Các thiết bị mạng tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ và năng lượng tiêu thụ này hầu như độc lập với lưu lượng thông tin đi qua chúng. Để đáp ứng nhu cầu thiết yếu của việc cắt giảm chi phí hoạt động, nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ bởi các thiết bị mạng là một bước quan trọng trong tiết kiệm chi phí năng lượng nói chung trong trung tâm dữ liệu.
Tới nay, lĩnh vực tiết kiệm năng lượng đã được nghiên cứu rất nhiều và cũng đã đạt được các thành quả cải tiến đáng ghi nhận trong lĩnh vực thiết bị không dây như điện thoại di động, laptop… Ví dụ, các thiết bị này sẽ tự động chuyến sang trạng thái hoạt động tiết kiệm năng lượng khi người dùng không sử dụng máy… Tuy nhiên, các nghiên cứu tiết kiệm năng lượng trong các trung tâm dữ liệu mới chỉ ở giai đoạn khởi đầu, xuất hiện vài năm gần đây do sự bùng nổ của các dịch vụ mạng dẫn đến sự bùng nổ của các trung tâm dữ liệu quy mô ngày càng lớn, phân bố khắp thế giới. Các kết quả nghiên cứu chủ yếu chỉ có tính nghiên cứu, đề xuất, mô phỏng. Một lý do chính đó là quy mô các trung tâm dữ liệu là rất lớn, nên kiểm tra tính hiệu quả của các phương pháp đề xuất trên một trung tâm dữ liệu thật là rất khó khăn.
Do một số nỗ lực đưa ra các kiến trúc ảo hóa mạng gần đây như các dự án GENI, Planet, OpenFlow, các nhà nghiên cứu đã có thể kiểm tra các kết quả công việc của mình qua các mô hình lớn với các chuyển mạch ảo hóa, có thể dùng giả lập cả những trung tâm dữ liệu lớn với hang trăm ngàn server. Phần sau đây, ta sẽ đi
vào trình bày ba kỹ thuật chính được đề xuất trong tiết kiệm năng lượng của các thiết bị mạng trong các trung tâm dữ liệu.
Bên cạnh thích ứng linh hoạt trạng thái các thiết bị trong mạng trung tâm dữ liệu với tải qua nó bằng cách sử dụng các kỹ thuật như thay đổi tốc độ hoạt động của các port trên switch, hay tắt các switch và link không hoạt động, ta còn có thể tiết kiệm năng lượng bằng cách kết hợp các thuật toán phân chia job (chính là các yêu cầu cần xử lý từ khách hàng) đến các nguồn tài nguyên mạng (server, switch) một cách hợp lý, tập trung lưu lượng vào một số lượng switch, link, và server ít hơn. Thuật toán phân chia job nhận thức năng lượng cần tính đến cả các yếu tố là hiệu suất sử dụng hiện tại của mạng, đồ hình của mạng trước khi gán các server để xử lý một job nào đó.
Chúng ta sử dụng một bộ điều khiển mạng tập trung (trong đồ án, bộ điều khiển mạng này chính là NOX, sẽ được trình bày ở chương 2) để tập hợp các thông tin về lưu lượng từ tất cả các switch trong trung tâm dữ liệu (ngoài ra có thể sử dụng một số công cụ khác như SNMP để tổng hợp các thông tin này), sau đó tính toán hiệu suất sử dụng của mỗi port trên các switch. Dựa trên thông tin này, bộ điều khiển mạng sẽ giao tiếp với tất cả các switch và thực hiện các hành động như tắt các switch không hoạt động, tắt các port không hoạt động hay thích ứng tốc độ hoạt động của link/port theo tải qua nó. Ba thuật toán tiết kiệm năng lượng gồm có: