在網路存在性代理方面，網路邊緣節點禁用電源管理的核心是保持網路的的時刻存在性，以下是小編蒐集整理的一篇探究高效能互聯傳輸技術的論文範文，歡迎閱讀借鑑。
隨著無線移動通訊系統迅速發展，人們可利用無線通訊下系統進行移動多媒體業務，為移動使用者提供高速寬頻無線傳輸、無線接入可能，為使用者生活、工作提供方便。但是，在網路規模不斷擴大、使用者數量陡增情況下，無線通訊網路能耗劇增，造成大量的溫室氣體、能耗排放，汙染環境。目前，運營商、全社會高度關注網路能耗汙染問題，對綠色網際網路提出需求，明確能耗組成，優化網際網路傳輸，全面應用高能效網際網路傳輸技術，實現網際網路的綠色、可持續發展。
1、目前我國網際網路傳輸能耗問題
1.1 網路能耗大
在全球能源消耗中，通訊、資訊產業每天產生佔全球溫室氣體排放量3%的CO2等溫室氣體，對環境、氣候造成嚴重影響。在電能消耗方面，每年全球蜂窩移動通訊系統消耗約600億度電，且每年我國移動運營商消耗約200億度電，無線通訊能源消耗嚴重[1].同時，乙太網接入點劇增，並有大量與之相連的路由器、交換機等裝置，整個資訊系統耗能量大。隨著能耗的持續增長，全球碳排放隨之增加，節能減排成為關注的重點。
各國積極開展有關環境、氣候保護會議，共同商討如何節能減排，確保全球的可持續發展。例如，在2009年哥本哈根氣候峰會上，我國在“十二五”發展規劃中納入節能減排內容，並承諾與2005年相比，2020年CO2排放量降低4%.
1.2 系統設計不足
在我國建立節能型社會背景下，降低計算機裝置、網路裝置能源消耗成為社會建設重點，需要執行商加強網路系統設計，提高通訊傳輸能力。然而在目前網路系統設計中，存在冗餘設計、超額資源供給問題，設計目標為保障通訊暢通，忽視能耗問題，能源效率低。例如，在網路空閒情況下，系統鏈路利用率低於5%,而在繁忙時間，利用率不足30%[2].但峰值頻寬是決定網路裝置能耗的核心因素，在裝置全天全速工作狀態中，使用者真正需要最高寬頻的時間較少，但裝置能量消耗仍以峰值寬頻進行，造成大量能源浪費。因此，在網路執行中，提出綠色無線通訊概念，提高蜂窩行動通訊網路能量效率，注重資源使用效率，降低網路運營成本，降低寬頻通訊系統能耗。
2、高效能互聯傳輸技術
2.1 邊緣網路節能技術
邊緣網路節能技術主要包括乙太網節能技術和網路存在性代理兩方面。其中，乙太網是區域網組網的核心技術，傳統高能效網際網路傳輸技術的應用分析文/何峽峰利用率低，能源消耗大。為了實現高能效網際網路，以乙太網休眠技術、變頻技術實現網路節能。例如，在2010年9月，IEEE802.3az EEE相關標準被制定，在無資料傳輸時，休眠模式開啟，鏈路進入低能耗狀態，而當資料傳輸時，鏈路開啟，迅速傳輸新資料，工作示意圖如圖1.其中，在圖1中，Ts表示進入休眠所需時間，Tq為低能耗模式時間，Tr為重新整理時間，而換新醒鏈路時間為Tw.在具體工作中，空閒時，乙太網處於低能耗模式，能源消耗僅為正常模式的10%.在物理成的IPI協議下，EEE得以實現，且鏈路兩端裝置在IPI模式下利用率低，低能耗模式切換靈活，保持鏈路狀態不變。
在網路存在性代理方面，網路邊緣節點禁用電源管理的核心是保持網路的的時刻存在性，共享應用遠端管理、遠端登入、P2P等資源。在具體工作中，網路開始工作時，節點處活躍狀態，傳輸資料，而當節點空閒時，節點、代理之間進行狀態傳輸，之後節點進入休眠狀態，且在休眠期間，發往被代理節點的網路報文被網路存在代理截獲處理，清理被代理節點狀態，實現直接通訊[3].同時，在不同網路層，網路存在性代理處理路基不同。例如，在網路層，支援IPv6、IPv4、ARP協議，並在一定情況下支援DHCP、IGMP.
2.2 核心網節能路由技術
對於鏈路及節點而言，其在核心網中利用頻率並不高，且在傳統網路設計中，對峰值時間段出現的負載具有較多考慮，將網路裝置位置在峰值狀態。而由於網路流量具有自身週期性，以天數自身表現計算，這樣，在低負載情況下，可讓一些不重要鏈路、節點處於低能耗模式，節約能耗，實現網路的可持續發展。在具體核心網節能路由技術設計、應用中，節能路由器需要滿足電源模式、鏈路利用率、能源優化器等問題。例如，需要鏈路、路由器逐漸形成低能耗電源模式，合理處理不同電源的能耗開銷及轉換問題，降低電源使用率、浪費率。同時，全面結合網路吞吐能力、鏈路利用率、組丟失率等建設評價模型、約束模型[4].此外，建模能源優化器，確定鏈路頻率，關閉節點。如改變網際網路的拓撲結構，依據網路負載、變化狀態，選擇具有能源面感性效果的網路拓撲，確保網路裝置活躍數量聯絡網路負載，從而在負載下降時，使網路裝置處於休眠狀態，而負載提升使，加速裝置工作執行。
3、高效能互聯傳輸技術的具體應用
3.1 依據能效比例計算理念，優化網路能耗組成
實現綠色無線通訊網際網路的核心理念是能效比例計算。
該理念為網際網路設計提供新的方向，指的是系統能耗正比於工作負載，即在理想狀態下，網路工作無負載時，能耗也幾乎不存在。在實際工作中，將整個網路看做一個系統，網路能耗相比於網路負載，以整個系統為基礎進行能耗計算。同時，電源模型、能源優化器為實現高效計算的必要條件，以此為基礎組成、優化網路能耗。例如，首先，利於變頻支援，優化裝置、硬體層面，並自動實現鏈路變頻、流量聚合，感知流感，優化傳輸協議層面。其次，利用重尾分佈規律，結合人們顯式、隱式訪問現象，將資料重複傳輸降低，節約流量，或用用廣播代替單播，進而將流量降低，降低能耗。最後，利用控制流量、資料通訊量特點，提高應用位置的感知能力，將網路存在代理髮放應用在網路系統中，實現網路優化[5].此外，對無線通訊天線、功放等耗能器件效率進行優化，優化基站偏置功率。
3.2 優化鏈路級能量
各類無線接入節點組成無線接入網，無線接入網的能耗幾乎均來自於基站系統功耗，因此在高能效網際網路設計中，應準確分析基站功耗結構、網路能量效率、建模基站功率，確定傳輸相關功率。在此基礎上，優化鏈路級能量，由於天線效率、功放效率、饋線損耗等因素影響，基站射頻部分消耗較大功率，且其功率配置影響無線通訊系統能力。因此，需要利用高能效傳輸技術，優化鏈路，優化整個無線通訊系統，其具體應用依賴業務傳輸效能與功耗折中、無線資源與傳輸功耗折中。
例如，為滿足使用者業務需求，提高無線通訊系統服務能力，需要對系統中各指標進行優化。在傳統蜂窩網路中，功率分配根據裝置處理能力、網路最大負載量所達到的最大傳輸速度確定，以此確保業務傳輸暢通，但是，低負載階段仍消耗大量功率，資源浪費。這樣，利用最小功耗代價、放鬆各效能苛刻要求，折中功率、業務，可有效提高傳輸能量。在應用過程中，需要運營商全面瞭解業務特性，分析無線資源功率分配情況，進而對各傳輸引數進行準確設定，實現網路能量效率最大化[6].
3.3 分配無線資源，融合多媒體廣播
對使用者無線接入競爭進行協同是分配無線資源的核心，根據使用者CSI對傳輸功能功率、無線通道進行合理分配，進而自適應無線鏈路，提高網路傳輸容量。同時，隨著網路技術的.提升、業務的豐富，網路資源分配也需全面考慮使用者接入公平性、業務需求等因素。例如，OFDMA網路利用使用者分集分配資源。而LTE系統充分考慮通道業務需求、“雙選”特性，利用資源排程方法優化無線資源。此外，移動多媒體業務被下一代無線通訊系統支援，且多媒體業務請求的規律性明顯，因此，可基於使用者請求業務內容，廣播熱點業務，避免單播造成的重複傳輸[7].融合廣播網、通訊網，利用廣播網資料擁塞低、容量高、寬頻傳輸等特點，將熱點業務移交給廣播網路傳輸，節省單播功率消耗。在此基礎上，還可融合WLAN、蜂窩網路、終端短距離通訊等網路，集中、分佈排程資料，基於業務特性、使用者分佈對接入點進行合適選擇，減少傳輸距離。
4、結束語
隨著全球對網路高能耗的關注，綠色節能網路成為網路系統研發、發展的主要方向。利用邊緣網路節能技術、核心網節能路由技術，優化鏈路級能量、網路能耗組成，進而合理分配資源，實現網路資源的準確傳輸，降低資源浪費，實現能源消耗最小化，確保網際網路的可持續發展。
參考文獻：
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