The energy demand for operating Information and Communication Technology (ICT) systems has been growing, implying in high operational costs and consequent increase of carbon emissions. Both in datacenters and telecom infrastructures, the networks represent a significant amount of energy spending. Given that, there is an increased demand for energy eficiency solutions, and several capabilities to save energy have been proposed. However, it is very dificult to orchestrate such energy eficiency capabilities, i.e., coordinate or combine them in the same network, ensuring a conflict-free operation and choosing the best one for a given scenario, ensuring that a capability not suited to the current bandwidth utilization will not be applied and lead to congestion or packet loss. Also, there is no way in the literature to do this taking business directives into account. In this regard, a method able to orchestrate diferent energy eficiency capabilities is proposed considering the possible combinations and conflicts among them, as well as the best option for a given bandwidth utilization and network characteristics. In the proposed method, the business policies specified in a high-level interface are refined down to the network level in order to bring highlevel directives into the operation, and a Utility Function is used to combine energy eficiency and performance requirements. A Decision Tree able to determine what to do in each scenario is deployed in a Software Defined Network environment. The proposed method was validated with diferent experiments, testing the Utility Function, checking the extra savings when combining several capabilities, the decision tree interpolation and dynamicity aspects. The orchestration proved to be valid to solve the problem of finding the best combination for a given scenario, achieving additional savings due to the combination, besides ensuring a conflict-free operation. / A demanda de energia para operar os Sistemas de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) tem crescido, implicando em altos custos operacionais e consequente aumento de emissão de carbono. Tanto em datacenters, quanto nas infraestruturas de telecomunicações, as redes têm uma contribuição significativa nos gastos de energia. Isto leva, como consequência, a uma crescente demanda por soluções de eficiência energética, e diversas funcionalidades para economizar energia têm sido propostas. No entanto, é muito difícil orquestrar tais funcionalidades, ou seja, coordená-las ou combiná-las na mesma rede, garantindo uma operação sem conflitos e escolhendo a melhor funcionalidade para um determinado cenário, assegurando que uma funcionalidade não adequada para a atual taxa de utilização da rede não será aplicada, levando-se a situações de congestionamento ou perda de pacotes. Também não há uma forma na literatura de fazer esta escolha a partir de diretivas de negócio. Neste âmbito, um método capaz de orquestrar diferentes funcionalidades de eficiência energética é proposto, considerando as possíveis combinações e conflitos entre elas, bem como a melhor opção para uma dada carga de trabalho e características da rede. No método proposto, as políticas de negócios são refinadas até o nível de rede de modo a trazer as diretivas de negócios para dentro da operação da rede, e uma Função de Utilidade é usada para combinar requisitos de eficiência energética e desempenho. Uma Árvore de Decisão capaz de determinar o que fazer em cada cenário é implementada em um ambiente de Redes Definidas por Software. O método proposto foi validado com diferentes experimentos, testando-se a Função de Utilidade, checando a economia adicional de energia ao combinar funcionalidades, a interpolação da Árvore dá Decisão e aspectos de dinamicidade. A orquestração mostrou-se válida para resolver o problema de encontrar a melhor combinação de funcionalidades para um determinado cenário, obtendo economias adicionais de energia devido à combinação de funcionalidades, além de garantir uma operação sem conflitos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-18052016-162431 |
| Date | 07 July 2015 |
| Creators | Ana Carolina Riekstin |
| Contributors | Tereza Cristina Melo de Brito Carvalho, Catalin Meirosu, Luciano Paschoal Gaspary, Cornelius de Laat, Alfredo Goldman Vel Lejbman, Marcos Antonio Simplicio Junior |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Elétrica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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