数事其本与变用
基于IEEE802.3az的
园区高效节能以太网的性能优化
王彩霞
（安徽商贸职业技术学院电子信息工程系安徽芜湖241000）
应用研究
摘要：本文对以太网主要性能指标和图区节能机制进行了简单介绍。基于IEEE802.3az标准研究的基础上，主要从休眠一唤醒机制和动态速单调节机制两方面阐速了优化建议，以期最大限度降低四区网能耗,提高园区网络效能，构建高效节能图区以太网。
关键调：性能以太网高效节能
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)03-0105-01
随着以太网规模的不断扩大，交换机和路由器等连接设备数量的不断增加，通信设备的不断更新，设备功耗的飞速增长，以太网的能量消耗目益明显，然而现今时代的要求建设节能网络，实现绿色通信，以太网作为局域网的主流产品，其节能问题受到普遍关注。 1以太网主要性能指标
(1)时延是-
个数据包由源节点到目的节点闻往返所需的时间
间隔，时延指标可以反映网络的状态变化如网络拥塞状况、链路故障状况和节点性能状况！。其由4部分组成分别是：1)数据包从源节点到达目的节点的链路传输所需时间；2数据包经过所有交换机进行排队及转发所需时间总和；3)数据包从目的节点到达源节点的链路传输所需时间，4)目的节点处理数据包所需的响应时间。(2丢包率是指在一定时间间隔内由源节点发往目的节点过程中丢失的数据包占所发送数据包总量的百分比数"。(3)通过量是指数据通过个节点，一段链路或一个网络的传输速率。(4)链路利用率是指特
定时间间隔内链路通过量占链路总速率的百分比数门。 2节能策略优化
传统以太网能耗较大，即使不发生数据传输，接收端和发送端也工作在最高能耗模式，此外增大链路传输速率，能量消耗也随之增长。以太网的实际链路利用率一般很低，但其能耗与工作频率呈正相关[2)
由于不同状态的耗能资源的能耗不同，系统可以通过处于低能耗状态来实现节能，并通过耗能资源在不同状态之间的相互转换来实现QoS要求。基于IEEE802.3az标准，园区以太网的改进和优化从以下儿方面进行：
(1)体眠一唤醒机制。网络的运行中，系统多数时闻段处于闲置时期，IEEE802.3azEEE在系统无数据传输时让链路进人低能耗的休眠模式(LowPowerIdle)，以此来节省系统中的能耗，其能耗通常为正常模式10%左右，当系统有数据准备传输的时候快速将其从睡眠状态唤醒，在从睡眠到唤醒的转换期间，节能以太网要求数据传输要在物理层被唤醒条件下进行，因此不会出新数据丢失现象。系统在不同层次会有不同时间尺度的空闲时间，因此可以把睡眠状态划分为简单睡眠、睡眠、缓冲睡眼三种状态根据不同睡眠状态的睡眠深度，制定不同睡眠状态的唤醒机制，从面进一步达到节能的效果。IEEE802.3az标准虽然改善以太网的能量效率，但链路从低功耗闲置模式唤醒需要消耗时间，链路从激活模式转人低功耗闲置模式同样费时，这无形中为以太网增加了额外的开销，考虑到高效节能以太网能够把发送时间推迟到比规定的最低时闻还长，允许延长系统的唤醒时间，因此提出延迟体眠和集中发送节能机制，系统在链路利用率低时进人一段休眠时期，当在体眠期中积累定数目的数据包或达到一个设定的时间以后系统才开始转为激
活状态，开始传输数据，该机制的耗能明显低于传统以太网。研究证明在LP的基础上加以集中发送，可有效降低系统在休眠状态和唤醒状态之间赖需转换而产生的负载，同时提高用户的响应性能，(2 动态速率调节机制。研究表明以太网处于空闲状态和100%利用率的情况下能耗是相同的，即以太网耗能与链路利用率无关。目前以
太网链路的
因此可根据系统负载或利
用率动态调节系统的服务速率，使系统在低负载时以低速率服务来节省能耗。速率缩放和自适应链路速率是目前常用的两种动态速率调节机制
，速度缩放机制可以依据网络负载流量动态调整网络设
备的传输速
目适应链路速率机制能够在
中根据链路利用率来自动的切换链路中的速率，
零靠的以大4 当链路利用率低
时，系统来用低要季传辅数据，当路利用率高的时，系统采用高要单传输数据，通过IEEE
E802.3az标准根据端口的实际流量自动调整
服温消耗，
生全速运行和低率用
回较换，为用
户节容30%的功耗，极大限度的节约运行成本，是通信行业的未来趋势。动态速率调节机制可通过改进链路递率切换机制和切换策略达到高效节能的目的。链路速率切换时应用两阶段提手机制；切换策略引人双门限、利用率门限和超时门限3种方式，可智能地对工作频率做出切换决策。(3)其他。以太网采用不同的连接设备和介质所能达到的效果相差甚远，因此园区以太网性能不仅受到网络资源分配和网络负载平衡的影响，还要受到硬件特性等方面的制约，其
性能的优化应该在规划设计时就重点加以考虑。 3存在问题与发展前景
理论分析具有一定的局限性，对于优化园区以太网性能技术缺乏系统的模型分析和评价，且现有的以太网节能技术侧重考虑能耗问题，往往忽略了用户对响应性能的要求。因此综合考患在保障用户服务质量的前提下，最大限度降低园区以太网的能耗的同时实现
以太网的快速响应，为构建绿色以太网提供理论依据和方法。参考文献
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项目编号：KJ2013Z087，名称是基于IEEE802.3az的园区节能技术研究，省级科研项目
作者简介：主彩霞(1981,8一),女，籍黄：安微,职务：助教,学位：工学项士，学历：硕士研究生，研究方向：入式系统开发，网络等，
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