基于复杂梯度网络的能效优化路由算法

宋莎莎,周金和

(北京信息科技大学 信息与通信工程学院,北京 100101)

0 概述

近年来互联网的飞速发展,便利人们生活的同时,伴随着巨大的能源消耗。移动互联网的普及和用户对高质量多媒体的需求更是加剧了网络流量的得增长。据统计,从2007年～2012年,网络能耗的年平均复合增长率达到10.4%,超过了PC和数据中心的能耗增长速度。能源技术咨询和投资顾问公司数字能源小组的研究表明,在不包括数据中心网络在内的运营商网络基础设施的能耗保守估计为250 TWh/年—400 TWh/年。据经济合作与发展组织(OECD)统计,全球互联网设备呈指数增长,预计到2020年将达到50亿,到2030年将达到100亿,且在未来的数十年中将增加至500亿。2015年召开的巴黎大会上,习近平重申了中国此前做出的承诺,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%。节能减排成为各行业的发展主题,随着能耗的持续增长,信息通信技术(Information Communication Technology,ICT)行业造成的碳排放量也在急剧增长,降低互联网的能耗成为学术研究热点。

自1998年Watts和Strogatz在Nature上提出小世界网络模型[1],文献[2]提出了无标度网络模型,复杂网络成为人们研究的热点。复杂网络的研究主要包括:复杂网络的静态特性,复杂网络的演化机制,网络结构和功能的关系。网络结构和功能的关系是复杂网络动力学的研究内容,网络结构能够影响网络的动力学行为,同时也被网络的动力学行为所影响,因此,复杂网络动力学成为研究重点。

文献[3]基于介数的节点加权策略,便是针对网络结构和功能之间的研究,探讨了无标度网络抵制级联失效的鲁棒性。……