src/kernel/routing/NetZoneImpl.hpp

   1 /* Copyright (c) 2016-2018. The SimGrid Team. All rights reserved.               */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #ifndef SIMGRID_ROUTING_NETZONEIMPL_HPP
   7 #define SIMGRID_ROUTING_NETZONEIMPL_HPP
   8
   9 #include <map>
  10
  11 #include "xbt/graph.h"
  12
  13 #include "simgrid/forward.h"
  14 #include "simgrid/s4u/NetZone.hpp"
  15 #include "src/surf/xml/platf_private.hpp" // FIXME: kill sg_platf_route_cbarg_t to remove that UGLY include
  16
  17 namespace simgrid {
  18 namespace kernel {
  19 namespace routing {
  20 class BypassRoute;
  21
  22 /** @ingroup ROUTING_API
  23  *  @brief Private implementation of the Networking Zones
  24  *
  25  * A netzone is a network container, in charge of routing information between elements (hosts and sub-netzones)
  26  * and to the nearby netzones. In SimGrid, there is a hierarchy of netzones, ie a tree with a unique root
  27  * NetZone, that you can retrieve with simgrid::s4u::Engine::netRoot().
  28  *
  29  * The purpose of the kernel::routing module is to retrieve the routing path between two points in a time- and
  30  * space-efficient manner. This is done by NetZoneImpl::getGlobalRoute(), called when creating a communication to
  31  * retrieve both the list of links that the create communication will use, and the summed latency that these
  32  * links represent.
  33  *
  34  * The network model could recompute the latency by itself from the list, but it would require an additional
  35  * traversal of the link set. This operation being on the critical path of SimGrid, the routing computes the
  36  * latency on the behalf of the network while constructing the link set.
  37  *
  38  * Finding the path between two nodes is rather complex because we navigate a hierarchy of netzones, each of them
  39  * being a full network. In addition, the routing can declare shortcuts (called bypasses), either within a NetZone
  40  * at the route level or directly between NetZones. Also, each NetZone can use a differing routing algorithm, depending
  41  * on its class. @ref FullZone have a full matrix giving explicitly the path between any pair of their
  42  * contained nodes, while @ref DijkstraZone or @ref FloydZone rely on a shortest path algorithm. @ref VivaldiZone
  43  * does not even have any link but only use only coordinate information to compute the latency.
  44  *
  45  * So NetZoneImpl::getGlobalRoute builds the path recursively asking its specific information to each traversed NetZone
  46  * with NetZoneImpl::getLocalRoute, that is redefined in each sub-class.
  47  * The algorithm for that is explained in http://hal.inria.fr/hal-00650233/ (but for historical reasons, NetZones are
  48  * called Autonomous Systems in this article).
  49  *
  50  */
  51 XBT_PUBLIC_CLASS NetZoneImpl : public s4u::NetZone
  52 {
  53   friend simgrid::kernel::EngineImpl; // it destroys netRoot_
  54
  55 protected:
  56   explicit NetZoneImpl(NetZone * father, std::string name);
  57   virtual ~NetZoneImpl();
  58
  59 public:
  60   /** @brief Make an host within that NetZone */
  61   simgrid::s4u::Host* createHost(const char* name, std::vector<double>* speedPerPstate, int coreAmount,
  62                                  std::map<std::string, std::string>* props);
  63   /** @brief Creates a new route in this NetZone */
  64   void addBypassRoute(NetPoint * src, NetPoint * dst, NetPoint * gw_src, NetPoint * gw_dst,
  65                       std::vector<simgrid::surf::LinkImpl*> & link_list, bool symmetrical) override;
  66
  67 protected:
  68   /**
  69    * @brief Probe the routing path between two points that are local to the called NetZone.
  70    *
  71    * @param src where from
  72    * @param dst where to
  73    * @param into Container into which the traversed links and gateway informations should be pushed
  74    * @param latency Accumulator in which the latencies should be added (caller must set it to 0)
  75    */
  76   virtual void getLocalRoute(NetPoint * src, NetPoint * dst, RouteCreationArgs * into, double* latency) = 0;
  77   /** @brief retrieves the list of all routes of size 1 (of type src x dst x Link) */
  78   /* returns whether we found a bypass path */
  79   bool getBypassRoute(routing::NetPoint * src, routing::NetPoint * dst,
  80                       /* OUT */ std::vector<surf::LinkImpl*>& links, double* latency);
  81
  82 public:
  83   /* @brief get the route between two nodes in the full platform
  84    *
  85    * @param src where from
  86    * @param dst where to
  87    * @param links Accumulator in which all traversed links should be pushed (caller must empty it)
  88    * @param latency Accumulator in which the latencies should be added (caller must set it to 0)
  89    */
  90   static void getGlobalRoute(routing::NetPoint * src, routing::NetPoint * dst,
  91                              /* OUT */ std::vector<surf::LinkImpl*>& links, double* latency);
  92
  93   virtual void getGraph(xbt_graph_t graph, std::map<std::string, xbt_node_t> * nodes,
  94                         std::map<std::string, xbt_edge_t> * edges) = 0;
  95   enum class RoutingMode {
  96     unset = 0, /**< Undefined type                                   */
  97     base,      /**< Base case: use simple link lists for routing     */
  98     recursive  /**< Recursive case: also return gateway information  */
  99   };
 100   /* FIXME: protect the following fields once the construction madness is sorted out */
 101   RoutingMode hierarchy_ = RoutingMode::unset;
 102
 103 private:
 104   std::map<std::pair<NetPoint*, NetPoint*>, BypassRoute*> bypassRoutes_; // src x dst -> route
 105   routing::NetPoint* netpoint_ = nullptr;                                // Our representative in the father NetZone
 106 };
 107 }
 108 }
 109 }; // Namespace simgrid::kernel::routing
 110
 111 #endif /* SIMGRID_ROUTING_NETZONEIMPL_HPP */