按需路由：使用OSPF进行节能型流量工程

随着宽带密集型应用的兴起，例如视频点播和云计算，互联网上的数据量经历了显著增长。传统上，互联网服务提供商（ISP）在实现特定性能约束下的能耗降低方面已进行了大量研究。由于网络性能与节能之间存在权衡，因此互联网服务提供商（ISP）可能希望根据变化的要求实现不同的流量工程（TE）目标。本文的主要贡献有两个方面：我们提出了一个基于OSPF的路由机制——按需路由（Routing On Demand, ROD），该机制既考虑性能也考虑节能；我们从理论上证明了对于TE目标的每种权衡变体，总存在一组链路权重，使得从ROD派生出的解决方案（即路由）可以转换为最短路径并通过OSPF实现。广泛的评估结果显示，ROD可以在最大链路利用率方面实现能量节约和性能之间的各种权衡，同时保持比与能耗无关的TE更好的包延迟。 流量工程（Traffic Engineering, TE）是网络管理的一个关键方面，它涉及在多条路径上分布网络流量以优化资源使用并提高网络整体性能。当前，互联网能耗已成为主要挑战，为了解决这一问题，研究者们致力于在确保一定性能标准的前提下降低能耗。由于性能与节能之间存在权衡，ISP可能会根据具体需求设定不同的TE目标。为了实现这一目标，提出了一个基于开放最短路径优先（Open Shortest Path First, OSPF）协议的按需路由机制。 OSPF是一种链路状态路由协议，广泛应用于IP网络中，用于自动发现和分发拓扑信息并计算路由。OSPF协议的一个重要特点是支持等价路由，即通过分配不同权重的链路来实现对路由的精细控制。这就允许网络管理员在满足性能要求的同时，对网络流量进行优化，以达到节能的目的。 提出的方法，按需路由（ROD），允许网络在满足性能的前提下，动态调整路由，以减少不必要的能源消耗。这意味着可以关闭或降低一些在特定时间负载较低的链路的能耗，而不影响整体网络的服务质量。为了保证路由调整的可行性，研究者们理论上证明了在每种性能与节能权衡下，总存在一组合适的链路权重设置，使得基于这些权重计算得到的路由能够转化为OSPF协议下的最短路径。 评估结果表明，该机制不仅能够实现性能与节能之间的各种权衡，而且在包延迟方面也能保持较好的性能。包延迟是衡量网络服务质量的一个重要指标，指的是数据包在网络中传输的平均延迟时间。在当前的互联网中，维持较低的包延迟对于保证用户体验至关重要，尤其是在实时性要求高的服务中。ROD机制在此方面表现出色，说明它在权衡性能和节能的同时，并没有牺牲网络的服务质量。 按需路由（ROD）机制为互联网服务提供商提供了一种新的流量工程方法，这种方法能够在确保服务质量的同时，有效降低网络能耗。通过动态调整路由权重，ROD能够在满足最大链路利用率要求的同时，实现网络节能的目标。这表明，未来的互联网在提升能效和降低环境影响方面有很大的潜力，同时也展示了在现有网络技术框架内进行创新的可能性。