Energy-aware data transfer algorithms
Enerjiye duyarlı veri transfer algoritmaları
- Tez No: 402723
- Danışmanlar: PROF. TEVFİK KOŞAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: State University of New York at Buffalo
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Internet üzerinden transfer edilen toplam data miktarı Exabyte ölçeğini aşarak çok yakın bir zamanda Zettabyte seviyelerine ulaşacaktır. Bu büyüklükteki data yer değişimini desteklemek için network altyapısı ile birlikte kaynak ve hedef sunucular ekonomik değeri milyar dolarlara ulaşan miktarlarda elektrik enerjisi harcamaktadırlar. Bundan önce yapılan çalışmalar ortalama olarak veri transferi elektrik harcamalarının %25 inin son kullanıcılar(kaynak ve hedef sunucular) tarafından, kalan kısmının ise network altyapısı tarafından harcandığını göstermektedir. Network altyapısındaki elektrik harcamalarını yönetmek için çok fazla sayıda çalışma yapılmasına rağmen, son kullanıcılarda elektrik tasarrufuna yönelik çok az sayıda çalışma vardır. Bizde çalışmamızda network altyapısı ile ilgili çalışmalar sorunun çözümü için önemli olsa da, son kullanıcı enerji yönetiminin veri transferi enerji verimliliğinde ve performansında çok önemli olduğunu ve bu alanın uzun suredir ihmal edildiğini gösteriyoruz. Bu çalışmada uygulama seviyesi optimizasyon teknikleri ile enerjiye duyarlı veri transferleri konusunda özgün bir yaklaşımın temelleri atılmıştır. Bunun için öncelikle veri transferi performansına ve enerji harcamasına etki eden parametreler tek tek analiz edilmiş, elde edilen analiz sonuçları doğrultusunda farklı enerji verimliliği kıstaslarına göre uygulama seviyesinde en iyi sonuçları veren model ve algoritmalar geliştirilmiştir. Yapılan deneyler, geliştirilen algoritmalar ve modellerle veri transferleri sırasında performans kaybı olmadan, son kullanıcılarda %60 a varan oranlarda enerji kazancı sağlanabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The amount of data moved over the Internet per year has already exceeded the Exabyte scale and soon will hit the Zettabyte range. To support this massive amount of data movement across the globe, the networking infrastructure as well as the source and destination nodes consume immense amount of electric power, with an estimated cost measured in billions of dollars. Prior studies show that approximately 25% of the data transfer power consumption happens at the end-systems (sender and receiver nodes) and the rest at the networking infrastructure. Despite the growing body of research in power management techniques for the networking infrastructure, there has been little work focusing on saving energy at the end-systems. We argue that although network-only approaches are important part of the solution, end-system power management is another key to optimizing data transfer energy efficiency, which has been long ignored. In this dissertation, we lay down the foundation of a novel approach for“energyaware data transfers”, through only application-level optimization. To achieve this goal, we investigated and analyzed various factors that affect the performance as well as energy consumption in end-to-end data transfers, such as the level of parallelism, concurrency and pipelining along with the data transfer rates at the network routers, switches and hubs. Our research resulted in application-level models and algorithms for the prediction of the best combination of protocol parameters for optimal data transfer throughput with energy-efficiency constraints. We have developed novel data transfer algorithms for various network protocols and platforms which aim to achieve different transfer throughput and energy consumption goals with different constraints:i) a Minimum Energy algorithm which aims to minimize the overall energy consumption without any performance concern; ii) a High Throughput Energy-Efficient algorithm which aims to maximize the throughput with low energy consumption constraints; iii) a Maximum Throughput algorithm which aims to maximize the throughput without any energy consumption concern; and iv) a set of SLA-based algorithms which lets the end-users to define their throughput or energy consumption requirements as part of a service-level agreement. Our experiments show that significant amount of energy savings (up to 60%) can be achieved at the end-systems during data transfer with no or minimal performance penalty if the correct parameter combination is used. In some cases, both the throughput can be maximized and the power consumption can be minimized at the same time. With the help of our SLA-based energy-efficient data transfer algorithms, the Internet service providers will be able to minimize the energy consumption during data transfers without compromising the SLA with the customer in terms of the promised performance level but still execute the transfers with minimal energy levels given the requirements.
Benzer Tezler
- Energy aware endurance framework for mission critical aerial networks
Güdümlü havasal ağlar için enerji farkında endürans modeli
YUSUF ÖZÇEVİK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERK CANBERK
- Kablosuz multimedya algılayıcı ağlar için görüntü sıkıştırmaya dayalı yeni bir enerji duyarlı uygulama katmanı algoritması geliştirme
Başlık çevirisi yok
ARAFAT ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RESUL KARA
- Heterojen kablosuz ağlar için bulanık mantık dikey el değiştirme algoritması
Fuzzy logic vertical handover algorithm for heterogeneous wireless networks
GÜRKAN COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Directional regularization based variational models for image recovery
Görüntü onarımı için yön güdümlü düzenlemeye dayalı varyasyonel modeller
EZGİ DEMİRCAN TÜREYEN
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ERSEL KAMAŞAK
- Adaptive energy-aware transmission scheme for wireless sensor networks
Kablosuz sensör ağları için uyarlanabilir enerjiye duyarlı iletim şeması
ABDULLAHI ABDU IBRAHIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDoğu Akdeniz Üniversitesi-Eastern Mediterranean UniversityBilgisayar Mühendisliği ve Enformatik Bilimler Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MUHAMMED SALAMAH