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.[2] Ohara Fujimino-shi Saitama, Japan
Apresentado por Nadine Lipa
ECO-FRIENDLY DISTRIBUTED ROUTING PROTOCOL FOR REDUCING NETWORK
ENERGY CONSUMPTION
CNSM 2010
Objetivo GeralReduzir 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
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RoteiroIntroduçãoTrabalhos relacionadosModelo do consumo de energia e redeProtocolo de Roteamento Distribuído
Amigável ECO (ECO-RP)ResultadosConclusõesAnalise crítico
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IntroduçãoContextualização
O tráfego de internet está aumentando rapidamenteRouters e switches
Consumo de energia é uma questão fundamental ambiental, social, política e de custo
No consumo de energia em redes Internet Service Provider (ISP), o gargalo de energia são os routers
Tornou-se imperativo reduzir o consumo de energia dos roteadores.
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IntroduçãoProblema
Pesquisa e desenvolvimento visando a redução do consumo de energia da rede sobre equipamentos de redeAlteram uma velocidade de enlace com base na
utilização do enlaceModo de hibernação quando os pacotes não
são bufferedEm 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
custo5
IntroduçãoSolução proposta
Um novo protocolo de roteamento distribuído amigável ECO (ECO-RP) com base em Open Shortest Path First (OSPF)
Entidades ECOVerifica a quantidade de tráfegoTransmiti informação da quantidade de tráfegoPode 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
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Trabalhos relacionadosIEEE 802.3 Energy Efficient Ethernet Study Group
Muda a velocidade da conexão com base na utilização do enlace
Greening of the Internet, A Feasibility Study for Power Management in LAN Switches, Dynamic Ethernet Link Shutdown for Energy Conservation on Ethernet Links, Performance Analysis of Energy Saving Scheme with Extra Active Period for LAN SwitchesLan Switches
Power Awareness in Network Design and RoutingMudando 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 NetworksServidor de controle central para gerenciar a configuração
de rede
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Modelo do consumo de energia e redeModelo de rede
Rede ISP com o protocolo OSPFO 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 bl capacidade 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
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Modelo da rede
Modelo do consumo de energia e redeModelo de rede
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Modelo do consumo de energia e redeModelo de consumo de energia
Um nó é composto por um ou mais chassisUma ou mais cartões de linhaEC do chasis e cartões é determinado pelo
tipo de produto
O Consumo de Energia (EC) é modelado por
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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 utilizadoTrafego é roteado pelas rotas mais curtasCalculada pelo peso do enlace assinado
pelo operador de redeUtilizando enlaces de peso fixo, a rede
mantém a mesma topologia, exceto na falha de enlaces
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Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Desenho do protocolo
Comportamento de ECO-RP
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Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Visão global
Mensagens e base de dadosAnuncio de estado da rede (NSA)Base de dados do estado da rede (NSBD)Base de dados do estado de enlace histórico
(HLSDB)
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Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Provisionamento
Provisionamento para operar a entidade ECO-RPPara cada entidade ECO-RP: classe nó que apresenta
um acesso ou um nó de backbonePara cada enlace dos nodos: assina um peso de enlaceRelógios das entidades ECO-RP estão sincronizadas
com NTPOperadora 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
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Protocolo de Roteamento Distribuído Amigável ECO (ECO-RP) Funcionamento
1. Operação padrão de OSPF
2. Transmitir NSA e coleção
3. Calculo da tendência do trafego
4. Mudar peso do enlace5. Mudar para o modo
suspensão e retomar
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ResultadosSimulações
bl = 1 Gbps
wl_default = 500MLU = 0.9
Informação de trafego real
Intervalo de 15 minutos
4 mesesParâmetro a = 15
minutosParâmetro b = 6
horasParâmetro c e d são
variáveis
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ResultadosAvaliações
1. MLU
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ResultadosAvaliações
1. MLU (cont.)
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ResultadosAvaliações
2. Consumo de energia e conta de saltos máximaCisco GSR 12008 para o nó de backboneCisco 7507 para o nó de acesso
EC do nó backbone ativo é 430 wattsEC do nó de acesso ativo é 210 wattsEC de um enlace ativo para o nó backbone 70 wattsEC 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
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ResultadosSimulações
2. Consumo de energia e conta de saltos máxima (cont.)
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ConclusõesNovo 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
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Analise CríticoO artigo não explica bem os gráficos
apresentados
Não considera quanto é o consumo das bases de dados utilizadas como HLSDB e LSDBO EC mudaria
Não realiza os suficientes testes para validar o ótimo desempenho do protocolo ECO-RPVazão do usuário
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