Energy aware traffic engineering in wired communication networks
Ingénierie de trafic avec conscience d'énergie dans les réseaux filaires
Résumé
The reduction of power consumption in communication networks has become a key issue for both the Internet Service Providers (ISP) and the research community. Ac- cording to different studies, the power consumption of Information and Communication Technologies (ICT) varies from 2% to 10% of the worldwide power consumption [1, 2]. Moreover, the expected trends for the future predict a notably increase of the ICT power consumption, doubling its value by 2020 [2] and growing to around 30% of the worldwide electricity demand by 2030 according to business-as-usual evaluation scenarios [15]. It is therefore not surprising that researchers, manufacturers and network providers are spending significant efforts to reduce the power consumption of ICT systems from dif- ferent angles. To this extent, networking devices waste a considerable amount of power. In partic- ular, their power consumption has always been increased in the last years, coupled with the increase of the offered performance [16]. Actually, power consumption of network- ing devices scales with the installed capacity, rather than the current load [17]. Thus, for an ISP the network power consumption is practically constant, unrespectively to traffic fluctuations. However, actual traffic is subject to strong day/night oscillations [3]. Thus, many devices are underutilized, especially during off-peak hours when traffic is low. This represents a clear opportunity for saving energy, since many resources (i.e., routers and links) are powered on without being fully utilized. In this context, resource consolidation is a known paradigm for the reduction of the power consumption. It consists in having a carefully selected subset of network devices entering a low power state, and use the rest to transport the required amountof traffic.
Que le phénomène découle d’une prise de conscience des conséquences sur l’environnement, d’une opportunité économique ou d’une question de réputation et de commerce, la réduction des émissions de gaz à effets de serre est récemment devenue un objectif de premier plan. Les individus, les entreprises et les gouvernements effectuent un effort important pour réduire la dépense énergétique de multiples secteurs d’activité. Parallèlement, les technologies de l’information et de la communication sont de plus en plus présentes dans la plupart des activités humaines et l’on a estimé que 2% des émissions de gaz à effets de serre pouvaient leur être attribuées, cette proportion atteignant 10 % dans les pays fortement industrialisés [1, 2]. Si ces chiffres paraissent raisonnables aujourd’hui, ils sont certainement appelés à croître à l’avenir. À l’heure du cloud computing, les infrastructures de calcul et de communication demandent de plus en plus de performance et de disponibilité et imposent l’utilisation de matériels puissants et engendrant une consommation d’énergie importante du fait de leur fonctionnement direct, mais aussi à cause du refroidissement qu’ils nécessitent. En outre, les contraintes de disponibilité imposent une conception d’architectures redondantes et dimensionnées sur une charge crête. Les infrastructures sont donc souvent sous-utilisées et adapter leur niveau de performance à la charge effectivement constatée constitue une piste d’optimisation prometteuse à divers niveaux. Si l’on adopte un strict point de vue environnemental, l’objectif du Green Networking consiste à réduire le volume d’émissions de gaz à effets de serre dues au processus de communication. L’utilisation de sources d’énergie renouvelables ou d’électronique de faible consommation (par exemple asynchrone) constituent des pistes évidentes d’amélioration.
Domaines
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Origine : Version validée par le jury (STAR)
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