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数据中心规模的爆炸性膨胀加剧了能量消耗,限制了云服务的可持续增长并且严重困扰着数据中心的运营商。近年来,研究学者们提出大量先进的数据中心网络架构来提供较高的网络容量,这些架构通常具有丰富连接的拓扑结构以及多路径的路由方案。但是在通信量低谷期间,大量服务器处于空闲状态导致网络能源利用率很低。为了解决以上问题,能量感知(Energy-Aware,EA)的路由/调度算法应运而生。能量感知路由的主要思想是:首先将流量聚集到网络链路/交换机的一个子集中,为了节省能耗,将空闲的网络设备设置为睡眠模式。一般情况下,链路容量是制约能量感知算法的主要因素之一。冗余消除(Redundancy Elimination,RE)技术是近年来提出的一种增加网络链路容量的技术。通过这个技术可以避免在网络中传输重复的内容,即通过在发送端的路由器中查找数据存储库中相同的数据模式,进而发送一个容量很小的签名来替代原始数据的传输,最后通过在接收端查找该签名来恢复原始数据。然而该技术忽略了冗余消除造成路由器能耗增加的问题。因此,本文首先结合能量感知技术和冗余消除技术,提出了一种具有冗余消除的流抢占路由机制。然后,在应用能量感知技术频繁地切换网络设备模式时,为了避免网络振荡以及网络性能的下降,本文提出了相关感知的流量整合模型。本文的主要研究内容如下:(1)本文提出了一种具有冗余消除的流抢占路由(Flow Preemption Routing with Redundancy Elimination,RE-FPR)机制。该机制采用软件定义网络(Software Defined Network,SDN)技术分别为流量高峰时期和流量低谷时期的网络流选择不同的路由路径,并且全局控制相应路由器的冗余消除功能的开启/关闭。SDN控制器需要更新网络流的状态和链路的状态。本文在流量守恒约束和链路容量约束下将RE-FPR机制刻画为一个最小化网络总能耗问题,然后将其进一步转化为线性规划问题。仿真结果表明,RE-FPR机制在流的完成时间以及活动链路/RE路由器的数量方面远远低于传统的路由机制,并且RE-FPR机制更加节能。(2)本文考虑到在流量低谷时期频繁地切换网络设备模式可能会导致网络振荡甚至网络性能下降。为了解决这个问题,本文提出了一种具有相关性分析的流量整合(Correlation-Aware Traffic Consolidation,CATC)模型。CATC模型尽可能集中地处理和转发网络流,从而减少网络设备的模式切换次数并且延长其休眠时间。最后,本文通过仿真平台Mininet部署仿真实验进行CATC的评估。结果显示:与现有的节能算法相比,CATC模型不仅可以为数据中心网络节省大约45%的能量,而且只增加极少的网络延迟。