特許 5771748 ネットワーク要素の電力消費状態によるネットワークのグリーニング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5771748

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】ネットワーク要素の電力消費状態によるネットワークのグリーニング

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/721 20130101AFI20150813BHJP

   H04L 12/717 20130101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/721 Z

   H04L12/717

【請求項の数】19

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-522963(P2014-522963)

(86)(22)【出願日】2012年7月25日

(65)【公表番号】特表2014-522173(P2014-522173A)

(43)【公表日】2014年8月28日

(86)【国際出願番号】US2012048109

(87)【国際公開番号】WO2013016408

(87)【国際公開日】20130131

【審査請求日】2014年3月5日

(31)【優先権主張番号】61/511,461

(32)【優先日】2011年7月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヂャン，ミングィ

(72)【発明者】

【氏名】ドン，ジエ

(72)【発明者】

【氏名】アルドリン，サム ケー．

(72)【発明者】

【氏名】リー，ヤング

【審査官】 浦口 幸宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０７７９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１５３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３７８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／００−１２／２６

１２／５０−１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信ネットワークにおける経路の使用に関連する費用データと、前記経路の使用に関連する電力消費データとを有するデータ記憶部と、
前記費用データ及び前記電力消費データに基づき前記経路に関してスコアを決定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサと
を有し、
前記通信ネットワークは、複数のネットワーク要素を通る一以上のバックグラウンドデータフローを有し、前記経路の使用に関連する前記費用データは、夫々のバックグラウンドデータフローが通るネットワーク要素ごとの当該バックグラウンドデータフローに係るルーティング費用と、前記経路における夫々のネットワーク要素上の新たなデータフローのルーティング費用とを足し合わせることによって、決定される、
装置。

【請求項2】

前記経路の使用に関連する前記費用データに第１の定数を乗じ、前記経路の使用に関連する前記電力消費データに第２の定数を乗じ、それらの結果を足し合わせることによって、前記費用データ及び前記電力消費データに基づき前記経路に関してスコアを決定する、
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１の定数若しくは前記第２の定数又はそれら両方は、ユーザによって選択される、
請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、経路選択要求を受信するよう構成される、
請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記データ記憶部は、複数の経路に関して費用及び電力消費データを記憶するよう構成され、前記プロセッサは、該費用及び電力消費データに基づき夫々の経路に関してスコアを決定するよう構成される、
請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、最も低いスコアを有する経路を選択するよう構成される、
請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、所与の閾値を超えるスコアを有する全てのデータ経路を検討から外すよう構成される、
請求項５に記載の装置。

【請求項8】

前記経路に沿った論理リンクのための前記費用データは、ＩＧＰを用いて決定され、該ＩＧＰは、ＯＳＰＦ又はＩＳ−ＩＳである、
請求項１に記載の装置。

【請求項9】

複数のネットワーク要素からデータを受信するよう構成される経路計算要素を有し、
前記データは、前記複数のネットワーク要素の間の経路を確立するための費用を含み、
前記データは、前記複数のネットワーク要素の間の前記経路を確立するための電力消費データを更に含み、
前記経路計算要素は、前記費用及び前記電力消費データに基づき前記経路に関してスコアを決定するよう構成され、
一以上のバックグラウンドデータフローが複数のネットワーク要素を通り、前記費用が、夫々のバックグラウンドデータフローが通るネットワーク要素ごとの当該バックグラウンドデータフローに係るルーティング費用と、前記経路における夫々のネットワーク要素上の新たなデータフローのルーティング費用とを足し合わせることによって、決定される、
装置。

【請求項10】

前記複数のネットワーク要素の間の前記経路を確立するための電力消費データは、前記複数のネットワーク要素のデータトラフィック負荷の容量の別個のパーセンテージ範囲に対するネットワーク要素の電力消費データを含む、
請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記複数のネットワーク要素の間の前記経路を確立するための電力消費データは、遊休状態モード及び休止状態モードにあるネットワーク要素の電力消費データを含む、
請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記データトラフィック負荷は、Ｃ−Ｓｔａｔｅとして表され、対応する電力消費データは、Ｐ−Ｓｔａｔｅとして表される、
請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記Ｐ−Ｓｔａｔｅは、前記ネットワーク要素が休止モードにあることを前記Ｃ−Ｓｔａｔｅが示す場合に約零であり、前記Ｐ−Ｓｔａｔｅは、前記ネットワーク要素が遊休モードにあることを前記Ｃ−Ｓｔａｔｅが示す場合に最大値の半分を超え、前記Ｐ−Ｓｔａｔｅは、複数のＣ−Ｓｔａｔｅ範囲の夫々にわたっておおよそ一定であり、前記Ｐ−Ｓｔａｔｅは、最大のＣ−Ｓｔａｔｅのほぼ半分からほぼ最大のＣ−Ｓｔａｔｅまで延在するＣ−Ｓｔａｔｅ範囲にわたってほぼ最大である、
請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

通信ネットワークにおける複数の経路に関して費用データを求めるステップと、
前記複数の経路に関して電力消費データを求めるステップと、
前記費用データ及び前記電力消費データに基づき前記複数の経路に関して１又はそれ以上のスコアを決定するステップと
を有し、
前記通信ネットワークは、複数のネットワーク要素を通る一以上のバックグラウンドデータフローを有し、前記費用データは、夫々のバックグラウンドデータフローが通るネットワーク要素ごとの当該バックグラウンドデータフローに係るルーティング費用と、前記経路における夫々のネットワーク要素上の新たなデータフローのルーティング費用とを足し合わせることによって、決定される、
方法。

【請求項15】

前記経路のスコアに基づき新たなデータトラフィックに関して経路を選択するステップ
を更に有する請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記費用データ及び前記電力消費データに基づき前記複数の経路に関してスコアを決定する前記ステップは、現在のネットワーク使用状態において既存のデータトラフィックのためのデータを用いて複数の経路に関して単一のスコアを決定するステップを有する、
請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

現在のネットワーク使用状態のルートとは異なるルート中の複数の経路のうちのいずれかの経路をデータが通る状態である、代替のネットワーク使用状態に関してスコアを決定するステップ
を更に有する請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

代替のネットワーク使用状態に関するスコアが現在のネットワーク使用状態に関するスコアよりも低い場合は既存のデータトラフィックを再ルーティングするステップ
を更に有する請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

既存のデータトラフィックは、ネットワーク要素が休止状態モードに置かれることを可能にするようルーティングされる、
請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

大規模ネットワークは、通常は、相互接続されたネットワーク要素（Network Element；ＮＥ）の複層的なウェブへ接続された多くのクライアントマシンを有する。通常、複数の冗長なＮＥが、互いのためのバックアップシステムとして機能するよう存在する。いずれか１つのＮＥが適切に機能しなくなる場合に、冗長なＮＥは、失敗したＮＥデータトラフィックを即座に受け入れて、ネットワークが正常に機能し続けることができるようにする。

【0002】

クライアントマシン間のデータトラフィックは、通常は、もっぱら費用アルゴリズムに基づきネットワークをルーティングされる。費用アルゴリズムは、システム遅延及び信頼性を表すよう意図された様々なメトリックを含んでよい。典型的な費用アルゴリズムは、ネットワーク電力利用に関する如何なるメトリックも含まない。その結果、従来の費用のみのルーティングはエネルギ効率を無視し、著しくエネルギ効率が悪い態様で機能するようネットワークに求めることがある。例えば、２つのデータ経路は、たとえ１つのＮＥがそれら両方の経路を扱うことができ、他方のＮＥが休止状態モードに置かれることを可能にするとしても、２つのＮＥを通ってルーティングされることがある。増加の一途をたどるエネルギの費用と、増大する通信帯域幅に対するコンスタントな需要とに起因して、エネルギ効率のよいプロセスの採用は、電気通信サービスプロバイダを著しい金銭上の無駄から救うことができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

既存のプロセスは、一貫した且つ有用なフォーマットにおいて異なるネットワーク状態にあるネットワークに関して電力消費データを集めることができない。ネットワークに関する十分な電力消費データなしでは、増大するエネルギ効率のための理にかなったルーティング決定は行われ得ない。一貫したエネルギ効率メトリックなしでは、如何なるデータ経路もエネルギ費用を考慮せずに設定され、そして、既存のトラフィックは、システム要求が変化する場合に、より最適なデータ経路へ転送され得ない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

実施形態において、本開示は、通信ネットワークにおける経路の使用に関連する費用データを有するデータ記憶部を備える装置を含む。データ記憶部は、経路の使用に関連する電力消費データを更に有する。装置は、費用データ及び電力消費データに基づき経路に関してスコアを決定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサを更に有する。

【0005】

実施形態においては、本開示は、複数のネットワーク要素（ＮＥ）からデータを受信するよう構成される経路計算要素（path computation element；ＰＣＥ）を有する装置を含む。データは、複数のＮＥの間の経路を確立するための費用及び電力消費データを有する。ＰＣＥは、費用及び電力消費データに基づき経路に関してスコアを決定するよう構成される。

【0006】

実施形態において、本開示は、通信ネットワークにおける複数の経路に関して費用データを求めるステップと、前記複数の経路に関して電力消費データを求めるステップと、前記費用データ及び前記電力消費データに基づき前記複数の経路に関して１又はそれ以上のスコアを決定するステップとを有する方法を含む。

【0007】

これら及び他の特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲に関連して読まれる以下の詳細な説明から、より明らかに理解されるであろう。

【0008】

本開示のより完全な理解のために、ここで、添付の図面及び詳細な説明に関連して読まれる以下の簡単な説明が参照される。なお、同じ参照符号は同じ部分を表す。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ネットワークの実施形態の接続図である。

【図2】ネットワークの実施形態の接続図である。

【図3】ＮＥの実施形態の概略図である。

【図4】ＮＥの実施形態の電力消費データの例の棒グラフである。

【図5】表形式におけるＮＥの実施形態の電力消費データの例である。

【図6】ネットワークサブセットの実施形態の概略図である。

【図7】新規なルート選択方法の実施形態のフロー図である。

【図8】ネットワークデータトラフィックの負荷最適化方法の実施形態のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

１又はそれ以上の実施形態の例示的な実施態様が以下で与えられるが、開示されるシステム及び／又は方法は、現在知られていようと又は存在していようと、如何なる数の技術によっても実施されてよいことが、最初に理解されるべきである。本開示は、例示的な実施態様、図面、及び以下で例示される技術（ここで例示及び記載される例となる設計及び実施態様を含む。）に決して制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等の範囲内で変形されてよい。

【0011】

本願では、ネットワークの電力消費データを取得し、その電力消費データと従来の費用メトリックとに基づき理にかなったルーティング決定を行う装置及び方法が開示される。夫々のＮＥに関する電力消費データは、表形式において表される。ＮＥに関する電力消費データは、そのＮＥを通る複数の別個のデータトラフィック負荷に関する表においてリストアップされる。ＮＥに関する電力消費データはそのＮＥのＰ−Ｓｔａｔｅであり、電力消費データに対応するトラフィック負荷はそのＮＥのＣ−Ｓｔａｔｅである。データトラフィック負荷は、休止状態モードと、遊休状態と、ＮＥ容量のパーセンテージ範囲として夫々表されるＮＥに関する最大容量以下の負荷とを含んでよい。システムアーキテクチャに依存してＮＥ又はＰＣＥのいずれかであるルーティング要素は、考慮されるべき夫々のノード及び／又はリンクに関して電力消費データを収集及び／又は記憶する。ルーティング要素は、現在のネットワーク状態及び潜在的な代替のネットワーク状態を評価してよい。代替のネットワーク状態の夫々は、新たに要求されたルートを含んでよい。評価は式Ｓ＝α×Ｃｏｓｔ＋β×Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎを用いて行われてよい。なお、Ｓはスコアであり、Ｃｏｓｔはそのネットワーク状態の総計のルーティング費用であり、Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎはそのネットワーク状態の総計の電力消費量である。α及びβは、ルーティング費用又はエネルギ効率を支持して計算を重み付けするようネットワークオペレータ又は他のユーザによって選択され得る係数である。α及びβは関係α＋β＝１を保ってよい。評価が完了すると、ルーティング要素は、最低スコアを有する代替のネットワーク状態を選択し、然るべくルーティングしてよい。ネットワークはまた、現在のネットワーク状態のスコアを代替のネットワーク状態のスコアと比較することによって既存のトラフィックを最適化してよい。代替のネットワーク状態のいずれかがより低いスコアを有する場合は、ルーティング要素は、最低スコアを有する代替のネットワーク状態を選択し、然るべく既存の及び／又は新たなトラフィックを再ルーティングする。

【0012】

図１は、ネットワーク１００の実施形態の接続図である。ネットワーク１００は、複数のノードを介して接続された１又はそれ以上の経路計算クライアント（path computation client；ＰＣＣ）１１０を有する。ＰＣＣ１１０は、ノードを介して互いに情報を送ってよく、データ経路の源及び／又は送り先となることができる。ネットワーク１００は、ＮＥ１２０を有することができる複数のノードを更に有し、ＮＥ１２０は、互い及び／又はＰＣＣ１１０の間でデータを送信してよい。ネットワーク１００のノードは、１又はそれ以上の冗長なＮＥ１２１を更に有してよい。冗長なＮＥ１２１は、ＮＥ１２０が機能しなくなるか又は過負荷状態となる場合にデータトラフィックを受け入れるようネットワーク１００において存在する。冗長なＮＥ１２１は、所与の時点でデータを送信するのに必要とされないＮＥ１２０である。ネットワークデータトラフィック負荷に応じて、冗長なＮＥ１２１はＮＥ１２０になることができ、ＮＥ１２０は冗長なＮＥ１２１になることができる。夫々のＮＥ１２０は、所与の時点でのネットワーク１００におけるトラフィックの量であるネットワークデータトラフィック負荷の一部を管理する。ネットワーク１００において、ＮＥ１２０、冗長なＮＥ１２１、又はそれら両方はルーティング要素として動作してよい。ルーティング要素は、ネットワークルーティング決定を行うことに関与してよい。ルーティング要素はデータ記憶部を有してよく、データ記憶部は、通信ネットワークにおける１又はそれ以上のデータ経路の使用に関連する費用データを有してよい。データ記憶部は、データ経路の使用に関連する電力消費データ及び／又はネットワークにおけるルーティング決定を行うことに関する他のデータを更に有してよい。ルーティング要素は、後述されるように費用データ及び電力消費データに基づき経路に関してスコアを決定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサを更に有してよい。ネットワーク１００におけるルーティングは分散態様において行われてよい。

【0013】

ＮＥ１２０及び冗長なＮＥ１２１は、動作するのに電力を消費することがある。ＮＥ１２０は、少数のデータ経路を管理するための大きな電力と、付加的なデータ経路を管理するための少量の追加の電力とを必要とすることがある。従来の費用のみのルーティングアルゴリズムは、そのような電力消費データを無視し、ＮＥ１２０及び冗長なＮＥ１２１の両方を通してデータ経路をルーティングすることがある。そのような費用のみのルーティングアルゴリズムは、全てのネットワーク要素が常にアクティブであることを必要とし、これは準最適な電力消費につながる。ネットワーク１００は、一部のＮＥ１２０を通して可能な限り多くのデータ経路をルーティングし、それらのＮＥ１２０に関する電力費用をわずかに増大させ、冗長なＮＥ１２１から離れてデータ経路をルーティングすることによって、最適化され得、これにより、有意な電力節約のために冗長なＮＥ１２１が休止状態に置かれることが可能となる。ネットワーク１００の全体的な電力消費量はそれにより、冗長なＮＥ１２１の低減した電力消費量とＮＥ１２０の増大した電力消費量との間の差だけ削減される。図１の太線は、全ての冗長なＮＥ１２１が休止状態に置かれることを可能にする最適化されたルーティングスキームを示す。

【0014】

図２は、ネットワーク２００の実施形態の接続図である。ネットワーク２００は、１又はそれ以上のＰＣＥ２３０がネットワーク１００において見られるようなＮＥ１２０及び１２１の代わりにルーティング要素として動作してよい点を除いて、ネットワーク１００と実質的に同じである態様において動作する。ＰＣＥ２３０は、Open Shortest Path First（ＯＳＰＦ）若しくはIntermediate System to Intermediate System（ＩＳ−ＩＳ）のようなInterior Gateway Protocol（ＩＧＰ）、Simple Network Management Protocol（ＳＮＭＰ）、及び／又は同様のプロトコル若しくはアルゴリズムを用いて、複数のＮＥ２１１からデータを受信するよう構成されてよい。データは、ＮＥ２１１の間の経路を確立するためのルーティング費用及び電力消費データを含んでよい。ＰＣＥはまた、後述されるように、ルーティング費用及び電力消費データに基づき経路に関してスコアを決定するよう構成されてよい。ネットワーク２００は１又はそれ以上のＰＣＣ２２０を有してよく、ＰＣＣ２２０はＰＣＥ２３０及び１又はそれ以上のＮＥ２１１へ接続されてよい。ＮＥ２１１は、ＮＥ２１１の相互接続ネットワーク２１０の部分であってよい。

【0015】

図３は、ＮＥ３００の実施形態の概略図であり、ＮＥ３００は、ネットワーク１００及び／又は２００におけるノードとして機能してよい。当業者には当然に、用語「ネットワーク要素」又は「ＮＥ」は広範な装置を包含し、ＮＥ３００はその単なる一例にすぎない。ＮＥ３００は、説明を明確にするために含まれるが、決して本開示の適用を特定のＮＥ実施形態又はＮＥ実施形態の分類に制限するよう意図されない。本開示において記載される特徴／方法の少なくとも一部は、ＮＥ３００のようなネットワーク装置又は要素において実施されてよい。例えば、本開示における特徴／方法は、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェアで実行されるようインストールされたソフトウェアを用いて実施されてよい。ＮＥ３００は、例えば、スイッチ、ルータ、ブリッジ、サーバ等のような、ネットワークを介してフレームを運ぶ如何なる装置であってもよい。図３で示されるように、ＮＥ３００は、他のノードからフレームを受信する複数の入口ポート３２０へ結合される受信機（Ｒｘ）３１０と、フレームを送信すべきノードを決定するよう受信機へ結合されるロジックユニット３３０と、ロジックユニット３３０へ及び他のノードにフレームを送信する複数の出口ポート３５０へ結合される送信機（Ｔｘ）３４０とを有してよい。ロジックユニット３３０は、１若しくはそれ以上のマルチコアプロセッサ及び／又はメモリ装置を有してよく、メモリ装置はデータ記憶部として機能してよい。入口ポート３２０及び／又は出口ポート３５０は、電気的及び／又は光学的な送信及び／又は受信要素を含んでよい。ＮＥ３００は、ルーティング決定を行うルーティング要素であっても又はそうでなくてもよい。

【0016】

図４は、ＮＥ３００のようなＮＥの実施形態の電力消費データ４００の例の棒グラフである。電力消費データ４００は説明のために用いられ、この記載に従って、例となる計算は例となるデータを有して始められてよい。グラフは、ＮＥのデータトラフィック負荷容量の別個のパーセンテージ範囲に対する平均のＮＥの電力消費データ４００を示す。データトラフィック負荷容量は、ＮＥによって管理され且つ／あるいはＮＥを通ってルーティングされ得る接続及び／又はデータ経路の最大数であってよい。ＮＥの電力消費データ４００は、ＮＥの製造者から入手可能であってよい。例となるデータは、ＮＥが遊休状態の間に５０ワットの電力を消費することを示す。これは、ＮＥが、データ経路を管理しなくても動作時に５０ワットの電力を消費することを意味する。ＮＥは、その容量の１から１０パーセントを管理する場合に平均７０ワットの電力を消費する。ＮＥは、１０から２０パーセントの間の容量で８０ワット、２０から３０パーセントの容量で８５ワット、３０から４０パーセントの容量で８８ワット、４０から５０パーセントの容量で９０ワット、及び５０から１００パーセントの容量で９１ワットを消費する。当業者には当然に、電力消費データ４００を有するＮＥは、データトラフィック負荷容量のより高いパーセンテージで動作する場合に単位電力あたりより多くのデータ経路を管理することができ、従って、ＮＥのデータトラフィック負荷容量以下で漸進的により多いデータ経路を管理する場合に漸進的によりエネルギ効率がよくなる。

【0017】

図５は、表形式におけるＮＥの実施形態の電力消費データ５００の例である。電力消費データ５００は、それが表形式において表されている点を除いて、電力消費データ４００と実質的に同じである。当業者には当然に、ＮＥは、使用されない場合に休止状態モードに入るよう構成される。ＮＥの休止状態モードに関するデータ５００が表に加えられており、ＮＥが休止状態モードにあるときは電力を消費しないことを示す。パーセンテージによるＮＥのデータトラフィック負荷容量はＣ−Ｓｔａｔｅ列として表され、関連する電力使用量はＰ−Ｓｔａｔｅ列として表される。

【0018】

図６は、ネットワークサブセット６００の実施形態の概略図である。ネットワークサブセット６００は、本願で提供される計算及び方法のための簡単な例を与える目的で開示される。ネットワークサブセット６００は、ネットワーク１００、ネットワーク２００、及び／又は多くの他のネットワークアーキテクチャ若しくはトポロジのサブセットであってよい。ネットワークサブセット６００は、ノードＳ６１０、ノードＡ６２０、ノードＢ６３０、及びノードＴ６４０を有してよい。それらのノードはＮＥを有してよい。ノードは、論理リンクによって局所的に接続又は結合されてよい。夫々のリンクは、ＯＳＰＦ若しくはＩＳ−ＩＳのようなＩＧＰ、ＳＮＭＰ、及び／又は同様のプロトコル若しくはアルゴリズムを用いて、従来のルーティング費用メトリックによって決定され得る関連するルーティング費用を有してよい。リンクＳＡ６５３はノードＳ６１０とノードＡ６２０とを接続し、４のルーティング費用を有してよい。リンクＳＢ６５１はノードＳ６１０とノードＢ６３０とを接続し、３のルーティング費用を有してよい。リンクＢＴ６５２はノードＢ６３０とノードＴ６４０とを接続し、３のルーティング費用を有してよい。リンクＡＴ６５４はノードＡ６２０とノードＴ６４０とを接続し、４のルーティング費用を有してよい。ネットワークサブセット６００において、データは、第１のデータ経路６６１又は第２のデータ経路６２２に沿ってノードＳ６１０からノードＴ６４０へ送信されてよい。データ経路は、Shortest Path First（ＳＰＦ）、Constrained Shortest Path First（ＣＳＰＦ）、Equal Cost Multi-Path（ＥＣＭＰ）ルーティング、［ＲＦＣ ４９１５］によって定義されるmulti-topology（ＭＰ）、Resource Reservation Protocol − Traffic Engineering（ＲＳＶＰ−ＴＥ）、Label Distribution Protocol（ＬＤＰ）、及び／又は他の一般的に用いられるルーティングプロトコル若しくはアルゴリズムのような様々なルーティングプロトコル／アルゴリズムによって決定されてよい。

【0019】

以下の式は、ネットワークサブセット６００におけるデータ経路に沿った新しいデータフローのルーティング費用及び電力消費データの両方を考慮するために用いられてよい：

【0020】

【数1】

式１において、Ｓは、単一のデータ経路に沿った新しいデータフローに関するスコアであり、ルーティング決定のために使用されよく、Ｃｏｓｔは、式２によって決定されるデータ経路のネットワークルーティング費用であってよい。Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎは、電力消費データに基づくネットワークにおける全てのノード及び／又は論理リンクの電力消費量の和であってよい。α及びβは、より高いルーティング効率又はより高いエネルギ効率のために計算をバイアスするようシステムオペレータ又は他のユーザによって使用され得る係数であってよい。α及びβは、α＋β＝１の関係を維持してよい。式２において、ｆ_ｉはｉ番目のデータフローであり、Ｐ_ｉは、ｉ番目のデータフローが横断する潜在的なデータ経路であり、Ｗ_ｌは、特定のリンク及び／又はノードを用いるルーティング費用である。Ｃｏｓｔは、ｉ番目のフロー及びバックグラウンドのデータフローを含む全てのデータフローに基づく総計のネットワークルーティング費用である。式１及び２は、全てのバックグラウンドフロー及び新しい潜在的なデータ経路に関するルーティング費用及び電力消費データに基づきネットワーク状態について合計スコアを決定するために使用されてよい。式１及び２は、ｉ番目のフローを受け入れるよう代替の潜在的なデータ経路を選択することによって、繰り返し適用されてよい。その場合に、それらの結果は比較されてよく、最低の合計ネットワークスコアを有する潜在的なデータ経路が選択されてよい。式１及び／又は式２を用いることによって、ルーティング要素は、データ経路の使用に関連する費用データに第１の定数を乗じ、データ経路の使用に関連する電力消費データに第２の定数を乗じ、それらの結果を足し合わせることによって、費用データ及び電力消費データに基づきデータ経路に関してスコアを決定することができる。代替の実施形態では、式１及び式２によって具現される原理は、全体のネットワーク状態の電力消費量及びルーティング費用ではなく個々の経路の電力消費量及びルーティング費用のみを計算することによって、潜在的な経路のスコアを計算するために使用されてよい。

【0021】

式１及び２は、データネットワークサブセット６００に基づく例となる評価計算の部分として使用される。計算の簡単のために、夫々のリンクは、図５で開示される電力消費データを有すると仮定され、夫々のノードは、電力を必要としないと仮定される。夫々のリンクは、毎秒１０ギガビット（Ｇｂｐｓ）のデータトラフィック負荷容量を有すると仮定される。第１のデータ経路６６１は、１Ｇｂｐｓのバックグラウンドフローを有してよく、第２のデータ経路６６２は、２Ｇｂｐｓのバックグラウンドフローを有してよい。アルファは０．６であり、βは０．４であると仮定される。夫々のリンクのルーティング費用は図６において挙げられている。現在のネットワーク状態のスコアは、次のように計算され得る：

Ｓ_０＝０．６×（２×８＋１×６）＋０．４×（８０＋８０＋７０＋７０）
＝１３３．２

ノードＳ６１０は、ノードＴ６４０へ追加の１Ｇｂｐｓのデータトラフィックを転送すると決定してよい。ネットワークサブセット６００において、第１のデータ経路６６１及び第２のデータ経路６６２は、そのような転送を達成するよう利用可能である。潜在的なデータ経路の１つを選択した後のネットワーク状態の潜在的なスコアは、次のように計算され得る：

Ｓ_１＝０．６×（２×８＋２×６）＋０．４×（８０＋８０＋８０＋８０）
＝１４４．８
Ｓ_２＝０．６×（３×８＋１×６）＋０．４×（８５＋８５＋７０＋７０）
＝１４２

なお、Ｓ_１は、第１のデータ経路６６１を選択した後のネットワーク状態であり、Ｓ_２は、第２のデータ経路６６２を選択した後のネットワーク状態である。ルーティング要素はＮＥ１２０又はＰＣＥ２３０であってよく、第２のデータ経路６６２のスコアが第１のデータ経路６６１のスコアよりも低いので第２のデータ経路６６２に沿って新しいデータフローをルーティングしてよい。一方、従来の費用のみのルーティングシステムは、第１及び第２の両方のデータ経路を解析し、ルーティング費用６がルーティング費用８よりも低いので、電力消費の差に関わらず、逆の選択をするであろう。

【0022】

ネットワークサブセット６００に置かれた必要条件に応じて、ルーティング要素はまた、バックグラウンドのデータトラフィックを再ルーティングすることによって、ネットワークサブセット６００におけるデータトラフィック負荷を最適化することを考慮してよい。全てのデータトラフィックが第１のデータ経路６６１へ再ルーティングされる場合は、ノードＡ６２０、リンクＳＡ６５３、及びリンクＡＴ６５４は全て休止状態モードに置かれてよい。ネットワークサブセット６００の状態のスコアは、次のように計算される：

Ｓ_３＝０．６×（４×６）＋０．４×（８８＋８８）＝８４．８

なお、Ｓ_３は、全てのデータトラフィックが第１のデータ経路６６１に沿って再ルーティングされるネットワーク状態である。Ｓ_３に関するスコアはＳ_１及びＳ_２のいずれに関するスコアよりも低いので、ルーティング要素はネットワーク状態Ｓ_３を選択し、然るべくルーティング変更を行ってよい。

【0023】

図７は、新規なルート選択方法７００の実施形態のフロー図である。ルート選択方法７００は、wavelength switched optical networks（ＷＳＯＮ）のような光ネットワーク、電気分野において動作するネットワーク、及び電力を消費するＮＥを有する他のネットワークにおいて使用されてよい。図７において、ステップ７０１で、ルーティング要素は、新しいデータ経路に沿って新しいデータフローをルーティングするための要求を受け取る。次いで、ステップ７０２で、費用データ及び電力消費データが、ネットワークにおける複数の潜在的なデータ経路に関して求められてよい。上記の式を用いると、ステップ７０３で、ルーティング要素は、異なる新しい潜在的なデータ経路を夫々含む複数の代替のネットワーク状態のスコアを決定してよい。代替案として、ルーティング要素は、ネットワーク状態のバックグラウンドのデータフローを考慮せずに、費用及び電力消費データに基づき夫々の新しいデータ経路を個別に評価してよい。次いで、ステップ７０４で、ルーティング要素は、最低のネットワーク状態又はデータ経路スコアをもたらす新しいデータトラフィックのための新しいデータ経路を選択してよい。効率の良さのために、ルーティング要素は、特定の基準に基づき明らかに次善のデータ経路を考慮から外してよい。例えば、ルーティング要素は、２００を超えるスコア又は１００ワットを超える電力消費データを有する全てのデータ経路を現在又は将来の考慮から外すよう構成されてよい。

【0024】

図８は、ネットワークデータトラフィック負荷の最適化方法８００の実施形態のフロー図である。データトラフィック負荷の最適化方法８００は、ＷＳＯＮのような光ネットワーク、電気分野において動作するネットワーク、及び電力を消費するＮＥを有する他のネットワークにおいて使用されてよい。ステップ８０１で、ルーティング要素は、最適化要求を受け取って、プログラミング又は入力に基づき最適化を開始するか、あるいは、別なふうに、ネットワークにおけるデータトラフィック負荷を最適化すると決定してよい。ステップ８０２で、ルーティング要素は、ネットワークにおける要素に関してルーティング費用及び電力消費データを求めてよい。次いで、ステップ８０３で、ルーティング要素は、上記の式を用いて、現在のネットワーク状態に関するスコアと、潜在的な代替の状態に関するスコアとを決定してよい。ステップ８０４で、代替の状態のスコアが現在の状態のスコアよりも低い場合は、ステップ８０５で、ルーティング要素は、最低スコアを有する代替のネットワーク状態に相反しない態様においてデータトラフィックを再ルーティングしてよい。既存のデータトラフィックのそのような再ルーティングは、１又はそれ以上のＮＥが休止状態モードに置かれることを可能にすることができる。現在のネットワーク状態が最低スコアを有する場合は、最適化は必要とされない。次いで、ステップ８０６で、ルーティング要素は、最適化を開始する要素へ適切な応答を送信してよい。

【0025】

複数の実施形態が開示され、当業者によってなされるそれらの実施形態及び／又は実施形態の特徴の変形、結合、及び／又は改良は本開示の適用範囲内にある。実施形態の特徴を組み合わせ、結合し、及び／又は削除することにより得られる代替の実施形態も本開示の適用範囲内にある。数値範囲又は制限が明示的に示される場合に、そのような明示された範囲又は正弦波、明示的に示されている範囲又は制限の範囲内にある同様の大きさの反復範囲又は制限を含むと理解されてよい（例えば、「約１から約１０」は２、３、４等を含み、「０．１０よりも大きい」は０．１１、０．１２、０．１３等を含む、等）。例えば、下限Ｒｌ及び上限Ｒｕを有する数値範囲が開示されているときはいつでも、その範囲内にある如何なる数も具体的に開示されている。特に、その範囲になる次の数が具体的に開示される。すなわち、Ｒ＝Ｒｌ＋ｋ×（Ｒｕ−Ｒｌ）。ここで、ｋは、１パーセント刻みで増える１パーセントから１００パーセントまでの変数である。すなわち、ｋは、１パーセント、２パーセント、３パーセント、４パーセント、５パーセント、・・・、５０パーセント、５１パーセント、５２パーセント、・・・、９５パーセント、９６パーセント、９７パーセント、９８パーセント、９９パーセント、又は１００パーセントである。更に、上述されたように２つのＲの数によって定義される如何なる数値範囲も具体的に開示される。請求項のいずれかの要素に関する語「任意に」の使用は、その要素が必要とされるか、あるいは代替的に、その要素が必要とされないことを意味し、いずれも請求項の適用範囲内にある。「有する」、「含む」、及び「備える」等の広い意味の用語の使用は、「〜から成る」、「本質的に〜から成る」、及び「実質的に〜から成る」等の狭い意味の用語をサポートすると理解されてよい。従って、保護の範囲は、上記に記載されている説明によって限定されず、以下の特許請求の範囲によって画定され、その範囲は、特許請求の範囲の主題のすべての均等物を含む。あらゆる特許請求項がさらなる開示として本明細書に組み込まれており、特許請求の範囲は本開示の実施形態（複数の場合もあり）である。本開示における引用文献、特に本願の優先日よりも後の刊行日を有する任意の引用文献の考察は、それが従来技術であることを認めるものではない。本開示において引用されているすべての特許、特許出願、および刊行物の開示は、それらが本開示を補助する例示的な、手続き上の、または他の詳細を提供する限りにおいて、参照によって本明細書に援用される。

【0026】

いくつかの実施形態が本開示において提供されてきたが、開示されているシステム及び方法は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく多くの他の特定の形態において具現化され得ることは理解されるべきである。本発明の実施例は例示とみなされるべきであり、限定ではなく、本明細書において与えられている詳細に限定されることは意図されていない。たとえば、さまざまな要素若しくは構成要素は組み合わされるか、又は別のシステムに統合されてもよく、あるいは、特定の特徴は省略されるか、又は実装されなくてもよい。

【0027】

加えて、さまざまな実施形態において個別又は別個のものとして説明及び例示されている技法、システム、サブシステム、及び方法は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステム、モジュール、技法、又は方法と組み合わされ、あるいは、統合されてもよい。互いに結合若しくは直接的に結合又は通信しているものとして図示又は説明されている他のアイテムは、それが電気的、機械的、又は他の様態であるかにかかわらず、何らかのインターフェース、デバイス、又は中間構成要素を通じて間接的に結合又は通信していてもよい。変更、置換、及び代替の他の例が当業者によって解明可能であり、本明細書に開示されている精神及び範囲から逸脱することなくなされ得る。

【0028】

［関連出願の相互参照］
本願は、“Greening the Network with the Power Consumption Statuses of Network Components”と題された、Zhang外による２０１１年７月２５日付けで出願された米国特許仮出願第６１／５１１４６１号に基づく優先権を主張するものであり、この特許出願は、その全文は参照により本願に援用される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図4】