src/surf/network_interface.hpp

   1 /* Copyright (c) 2004-2021. 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 SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_
   7 #define SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_
   8
   9 #include "simgrid/kernel/resource/Model.hpp"
  10 #include "simgrid/kernel/resource/Resource.hpp"
  11 #include "simgrid/s4u/Link.hpp"
  12 #include "src/kernel/lmm/maxmin.hpp"
  13 #include <xbt/PropertyHolder.hpp>
  14
  15 #include <list>
  16 #include <unordered_map>
  17
  18 /***********
  19  * Classes *
  20  ***********/
  21
  22 namespace simgrid {
  23 namespace kernel {
  24 namespace resource {
  25 /*********
  26  * Model *
  27  *********/
  28
  29 /** @ingroup SURF_network_interface
  30  * @brief SURF network model interface class
  31  * @details A model is an object which handles the interactions between its Resources and its Actions
  32  */
  33 class NetworkModel : public Model {
  34 public:
  35   static config::Flag<double> cfg_tcp_gamma;
  36   static config::Flag<bool> cfg_crosstraffic;
  37
  38   using Model::Model;
  39   NetworkModel(const NetworkModel&) = delete;
  40   NetworkModel& operator=(const NetworkModel&) = delete;
  41   ~NetworkModel() override;
  42
  43   /**
  44    * @brief Create a [WiFi]Link
  45    *
  46    * @param name The name of the Link
  47    * @param bandwidths The vector of bandwidths of the Link in bytes per second
  48    */
  49   virtual LinkImpl* create_link(const std::string& name, const std::vector<double>& bandwidths) = 0;
  50
  51   virtual LinkImpl* create_wifi_link(const std::string& name, const std::vector<double>& bandwidths) = 0;
  52
  53   /**
  54    * @brief Create a communication between two hosts.
  55    * @details It makes calls to the routing part, and execute the communication between the two end points.
  56    *
  57    * @param src The source of the communication
  58    * @param dst The destination of the communication
  59    * @param size The size of the communication in bytes
  60    * @param rate Allows to limit the transfer rate. Negative value means unlimited.
  61    * @return The action representing the communication
  62    */
  63   virtual Action* communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate) = 0;
  64
  65   /**
  66    * @brief Get the right multiplicative factor for the latency.
  67    * @details Depending on the model, the effective latency when sending a message might be different from the
  68    * theoretical latency of the link, in function of the message size. In order to account for this, this function gets
  69    * this factor.
  70    *
  71    * @param size The size of the message.
  72    * @return The latency factor.
  73    */
  74   virtual double get_latency_factor(double size);
  75
  76   /**
  77    * @brief Get the right multiplicative factor for the bandwidth.
  78    * @details Depending on the model, the effective bandwidth when sending a message might be different from the
  79    * theoretical bandwidth of the link, in function of the message size. In order to account for this, this function
  80    * gets this factor.
  81    *
  82    * @param size The size of the message.
  83    * @return The bandwidth factor.
  84    */
  85   virtual double get_bandwidth_factor(double size);
  86
  87   /**
  88    * @brief Get definitive bandwidth.
  89    * @details It gives the minimum bandwidth between the one that would occur if no limitation was enforced, and the
  90    * one arbitrary limited.
  91    * @param rate The desired maximum bandwidth.
  92    * @param bound The bandwidth with only the network taken into account.
  93    * @param size The size of the message.
  94    * @return The new bandwidth.
  95    */
  96   virtual double get_bandwidth_constraint(double rate, double bound, double size);
  97   double next_occurring_event_full(double now) override;
  98
  99   LinkImpl* loopback_ = nullptr;
 100 };
 101
 102 /************
 103  * Resource *
 104  ************/
 105 /** @ingroup SURF_network_interface
 106  * @brief SURF network link interface class
 107  * @details A Link represents the link between two [hosts](@ref simgrid::surf::HostImpl)
 108  */
 109 class LinkImpl : public Resource_T<LinkImpl>, public xbt::PropertyHolder {
 110   s4u::Link piface_;
 111
 112 protected:
 113   explicit LinkImpl(const std::string& name);
 114   LinkImpl(const LinkImpl&) = delete;
 115   LinkImpl& operator=(const LinkImpl&) = delete;
 116   ~LinkImpl() override                 = default; // Use destroy() instead of this destructor.
 117
 118 public:
 119   void destroy(); // Must be called instead of the destructor
 120
 121   void latency_check(double latency) const;
 122
 123   /** @brief Public interface */
 124   const s4u::Link* get_iface() const { return &piface_; }
 125   s4u::Link* get_iface() { return &piface_; }
 126
 127   /** @brief Get the bandwidth in bytes per second of current Link */
 128   double get_bandwidth() const;
 129
 130   /** @brief Update the bandwidth in bytes per second of current Link */
 131   virtual void set_bandwidth(double value) = 0;
 132
 133   /** @brief Get the latency in seconds of current Link */
 134   double get_latency() const;
 135
 136   /** @brief Update the latency in seconds of current Link */
 137   virtual LinkImpl* set_latency(double value) = 0;
 138
 139   /** @brief The sharing policy */
 140   virtual LinkImpl* set_sharing_policy(s4u::Link::SharingPolicy policy);
 141   virtual s4u::Link::SharingPolicy get_sharing_policy() const;
 142
 143   /** @brief Check if the Link is used */
 144   bool is_used() const override;
 145
 146   void turn_on() override;
 147   void turn_off() override;
 148
 149   void seal() override;
 150
 151   void on_bandwidth_change() const;
 152
 153   /* setup the profile file with bandwidth events (peak speed changes due to external load).
 154    * Profile must contain percentages (value between 0 and 1). */
 155   virtual LinkImpl* set_bandwidth_profile(kernel::profile::Profile* profile);
 156   /* setup the profile file with latency events (peak latency changes due to external load).
 157    * Profile must contain absolute values */
 158   virtual LinkImpl* set_latency_profile(kernel::profile::Profile* profile);
 159
 160   Metric latency_                   = {0.0, 0, nullptr};
 161   Metric bandwidth_                 = {1.0, 0, nullptr};
 162 };
 163
 164 /**********
 165  * Action *
 166  **********/
 167 /** @ingroup SURF_network_interface
 168  * @brief SURF network action interface class
 169  * @details A NetworkAction represents a communication between two [hosts](@ref simgrid::surf::HostImpl)
 170  */
 171 class NetworkAction : public Action {
 172   s4u::Host& src_;
 173   s4u::Host& dst_;
 174
 175 public:
 176   /** @brief Constructor
 177    *
 178    * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
 179    * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
 180    * @param failed [description]
 181    */
 182   NetworkAction(Model* model, s4u::Host& src, s4u::Host& dst, double cost, bool failed)
 183       : Action(model, cost, failed), src_(src), dst_(dst)
 184   {
 185   }
 186
 187   /**
 188    * @brief NetworkAction constructor
 189    *
 190    * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
 191    * @param cost The cost of this  NetworkAction in bytes
 192    * @param failed Actions can be created in a failed state
 193    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
 194    */
 195   NetworkAction(Model* model, s4u::Host& src, s4u::Host& dst, double cost, bool failed, lmm::Variable* var)
 196       : Action(model, cost, failed, var), src_(src), dst_(dst){};
 197
 198   void set_state(Action::State state) override;
 199   virtual std::list<LinkImpl*> get_links() const;
 200
 201   double latency_         = 0.; // Delay before the action starts
 202   double lat_current_     = 0.; // Used to compute the communication RTT, and accordingly limit the communication rate
 203   double sharing_penalty_ = {};
 204
 205   s4u::Host& get_src() const { return src_; }
 206   s4u::Host& get_dst() const { return dst_; }
 207 };
 208 } // namespace resource
 209 } // namespace kernel
 210 } // namespace simgrid
 211
 212 #endif /* SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_ */
 213
 214