src/surf/gtnets/gtnets_simulator.cc

   1 /*      $Id$     */
   2 /* Copyright (c) 2007 Kayo Fujiwara. All rights reserved.                  */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #include "gtnets_simulator.h"
   8 #include "gtnets_topology.h"
   9 #include <map>
  10 #include <vector>
  11 #ifdef DEBUG0
  12         #undef DEBUG0
  13 #endif
  14 #include "xbt/log.h"
  15 #include "xbt/asserts.h"
  16
  17 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_network_gtnets_simulator, surf_network_gtnets,
  18                                 "Logging specific to the SURF network GTNetS simulator");
  19
  20
  21 using namespace std;
  22
  23 static vector<void*> meta_flows;
  24 static int* meta_nflow;
  25 static int meta_flg = 0;
  26
  27
  28 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time);
  29
  30 // Constructor.
  31 // TODO: check the default values.
  32 GTSim::GTSim(){
  33   int wsize = 20000;
  34   is_topology_ = 0;
  35   nflow_ = 0;
  36   sim_ = new Simulator();
  37   topo_ = new GTNETS_Topology();
  38   uniform_jitter_ = NULL;
  39   jitter_ = 0;
  40   jitter_seed_ = 10;
  41
  42   sim_->verbose=false;
  43   // Set default values.
  44   TCP::DefaultAdvWin(wsize);
  45   TCP::DefaultSegSize(1000);
  46   TCP::DefaultTxBuffer(128000);
  47   TCP::DefaultRxBuffer(128000);
  48
  49   // Manual routing
  50   rm_ = new RoutingManual();
  51   Routing::SetRouting(rm_);
  52 }
  53
  54 GTSim::~GTSim(){
  55
  56   map<int, Linkp2p*>::iterator it;
  57   for (it = gtnets_links_.begin(); it != gtnets_links_.end(); it++){
  58     delete it->second;
  59   }
  60   while (!gtnets_links_.empty())
  61     gtnets_links_.erase(gtnets_links_.begin());
  62
  63   map<int, Node*>::iterator it3;
  64   for (it3 = gtnets_nodes_.begin(); it3 != gtnets_nodes_.end(); it3++){
  65     delete it3->second;
  66   }
  67   while (!gtnets_nodes_.empty())
  68     gtnets_nodes_.erase(gtnets_nodes_.begin());
  69
  70   map<int, TCPServer*>::iterator it4;
  71   for (it4 = gtnets_servers_.begin(); it4 != gtnets_servers_.end(); it4++){
  72     delete it4->second;
  73   }
  74   while (!gtnets_servers_.empty())
  75     gtnets_servers_.erase(gtnets_servers_.begin());
  76
  77   map<int, TCPSend*>::iterator it5;
  78   for (it5 = gtnets_clients_.begin(); it5 != gtnets_clients_.end(); it5++){
  79     delete it5->second;
  80   }
  81   while (!gtnets_clients_.empty())
  82     gtnets_clients_.erase(gtnets_clients_.begin());
  83
  84   is_topology_ = 0;
  85   delete sim_;
  86   delete topo_;
  87   delete rm_;
  88   sim_ = 0;
  89   topo_ = 0;
  90   rm_ = 0;
  91 }
  92
  93 int GTSim::add_router(int id){
  94   xbt_assert1(!(topo_->add_router(id) < 0), "can't add router %d. already exists", id);
  95 }
  96
  97 //bandwidth: in bytes.
  98 //latency: in seconds.
  99 int GTSim::add_link(int id, double bandwidth, double latency){
 100   double bw = bandwidth * 8; //Bandwidth in bits (used in GTNETS).
 101   xbt_assert1(!(topo_->add_link(id) < 0),"Can't add link %d. already exists", id);
 102   DEBUG3("Creating a new P2P, linkid %d, bandwidth %gl, latency %gl", id, bandwidth, latency);
 103   gtnets_links_[id] = new Linkp2p(bw, latency);
 104   if(jitter_ > 0){
 105         DEBUG2("Using jitter %f, and seed %u", jitter_, jitter_seed_);
 106         double min = -1*jitter_*latency;
 107         double max = jitter_*latency;
 108         if(uniform_jitter_ == NULL){
 109                 Random::GlobalSeed(jitter_seed_  , jitter_seed_+1, jitter_seed_+2,
 110                                                    jitter_seed_+3, jitter_seed_+4, jitter_seed_+5);
 111                 uniform_jitter_ = new Uniform(min,max);
 112         }
 113         gtnets_links_[id]->Jitter((const Random &) *uniform_jitter_);
 114   }
 115   return 0;
 116 }
 117
 118 // if gtnets_nodes_ includes id, return true, otherwise return false.
 119 bool GTSim::node_include(int id){
 120   if (gtnets_nodes_.find(id) != gtnets_nodes_.end()) return true;
 121   else return false;
 122 }
 123
 124 // if gtnets_link_ includes id, return true, otherwise return false.
 125 bool GTSim::link_include(int id){
 126   if (gtnets_links_.find(id) != gtnets_links_.end()) return true;
 127   else return false;
 128 }
 129
 130 int GTSim::add_onehop_route(int src, int dst, int link){
 131   xbt_assert3(!(topo_->add_onehop_route(src, dst, link) < 0), "Cannot add a route, src: %d, dst: %d, link: %d", src, dst, link);
 132   return 0;
 133 }
 134
 135 // Generate the gtnets nodes according to topo_.
 136 void GTSim::add_nodes(){
 137   static unsigned int address = IPAddr("192.168.0.1");
 138   IPAddr helper = IPAddr();
 139   vector<GTNETS_Node*> nodes = topo_->nodes();
 140   vector<GTNETS_Node*>::iterator it;
 141   int id;
 142   for (it = nodes.begin(); it != nodes.end(); it++){
 143     id = (*it)->id();
 144     gtnets_nodes_[id] = new Node();
 145     gtnets_nodes_[id]->SetIPAddr(address++);
 146     DEBUG2("In GTSim, add_node: %d, with IPAddr %s", id, helper.ToDotted(address-1));
 147
 148   }
 149 }
 150
 151 void GTSim::node_connect(){
 152
 153   map<int, GTNETS_Link*> links = topo_->links();
 154   map<int, GTNETS_Link*>::iterator it;
 155   int linkid, srcid, dstid;
 156   for (it = links.begin(); it != links.end(); it++){
 157     linkid = it->second->id();
 158     //if link is used in a route, connect the two nodes.
 159     if (it->second->src_node() && it->second->dst_node()){
 160
 161       srcid = it->second->src_node()->id();
 162       dstid = it->second->dst_node()->id();
 163
 164       gtnets_nodes_[srcid]->
 165         AddDuplexLink(gtnets_nodes_[dstid], *(gtnets_links_[linkid]));
 166     DEBUG3("Setting DuplexLink, src %d, dst %d, linkid %d", srcid, dstid, linkid);
 167     }
 168   }
 169 }
 170
 171 // Create nodes and routes from the temporary topology, GTNETS_Topolgy.
 172 void GTSim::create_gtnets_topology(){
 173   add_nodes();
 174   node_connect();
 175 }
 176
 177 void GTSim::print_topology(){
 178   topo_->print_topology();
 179 }
 180
 181 // Add a route that includes more than one hop. All one hop
 182 // routes must have been added. When this function is called
 183 // for the first time, all gtnets nodes are generated.
 184 int GTSim::add_route(int src, int dst, int* links, int nlink){
 185   if (is_topology_ == 0){
 186     create_gtnets_topology();
 187     is_topology_ = 1;
 188   }
 189
 190   IPAddr_t mymask = IPAddr("255.255.255.255");
 191
 192   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 193   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 194
 195   xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(src_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", src_node);
 196   xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(dst_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", dst_node);
 197
 198   Node* tmpsrc = gtnets_nodes_[src_node];
 199   Node* tmpdst = gtnets_nodes_[dst_node];
 200
 201   int next_node, cur_node;
 202
 203   cur_node = src_node;
 204   for (int i = 0; i < nlink; i++){
 205         xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(cur_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", cur_node);
 206     next_node = topo_->peer_node_id(links[i], cur_node);
 207     xbt_assert0(!(next_node < 0), "Peer node not found");
 208     xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(next_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", next_node);
 209
 210     //add route
 211     Node* tmpcur = gtnets_nodes_[cur_node];
 212     Node* tmpnext = gtnets_nodes_[next_node];
 213
 214     tmpcur->AddRoute(tmpdst->GetIPAddr(),
 215                      mymask,
 216                      tmpcur->GetIfByNode(tmpnext),
 217                      tmpnext->GetIPAddr());
 218
 219     tmpnext->AddRoute(tmpsrc->GetIPAddr(),
 220                       mymask,
 221                       tmpnext->GetIfByNode(tmpcur),
 222                       tmpcur->GetIPAddr());
 223
 224     cur_node = next_node;
 225   }
 226
 227   xbt_assert2(!(cur_node != dst_node), "Route inconsistency, last: %d, dst: %d",cur_node, dst_node);
 228
 229   return 0;
 230 }
 231
 232
 233
 234 int GTSim::create_flow(int src, int dst, long datasize, void* metadata){
 235   //if no route with more than one links, topology has not been generated.
 236   //generate it here.
 237   if (is_topology_ == 0){
 238     create_gtnets_topology();
 239     is_topology_ = 1;
 240   }
 241
 242   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 243   xbt_assert1(!(src_node < 0), "Src %d not found", src_node);
 244
 245   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 246   xbt_assert1(!(dst_node < 0), "Dst %d not found", dst_node);
 247
 248   gtnets_servers_[nflow_] = (TCPServer*) gtnets_nodes_[dst_node]->
 249        AddApplication(TCPServer(TCPReno()));
 250   gtnets_servers_[nflow_]->BindAndListen(1000+nflow_);
 251
 252   gtnets_clients_[nflow_] = (TCPSend*)gtnets_nodes_[src_node]->
 253     AddApplication(TCPSend(metadata, gtnets_nodes_[dst_node]->GetIPAddr(),
 254                            1000+nflow_, Constant(datasize), TCPReno()));
 255   gtnets_clients_[nflow_]->SetSendCallBack(tcp_sent_callback);
 256   gtnets_clients_[nflow_]->Start(0);
 257
 258   gtnets_action_to_flow_[metadata] = nflow_;
 259   nflow_++;
 260
 261   return 0;
 262 }
 263
 264 Time_t GTSim::get_time_to_next_flow_completion(){
 265   int status;
 266   Time_t t1;
 267   int pfds[2];
 268   int soon_pid=-1;
 269   meta_flg=0;
 270
 271   //remain needs to be updated in the future
 272   Count_t remain;
 273
 274   pipe(pfds);
 275
 276   t1 = 0;
 277
 278   if ( (soon_pid=fork()) != 0){
 279     read(pfds[0], &t1, sizeof(Time_t));
 280     waitpid(soon_pid, &status, 0);
 281   }else{
 282     Time_t t;
 283     t = sim_->RunUntilNextCompletion();
 284     write(pfds[1], (const void*)&t, sizeof(Time_t));
 285     exit(0);
 286   }
 287
 288   return t1;
 289 }
 290
 291 double GTSim::gtnets_get_flow_rx(void *metadata){
 292   int flow_id = gtnets_action_to_flow_[metadata];
 293   return gtnets_servers_[flow_id]->GetTotRx();
 294 }
 295
 296 int GTSim::run_until_next_flow_completion(void ***metadata, int *number_of_flows){
 297
 298   meta_flows.clear();
 299   meta_nflow = number_of_flows;
 300   meta_flg = 1;
 301
 302   Time_t t1 = sim_->RunUntilNextCompletion();
 303
 304   *metadata = (meta_flows.empty() ? NULL : &meta_flows[0]);
 305   return 0;
 306 }
 307
 308 int GTSim::run(double delta){
 309   meta_flg=0;
 310   sim_->Run(delta);
 311   return 0;
 312 }
 313
 314 void GTSim::set_jitter(double d){
 315   jitter_ = d;
 316 }
 317
 318 void GTSim::set_jitter_seed(int s){
 319   jitter_seed_ = s;
 320 }
 321
 322 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time){
 323   // Schedule the flow complete event.
 324   SimulatorEvent* e =
 325     new SimulatorEvent(SimulatorEvent::FLOW_COMPLETE);
 326   Simulator::instance->Schedule(e, 0, Simulator::instance);
 327
 328   if (meta_flg){
 329     meta_flows.push_back(action);
 330     (*meta_nflow)++;
 331   }
 332 }
 333
 334