网络设备睡眠机制的设计.pdf

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1、网络设备睡眠机制的设计王超(辽宁建筑职业学院)摘要：网络设备的睡眠机制是实现网络节能的一种方法。本文对因而造成部分能量损耗。为了改善这种能量浪费，本文使网络设备睡眠机制进行了详细的设计，先分析了传统睡眠机制存在用另一种策略，空闲时间预测策略。该策略的核心思想是的缺陷，然后提出动态阈值调整睡眠时间的方法。对当前的空闲时间T长度进行预测，当预测的空闲时间长关键词：网络设备睡眠机制运行状态度T；>T，那么设备一空闲就进入睡眠状态。空闲时间T长0引言度与很多因素有关，如网络环境、用户习惯和网络设备的网络设备的睡眠机制需

2、要实际硬件的支持，Mi—工作频率等，并且设备空闲时间T的取值并没有规律性可crosoft，Intel，Toshiba在1997年共同制定了ACPl规范，循，不能用传统的概率方法来预测。考虑到在大多数情况ACPI定义了设备电源状态、系统的全局状态和处理器电下，在同一网络环境中用户的习惯是相似的，因此在同一源状态，ACPI的主要目标是使系统动态地管理电源。根据网络中的设备空闲时间长度一般在某个固定的范围内。从ACPl规范，本文将网络设备按照网络设备状态划分。这个角度来分析，同一网络中的设备相邻的空闲时间段一1网络设

3、备状态划分般具有一定的延续性。然而空闲时间也有突发性情况，比为了清楚地阐述网络设备的睡眠机制，本文将网络设如说使用某一网络设备的所有用户突然都离开电脑去休备的状态划分：运行状态、睡眠状态、空闲状态、关闭状态。息或做别的事情，造成网络设备很长一段时间的空闲时2动态调整睡眠时间机制间，过一段时间后，空闲时间段的延续性又会恢复到常态。利用网络设备睡眠可以实现网络节能。对于一个设为了更好地描述设备空闲时间的突发性情况，文献定备，如果其状态转换是即时的，即设备性能和功耗的损失义：若ti(n)fr．(n)≥C(其中，ti(

4、n)为当前空闲时间的长度，(n)为0，那么网络设备睡眠机制的设计将会非常容易，设备为预测空闲时间的长度，C为常数)，则认为ti(n)是网络设状态转换策略可以非常贪婪：只要设备一空闲，就将其转备突发性的空闲时间段。由于设备当前空闲时间的长度是换到最深睡眠状态；如果有请求到来，设备立即转换到运根据它与上一个空闲时间的长度有延续性预测的，因此设行状态。然而，这种假设只存在于理想设备中，现实情况是备突发性的空闲时间段出现使实际值和上一空闲时间段大多数设备在状态转换时，性能和功耗损失都不可忽略。长度的预测之间出现偏差，对

5、当前设备的空闲时间长度预设备从运行状态进入睡眠状态需要一定的时间完成状态测产生不利，为了纠正空闲时间长度预测中的偏差，采用转换，从睡眠状态返回到运行状态需要的恢复时间更长，下式来预测当前的空闲时间长度如公式所示：T．(n+1)=因为在该过程中设备需要依次完成稳定电源和始终、重新一at．fn)【n】一dtln)丌【n】初始化设备、恢复上下文等工作。et．(n)+(1一e。。)(n)，其中，n={0，1，2，···)，T．因此，当网络设备正处于空闲状态时，系统将决定该设(n+1)为设备当前空闲时间长度的预测值：(n

6、)为上一个空备是选择继续保持空闲状态还是进入低功耗的睡眠状态。如闲时间长度的预测值：ti(n)是上一个空闲时间长度的实际果选择进入睡眠状态，系统需要先保存当前的数据，然后再值，oc是一个调节指数收敛速度的常数，通常0．1≤a≤让设备进入睡眠状态，直到检测到设备唤醒信号为止。系统10。通过上一个实际空闲长度ti(n)和上一个预测值T．(n)来检测到设备唤醒信号后，系统需要先恢复设备数据，然后将预测当前的空闲时间段的长度，ti(n)~lT．(n)前面的指数为设备转换回到运行状态。网络设备睡眠机制的关键问题就在空闲时

7、间长度预测偏差的校正系数。当实际值和上一个预于在什么时候、根据什么条件发起状态转换的命令。测值吻合时，即ti(n)=(n)，Ti(n+1)=ti(n)=(n)，那么表明这由于设备从运行状态转入低功耗睡眠状态需要付出两个相邻的空闲时间段具有延续性。额外的代价，一是增加了状态转换时所需的能耗E，二是本文提出一种新的网络设备睡眠机制策略，采用动态增加了系统的延迟t。因此设备只有在空闲时间足够长的阈值方法调整网络设备的睡眠时间。由于本文的网络设备情况下，转换至睡眠状态才会节省设备的能量损耗。设这节能QoS路由算法在选路

8、时绕开空闲设备，因此空闲设备个足够长的空闲时间最小值为Tl设备运行状态的功耗的空闲时间更多，有机会进入睡眠状态。设网络设备可在任为Pa，睡眠状态的功耗为P。，空闲时间为Ti，设备唤醒所何时刻进入睡眠状态和运行状态，而且将网络设备关闭能需的时间。和进入睡眠状态所需的时间t由之和为T0，够进一步地降低设备能耗。这里假定将网络设备转换为睡则设备状态转换时必须满足的条件：眠状态和关闭网络设备的