[發(fā)明專利]與協(xié)調(diào)無關(guān)的速率適配部署方法和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080057429.4
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102714604A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·弗朗希尼;D·斯提利艾迪斯
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾卡特朗訊公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用速率適配提高能量效率，并且具體地涉及組合睡眠狀態(tài)開發(fā)和速率縮放技術(shù)的最佳屬性的速率適配方案。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應(yīng)用例如通過用數(shù)據(jù)分組的電子傳輸來替代人和物品的運(yùn)輸而在廣泛的經(jīng)濟(jì)活動的實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性的能量節(jié)約。為了最大化由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用提供的替代功能的能量節(jié)約收益，分組網(wǎng)絡(luò)本身必須在每個部件和每個功能中廣泛地將能量效率作為目標(biāo)。能量效率因而變成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)和鑒定中的最重要的屬性。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)分組從一個網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)到另一個，這通常修改了它們一部分內(nèi)容。為了最小化能量消耗，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的能量使用應(yīng)當(dāng)與業(yè)務(wù)處理活動成比例。更具體地，系統(tǒng)中的能量使用應(yīng)當(dāng)隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載縮放并且當(dāng)系統(tǒng)不處理分組時應(yīng)當(dāng)變得可忽略。

速率縮放和睡眠狀態(tài)開發(fā)是用于當(dāng)業(yè)務(wù)負(fù)載在鏈路容量之下時減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的能量消耗的受歡迎的方法。（作為參考，在本公開中，術(shù)語速率縮放和睡眠狀態(tài)開發(fā)是作為速率適配的例子）

利用速率縮放，利用頻率與功率之間的通常為線性的關(guān)系來在低業(yè)務(wù)負(fù)載下降低功率消耗電平，數(shù)據(jù)路徑設(shè)備的時鐘頻率隨時間改變以跟蹤業(yè)務(wù)負(fù)載。然而，由于業(yè)務(wù)處理速率也隨操作頻率而縮放，因此可能由于頻率降低而導(dǎo)致延遲累積。為了控制延遲累積，速率縮放系統(tǒng)的操作通常受到較低處理速率能夠?qū)I(yè)務(wù)施加的附加延遲的邊界的約束。通過在速率縮放系統(tǒng)中合并動態(tài)電壓與頻率調(diào)節(jié)（DVFS，dynamic?voltage?and?frequency?scaling）技術(shù)，能夠獲得功率消耗電平的大幅降低。在DVFS設(shè)備中，電源的電壓電平能夠隨著時鐘頻率縮小而降低，至少降低到用于維持處于可預(yù)知操作中的設(shè)備的電路而需要的最小電壓電平。

利用睡眠狀態(tài)開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在全容量狀態(tài)與睡眠狀態(tài)之間交替，其中，在所述全容量狀態(tài)中只要用于處理的業(yè)務(wù)可用它就以最大時鐘頻率操作，而在所述睡眠狀態(tài)中功耗相當(dāng)?shù)汀?/p>

盡管在定義并研究了速率縮放和睡眠狀態(tài)開發(fā)方案和結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)中可以找到工作的重要部分，然而仍存在幾個未解決的問題。

首先，鄰近的速率適配設(shè)備的協(xié)調(diào)的清晰框架仍然不可用。對于具有至今已經(jīng)提出的結(jié)構(gòu)的睡眠狀態(tài)開發(fā)技術(shù)而言，缺乏協(xié)調(diào)會導(dǎo)致能量節(jié)約性能的實(shí)質(zhì)性降低，而引入?yún)f(xié)調(diào)需要標(biāo)準(zhǔn)主體的廣泛一致（例如參見在IEEE?802.3az?Energy?Efficient?Ethernet?Task?Force中正在進(jìn)行的工作），或者需要整個網(wǎng)絡(luò)的絕大部分的全面配合。即使在單個電路板內(nèi)，新部件以及因此的新能耗源必須被添加以協(xié)調(diào)多個速率縮放設(shè)備的時鐘頻率。

其次，盡管速率適配技術(shù)所呈現(xiàn)的能量節(jié)約性能結(jié)果通常并不令人鼓舞，然而它們非常依賴于在給定設(shè)備內(nèi)可用的特定操作狀態(tài)集合以及所產(chǎn)生的功率-速率（PR，power-rate）功能。當(dāng)比較不同的方案時，對最佳解決方案的最終選擇僅能夠在輸入實(shí)際設(shè)備的真實(shí)參數(shù)之后被確定。對于直觀設(shè)計(jì)實(shí)踐的通用指南仍是不可用的。

因此，期望一種組合了睡眠狀態(tài)開發(fā)和速率縮放的最佳屬性的用于速率適配的方案，其同時克服了現(xiàn)有技術(shù)中可用的速率適配技術(shù)的限制。[AF問題：“限制”是否應(yīng)當(dāng)在這里被明確地寫出（例如協(xié)調(diào)的需要、明顯優(yōu)勝者的缺乏、能量節(jié)約與延遲降級之間的明顯折衷的缺乏）？]

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于通過速率適配實(shí)現(xiàn)分組網(wǎng)絡(luò)中的能量效率的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在具有多個不提供速率適配的相連網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分組網(wǎng)絡(luò)中建立速率適配域的方法，該方法具有以下步驟：首先，將多個相連網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)劃分成子域，每個子域具有與至少另一個子域的連接接口；然后，在連接接口之中標(biāo)識那些與速率無關(guān)的連接接口，其中通過所述連接接口的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾允桥c那些相連的子域的操作狀態(tài)無關(guān)地被保持的；接著，標(biāo)識其所有連接接口都是與速率無關(guān)的連接接口的至少一個子域；以及作為與速率無關(guān)的子域來操作這個子域。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，操作的步驟包括在輸入接口接收來自在所述速率適配域的上游的緊接著的那個域的分組；和建立關(guān)聯(lián)于所接收分組的服務(wù)質(zhì)量需求；進(jìn)一步地，在處理單元中處理所接收分組；在輸出接口將分組派送到在所述速率適配域的下游的緊接著的那個域；建立狀態(tài)變量的集合；利用所述狀態(tài)變量控制所述處理單元的操作狀態(tài)以控制在所述輸出接口上派送分組的速率；選擇所述狀態(tài)變量以滿足可行的離開曲線；以及進(jìn)一步選擇所述狀態(tài)變量以減少所述速率適配域中的能量消耗。