：提供用户之间的数据内容传播（c25网络设备的能源效率接入网分为两种情况数字用户线路Digitalsubscriberline(DSL)千兆无源光纤网Gigabitpassiveopticalnetwork(GPON)26网络设备的能源效率接入网分为两种情况426网络设备的能源效率某设备能量消耗公式：P(l)=α(P0+l×(PN–P0)/Rmax)首先假设：P0=0;α=1P(l)’=PN/Rmax27网络设备的能源效率某设备能量消耗公式：527网络设备的能源效率骨干网路由器能耗量考虑思科CiscoCRS1系列路由器八个端口，每个端口最大吞吐量为40Gb/s，额定功率为4834W计算得P(l)=15W/Gb/s.28网络设备的能源效率骨干网路由器能耗量628网络设备的能源效率边缘路由器能耗量思科Cisco7507路由器5个端口，每个端口吞吐量为5Gb/s，额定功率为400W计算得P(l)=80W/Gb/s29网络设备的能源效率边缘路由器能耗量729网络设备的能源效率边缘路由器能耗量结果显示，边缘路由器传输每比特数据，比骨干网路由器消耗更多能量这是由于骨干网路由器的设计就是为了快速的传输数据，而边缘路由器的设计更加复杂（如：帧中继，多协议切换，IP等。）30网络设备的能源效率边缘路由器能耗量830网络设备的能源效率P(l)=α(P0+l×(PN–P0)/Rmax)根据资料，设备空闲期间的耗电量为满负荷时的95%。骨干网，网络边缘以及接入网的设备利用率分别为30%、50%、50%。将α设为1和2。（OLT/DSLAM）31网络设备的能源效率P(l)=α(P0+l×(PN31网络设备能源效率图总结：数据包离用户端越近，能耗量呈指数量增加。32网络设备能源效率图总结：数据包离用户端越近，能耗量呈指数量增32支持CCN的网络设备能源消耗支持CCN的网络设备主要组件是存储设备：DRAM、固态硬盘（SSD）以及普通硬盘假设为每个路由器的转发引擎添加额外的4GDRAM以及64G的SSD，以支持CCN架构。额外的能源消耗主要来自于这些存储设备。DRAM能耗为2.5W/Gbyte希捷ST3160021A160-Gbyte能耗为12W三星64-Gbyte固态硬盘能耗为1W。33支持CCN的网络设备能源消耗支持CCN的网络设备主要组件是存33网络设备能源效率图支持CCN的网络设备能耗量有少量的增加。34网络设备能源效率图支持CCN的网络设备能耗量有少量的增加。134CCN网络的路由示例图35CCN网络的路由示例图1335能耗评估仿真实验使用现有的traceroute数据集[1]该数据集记录了2019年由alexa网站排出的前20名内容供应商（contentproviders）。从美国境内的18台服务器，向这20个内容供应商发出请求消息，记录路由数据。仿真实验参数0%/20%/100%路由器为CCN路由器假设下载的数据为流行度很高的数据，CCN路由器缓存所有下载内容。计算客户端下载1Gb数据所需要的能量。[1]P.Gilletal.,“TheFlatteningInternetTopology:NaturalEvolution,UnsightlyBarnaclesorContrivedCollapse?”PAM’08,Cleveland,OH,Apr.2019.能耗评估仿真实验使用现有的traceroute数据集[1][36DSL能量消耗比较37DSL能量消耗比较1537GPON能量消耗比较GPON能量消耗比较38能量消耗比较结论当20%骨干网路由支持CCN时，耗电量有显著的下降当20%的边缘网络路由支持CCN时，耗电量更低，因为请求消息的跳数更少。相同比例下，边缘网络路由器数量更大数字用户链路中，NaDa*网络的能耗量比非CCN的能耗量更大，因为NaDa网络的数据两次经过DSL网关。光纤接入网中，NaDa的能耗量大大减小，但是还是比支持CCN的网络网效率低。*nanodatacenters.eu/能量消耗比较结论当20%骨干网路由支持CCN时，耗电量有显著39能量消耗分布图能量消耗分布图40能量分布结果分析家用网关(homegateway)消耗占了大部分的能量随着CCN路由器数量的增加，这个比例越来越大随着CCN路由器增加，服务器的开销在逐渐减小当100%的核心路由器支持CCN时，由于链路有可能绕过核心路由器，因此还是有少量服务器的能量消耗。能量分布结果分析家用网关(homegateway)消耗占了41论文总结基于trace数据的仿真说明，CCN的引入，能够显著的减少数据传输的能耗。CCN的数据