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ECO-FRIENDLY DISTRIBUTED ROUTING PROTOCOL FOR REDUCING NETWORK ENERGY CONSUMPTION

CNSM 2010. ECO-FRIENDLY DISTRIBUTED ROUTING PROTOCOL FOR REDUCING NETWORK ENERGY CONSUMPTION. Protocolo de Roteamento Distribuído e Amigável ECO para Reduzir o Consumo de Energia de Rede Daisuke Arai [1] and Kiyohito Yoshihara [2] [1] KDDI R&D Laboratories Inc.

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ECO-FRIENDLY DISTRIBUTED ROUTING PROTOCOL FOR REDUCING NETWORK ENERGY CONSUMPTION

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Presentation Transcript

  1. CNSM 2010 ECO-FRIENDLY DISTRIBUTED ROUTING PROTOCOL FOR REDUCING NETWORK ENERGY CONSUMPTION Protocolo de Roteamento Distribuído e Amigável ECO para Reduzir o Consumo de Energia de Rede Daisuke Arai [1] andKiyohitoYoshihara [2] [1] KDDI R&DLaboratories Inc. [2] Ohara Fujimino-shi Saitama, Japan Apresentado por Nadine Lipa

  2. Objetivo Geral • Reduzir o consumo de energia dos routers, mudando a configuração da rede baseada na quantidade de trafego em um esquema distribuído e promissor em termos de custo

  3. Roteiro • Introdução • Trabalhos relacionados • Modelo do consumo de energia e rede • Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) • Resultados • Conclusões • Analise crítico

  4. IntroduçãoContextualização • O tráfego de internet está aumentando rapidamente • Routers e switches • Consumo de energia é uma questão fundamental ambiental, social, política e de custo • No consumo de energia em redes Internet ServiceProvider(ISP), o gargalo de energia são os routers • Tornou-se imperativo reduzir o consumo de energia dos roteadores.

  5. IntroduçãoProblema • Pesquisa e desenvolvimento visando a redução do consumo de energia da rede sobre equipamentos de rede • Alteram uma velocidade de enlace com base na utilização do enlace • Modo de hibernação quando os pacotes não são buffered • Em uma rede ISP, é difícil reduzir o consumo de energia somente através da aplicação estes esquemas • Precisa de instalar servidores que podem resultar caro. É necessário reduzir o consumo de energia dos routers, mudando a configuração da rede baseada na quantidade de trafego em um esquema distribuído e promissor em termos de custo

  6. IntroduçãoSolução proposta • Um novo protocolo de roteamento distribuído amigável ECO (ECO-RP) com base em Open Shortest Path First(OSPF) • Entidades ECO • Verifica a quantidade de tráfego • Transmiti informação da quantidade de tráfego • Pode mudar o peso do enlace OSPF dinamicamente  • Se for pequeno, muda o peso do enlace. Assim, o tráfego pode ser encaminhado somente através de um subconjunto de roteadores • Roteadores desnecessários podem mudar para modo de suspensão

  7. Trabalhos relacionados • IEEE 802.3 Energy Efficient Ethernet Study Group • Muda a velocidade da conexão com base na utilização do enlace • Greeningofthe Internet, A Feasibility Study for Power Management in LAN Switches, Dynamic Ethernet Link Shutdown for Energy Conservationon Ethernet Links, Performance Analysis of Energy Saving Scheme with Extra Active Period for LAN Switches • Lan Switches • Power Awareness in Network Design and Routing • Mudando a configuração de rede com base na quantidade de tráfego, a fim de reduzir o número de nós em uso • Energy Efficient Network Design Tool for Green IP/Ethernet Networks • Servidor de controle central para gerenciar a configuração de rede

  8. Modelo do consumo de energia e redeModelo de rede • Rede ISP com o protocolo OSPF • O conjunto de caminhos mais curtos (SP) a partir do nó de sk ao tk com relação ao peso do enlace wl • As relações de divisão • N conjunto de nós n • L conjunto de enlaces l • (i,j) enlace l de nó i ao j • blcapacidade do enlace l • Pk rotas p desde o nó sk ate tk • dk demanda de trafego • lll carga do enlace do enlace l • wl peso do enlace

  9. Modelo do consumo de energia e redeModelo de rede Modelo da rede

  10. Modelo do consumo de energia e redeModelo de consumo de energia • Um nó é composto por um ou mais chassis • Uma ou mais cartões de linha • EC do chasis e cartões é determinado pelo tipo de produto • O Consumo de Energia (EC) é modelado por

  11. Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Desenho do protocolo • ECO-RP muda a topologia da rede com base na quantidade total de tráfego para reduzir os chassis e cartões de linha ativa • OSPF é o protocolo de roteamento intra-dominio mais utilizado • Trafego é roteado pelas rotas mais curtas • Calculada pelo peso do enlace assinado pelo operador de rede • Utilizando enlaces de peso fixo, a rede mantém a mesma topologia, exceto na falha de enlaces

  12. Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Desenho do protocolo Comportamento de ECO-RP

  13. Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Visão global • Mensagens e base de dados • Anuncio de estado da rede (NSA) • Base de dados do estado da rede (NSBD) • Base de dados do estado de enlace histórico (HLSDB)

  14. Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Provisionamento • Provisionamento para operar a entidade ECO-RP • Para cada entidade ECO-RP: classe nó que apresenta um acesso ou um nó de backbone • Para cada enlace dos nodos: assina um peso de enlace • Relógios das entidades ECO-RP estão sincronizadas com NTP • Operadora de rede fornece os parâmetros • Período para verificar a quantidade de tráfego (Parâmetro a) • Período para calcular a tendência do tráfego (Parâmetro b) • Fator de escala α  para mudar os pesos de enlace (Parâmetro c) • Threshold β para evitar congestionamento na rede (Parâmetro d) • Peso inicial

  15. Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Funcionamento • Operação padrão de OSPF • Transmitir NSA e coleção • Calculo da tendência do trafego • Mudar peso do enlace • Mudar para o modo suspensão e retomar

  16. ResultadosSimulações • bl = 1 Gbps • wl_default = 500 • MLU = 0.9 • Informação de trafego real • Intervalo de 15 minutos • 4 meses • Parâmetro a = 15 minutos • Parâmetro b = 6 horas • Parâmetro c e d são variáveis

  17. ResultadosAvaliações • MLU

  18. ResultadosAvaliações • MLU (cont.)

  19. ResultadosAvaliações • Consumo de energia e conta de saltos máxima • Cisco GSR 12008 para o nó de backbone • Cisco 7507 para o nó de acesso • EC do nó backbone ativo é 430 watts • EC do nó de acesso ativo é 210 watts • EC de um enlace ativo para o nó backbone 70 watts • EC de um enlace ativo para o nó de acesso é 25 watts • EC = Num. nós ativos backbone * 430 watts + num. nós de acesso *210 watts + num. enlaces ativos dos nós backbone * 70 watts + num. enlaces ativos dos nós acesso * 25 watts

  20. ResultadosSimulações • Consumo de energia e conta de saltos máxima (cont.)

  21. Conclusões • Novo Protocolo de Roteamento Distribuído e Amigável ECO baseado em OSPF para reduzir o consumo de energia • A quantidade de energia consumida pelos routers é reduzida, mudando o peso de enlace OSPF em base na quantidade de trafego • Para avaliar o desempenho se utilizou 2 topologias de rede • Avaliações mostram que o ECO-RP reduz o consumo de energia por 18.5% sem congestão de rede

  22. Analise Crítico • O artigo não explica bem os gráficos apresentados • Não considera quanto é o consumo das bases de dados utilizadas como HLSDB e LSDB • O EC mudaria • Não realiza os suficientes testes para validar o ótimo desempenho do protocolo ECO-RP • Vazão do usuário

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