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