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当前绿色节能网络已成为工业界和学术界研究的热点问题。庞大的的通信网络所带来的电力耗费是相当巨大的。网络通信运营商在电力方面的支出在其运维支出中占据着相当大的比例。运营商庞大的通信网络中涵盖着数不胜数的路由转发基站,而基站中典型的网络设备就是对数据进行转发处理的路由设备。路由设备的耗电在整个网络中占据了很大的比例,但实际上路由器的能耗存在着很大的节约空间。因此,针对路由设备的低功耗研究和开发对降低整个通信网络的能源耗费是具有举足轻重的意义,同时也成为了构建绿色网络、提升能源利用效率的关键性课题之一。当前互联网骨干网络的平均带宽利用率约占30%,带宽平均最高利用率要低于45%,但是,为了保证网络数据流顺畅地流通以及应对网络突发状况的出现,当前的网络设备一般都是全天候满负荷运行,表现为网络设备所设计的最大带宽远远大于该网络的平均利用带宽。课题正是根据这方面的改进需求,实现了网络设备能根据实时负载情况动态调节频率参数和端口链路工作状态,从而来降低网络的总体能耗。基于当前路由设备的低功耗研究现状以及Net FPGA参考路由器工程设计研究,本文的研究工作主要包括以下三个方面的内容:1)完成基于流量统计的自适应调频技术的设计和实现,并给出了详细的流程设计和硬件实现方式。通过快速计算获取网络设备中的实时数据流量,并结合数字分频技术和自适应转换机制进行动态调整网络设备的工作频率。首次提出了基于路由前端模块的流量精确统计的调频技术AFCOMBOT。通过对流量负载的精确计算,结合带有缓冲功能的调频转换机制以及多频率合成模块,最终在Net FPGA的参考路由器上、基于Verilog-HDL实现了整个功能设计。2)完成基于定时机制的网络链路端口休眠技术的设计和实现。基于定时机制的休眠管理技术,结合流量感知技术、休眠控制技术以及基于时间分布的数据访问量统计来进行系统的低功耗管理,最后基于Perl与Verolog-HDL编程实现了对Net FPGA路由设备上网络端口的低功耗管理配置。3)基于上述两种低功耗技术在路由设备上进行性能与功耗测试、数据对比,分析。性能测试主要是由包发生器和功耗优化后的参考路由器构成一个数据流回路来进行的。功耗测试是基于NI-DAQ进行设备功耗数据采集与Labview上软件编程实现的。首先对优化路由器功能测试。在满足性能和服务质量的前提下,再进一步的对功耗进行测试,数据对比和分析。测试结果表明改进后的路由器可以带来相当可观的节电效果。