[发明专利]一种基于代数连通度的网络节能方法

说明书

本发明公开了一种基于代数连通度的网络节能方法。本发明主要是根据基于代数连通度及图论的原理，对网络路由进行计算，在保证网络连通度的前提下，选择出暂时不必要的链路并将其关闭，从而达到节约能源消耗的效果。本发明方法模型稳健有效、适应范围较广，并且不会过多增加硬件成本，只需使用可支持SDN的交换机即可，保证了网络的性能。

技术领域

本发明涉及通信网络领域中的节能方法技术领域，具体涉及一种基于代数连通度的网络节能方法。

背景技术

互联网已经广泛地应用于社会中的各个领域，但是在使用网络的过程中产生能源的消耗仍然不可避免。人们希望能够尽可能的降低网络的能耗，以实现节能型社会及低碳经济。

近年来，随着通信网络技术的飞速发展，人们对通信网络的需求也越来越高，目前我国网民规模已达5亿以上，互联网普及率达到40％以上。长久以来，人们普遍认为信息系统对全球能源消耗的影响微乎其微，然而事实并非如此。美国环保署(EPA)公布的一项数据表明：当前美国数据中心所消耗的电力已占到美国全部电力使用量的2％，并且其电力需求正在以12％的速度递增，这严重阻碍着节能型社会的创建以及低碳型经济的发展。在这种趋势下，网络的节能方法应运而生。

网络节能方法最主要的目标是在保持网络连接的同时尽可能的减少网络系统中的能源消耗，但也由此带来了网络性能的部分牺牲。因此，如何在保证更好的网络性能的同时降低更多的能源消耗成为了通信互联网领域研究的一个热点。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种基于代数连通度的网络节能方法。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明的方法主要是根据基于代数连通度及图论的原理，对网络路由进行计算，在保证网络连通度的前提下，选择出暂时不必要的链路并将其关闭，从而达到节约能源消耗的效果。

一种基于代数连通度的网络节能方法，它包括以下步骤：

步骤1，将网络拓扑建模为一个双向图；

步骤2，计算网络拓扑G的拉普拉斯矩阵的次小第二特征值λ(G)；

步骤3，删掉网络拓扑G中的链路l，l∈L，L为网络拓扑中所有链路的集合，然后计算删除链路l后的图G-l的拉普拉斯矩阵的次小第二特征值λ(G-l)；

步骤4，计算Δ(1)＝λ(G)-λ(G-l)，根据Δ(1)从小到大的顺序，对链路l进行排序，得到有序集合L*；

步骤5，按序选择有序集合L*中的链路l，计算γ＝λ(G-S-l)/λ(G)，设置固定阈值γth，将γ≤γth的链路l加入到S，得到关断链路集合S；

步骤6，将关断链路集合S中的所有链路关闭，得到网络拓扑G*。

本发明更进一步的技术方案，所述关断链路集合S的具体计算方法如下：

首先，设S初始值为0，按序选择有序集合L*中的链路l，计算γ＝λ(G-S-l)/λ(G)，

当γ≤γth时，S加入链路l，然后判断是否访问完了有序集合L*中的所有链路l，没有访问完成，返回步骤5，继续计算；完成了，得到关断链路集合S；

当γ＞γth时，S不变，然后判断是否访问完了有序集合L*中的所有链路l，没有访问完成，返回步骤5，继续计算；完成了，得到关断链路集合S。

本发明更进一步的技术方案，根据权利要求1所述的基于代数连通度的网络节能方法，其特征在于该方法只需要使用可支持SDN的交换机，就能保证网络的性能。