Robust Energy-aware Routing with Redundancy Elimination

Many studies in literature have shown that energy-aware routing (EAR) can significantly reduce energy consumption for backbone networks. Also, as an arising concern in networking research area, the protocol-independent traffic redundancy elimination (RE) technique helps to reduce (a.k.a compress) traffic load on backbone network. Motivation from a formulation perspective, we first present an extended model of the classical multi-commodity flow problem with compressible flows. Moreover, our model is robust with fluctuation of traffic demand and compression rate. In details, we allow any set of a predefined size of traffic flows to deviate simultaneously from their nominal volumes or compression rates. As an applicable example, we use this model to combine redundancy elimination and energy-aware routing to increase energy efficiency for a backbone network. Using this extra knowledge on the dynamics of the traffic pattern, we are able to significantly increase energy efficiency for the network. We formally define the problem and model it as a Mixed Integer Linear Program (MILP). We then propose an efficient heuristic algorithm that is suitable for large networks. Simulation results with real traffic traces on Abilene, Geant and Germany50 networks show that our approach allows for $16 - 28\%$ extra energy savings with respect to the classical EAR model.La gestion efficace de la consommation de l'énergie des réseaux de télécommunications est de nos jours un sujet d'une très grande importance. Plusieurs études ont réussi à prouver que le routage basé sur la consommation d'énergie réduit considérablement la consommation totale d'énergie du réseau. Nous avons dans cet article, combiné cette technique à celle de l'élimination de redondance de trafic, pour diminuer davantage l'energie consommée par un réseau coeur. Nous avons considéré une formulation robuste de ce problème dans le cas où il existe une incertitude autant au niveau de la valeur du volume de trafic que de celui du traux de redondance. Nous proposons, pour résoudre ce problème, un modèle linéaire, un algorithme exacte et une heuristique qui nous permettent des économies d'énergie allant de 16% à 28% comparé à la méthode classique de routage baseé sur l'énergie