伍元胜，郭兵，沈艳，王继禾，刘啸滨

(1. 四川大学 计算机学院, 四川 成都 610065；2. 成都信息工程学院 控制工程学院, 四川 成都 610225)

1 引言

近年来，Internet的流量逐年指数增长。从2007～2011年，Internet的流量和带宽的年平均增长率分别达到了56%和58%[1]。流量和带宽的增长导致了Internet的能耗上升。据估计，2007年Internet的电力消耗达到了宽带接入国家（其平均接入带宽为30 Mbit/s）总电量的1%，当平均接入带宽达到300 Mbit/s时，这个比例将超过4%[2]。按照目前的增长速度，到2050年网络领域的耗电量将达到2006年的13倍[3]。Internet能耗的快速增长不仅导致电力成本的持续上升，同时也造成温室气体的加速排放。因此，提高能量效率和降低能耗已成为Internet面临的重大研究课题。目前，随着网络的扁平化发展，Internet的层次变得更加简单，逐渐演变成由接入网和核心网两部分组成。由于接入网的“光进铜退”以及核心网对接入网流量的汇聚，核心网正经历比接入网更快的能耗增长。研究表明到2017年核心网能耗将超过接入网[4]。因此，在整个Internet中，核心网的节能研究正变得日益重要。

网络按照峰值业务需求超额供给[5]网络资源，并通过冗余设计来提高网络的可靠性，这导致了网络资源的平均利用率低下，而当前利用率对网络资源的功耗影响却较小[6～8]，因此，提高网络资源利用率并将空闲的网络资源关闭（或转入低功耗睡眠状态）是目前降低核心网能耗的一个重要途径。目前，主要有如下文献研究此问题。Chabarek等人[9]利用混合整数线性规划(MILP, mixed integer linear programming)技术建模功率感知的网络设计和路由问题，通过为网络节点选择合适数量和类型的线卡最小化IP网络的功耗，但却没有设计有效的启发式算法来求解NP难的MILP模型。……