A hands on approach to a green solution aimed at optimizing the energy footprint of the NGN TLC networks

This thesis suggests a green solution aimed at power consumption reduction for data networks. The whole solution is based on an experimental research activity led in highly specialized laboratories of a well known IT infrastructures provider. Focusing on a core router used as a model, the results pointed out the energy profile of cooling system and line cards of the machine. This led to the definition of an algorithm able to reroute the traffic within an MPLS network to optimize the energy intake of each node, basing on its usage and number of line cards. In low loaded machines, the algorithm tries to empty links steering the traffic toward alternative routes so as to allow their hibernation with the consequent power savings. In highly loaded nodes the algorithm exploits the energy profile of the cooling system and through load balancing reduces the energy expense of the whole network due to machines' heating. Finally, the whole idea has been tested in a simulation which confirmed its effectiveness.

La tesi propone una soluzione volta alla riduzione del consumo energetico in reti di telecomunicazioni. L'intera soluzione si basa su un'attivita' di ricerca sperimentale condotta in laboratori altamente specializzati presso una nota azienda produttrice di infrastrutture IT e focalizzata su un router di core utilizzato come modello. I risultati hanno permesso di individuare e sfruttare le relazioni tra throughput e consumo energetico sia delle line cards installate nella macchina sia del sistema di raffreddamento; cio' ha portato alla definizione di un algoritmo in grado di reinstradare all'interno di una rete MPLS i flussi di traffico in maniera da ottimizzare i consumi di ogni singolo nodo basandosi su utilizzo e numero di linecards installate. Per macchine poco cariche la soluzione prevede l'ibernazione dei link il cui traffico e' stato totalmente reinstradato su percorsi alternativi, cosi da permetterne il passaggio allo stato di basso consumo; per nodi con un carico maggiore, per i quali puo' risultare piu' difficoltoso il totale svuotamento dei link, l'algoritmo svolge un'attivita' di load balancing atto alla riduzione dei consumi dovuti ai singoli sistemi di raffreddamento. L'idea alla base della soluzione proposta e' stata infine verificata attraverso una simulazione che ne ha confermato l'efficacia.