Green communications: an environment to support energy-aware networks developments

Abstract

The continuous joint growth of the communication networks is causing a simultaneous increase in the energy consumption of these infrastructures. To help fight the consequent environmental impact is required that new traffic engineering techniques are developed to help mitigate this energy consumption. This work proposes the Flexcomm Simulator 1 , a simulation environment with the intent of creating a platform that helps to develop new routing algorithms, that combine Software Defined Networking (SDN) and Energy Flexibility techniques to optimize the energy consumption of large scale wired communication networks. The environment allows simulating real infrastructures conditions, so policies can be developed close to real scenarios, facilitating their deployment in real environments. The tool’s abilities have been demonstrated, by generating data that allows the evaluation of different routing strategies. Moreover, the Flexcomm Simulator has made possible the developments on early work of new algorithms that demonstrate the ability to achieve a more balanced energy consumption. These new techniques are capable of adapting to changes in energy availability and relocating network flows across different regions of a network, respecting flexibility imposed by electrical grids while maintaining a minimum Quality of Service (QoS).

O contínuo crescimento conjunto das redes de comunicação está a causar simultaneamente um aumento no consumo energético destas infraestruturas. Para ajudar a combater o consequente impacto ambiental, é necessário que novas técnicas de engenharia de tráfego sejam desenvolvidas para ajudar a mitigar este consumo energético. Este trabalho propõe o Flexcomm Simulator, um ambiente de simulação com o intuito de criar uma plataforma que ajude no desenvolvimento de novos algoritmos de routing, que combinem técnicas de SDN e Flexibilidade Energética para otimizar consumo energético em redes de comunicação de larga escala. O ambiente permite simular condições de infraestruturas reais, de forma a que políticas possam ser desenvolvidas o mais perto possível da realidade, facilitando a sua adaptação em ambientes reais. As capacidades da ferramenta foram demonstradas, gerando informação que permite avaliar diferentes estratégias de routing. Para além disso, o Flexcomm Simulator tornou possível o desenvolvimento de trabalho inicial em novos algoritmos que demonstram a capacidade de atingir um consumo energético mais balanceado. Estas novas técnicas demonstram a capacidade de se adaptarem a mudanças na disponibilidade energética e de realocarem fluxos de comunicação ao longo de vários pontos de uma rede, respeitando a flexibilidade imposta pela rede elétrica enquanto mantendo níveis mínimos de qualidade de serviço.