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 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time);
  19
  20 // Constructor.
  21 // TODO: check the default values.
  22 GTSim::GTSim(){
  23   int wsize = 20000;
  24   is_topology_ = 0;
  25   nflow_ = 0;
  26   sim_ = new Simulator();
  27   topo_ = new GTNETS_Topology();
  28
  29   sim_->verbose=false;
  30   // Set default values.
  31   TCP::DefaultAdvWin(wsize);
  32   TCP::DefaultSegSize(1000);
  33   TCP::DefaultTxBuffer(128000);
  34   TCP::DefaultRxBuffer(128000);
  35
  36   // Manual routing
  37   rm_ = new RoutingManual();
  38   Routing::SetRouting(rm_);
  39 }
  40
  41 GTSim::~GTSim(){
  42
  43   map<int, Linkp2p*>::iterator it;
  44   for (it = gtnets_links_.begin(); it != gtnets_links_.end(); it++){
  45     delete it->second;
  46   }
  47   while (!gtnets_links_.empty())
  48     gtnets_links_.erase(gtnets_links_.begin());
  49
  50   map<int, Node*>::iterator it3;
  51   for (it3 = gtnets_nodes_.begin(); it3 != gtnets_nodes_.end(); it3++){
  52     delete it3->second;
  53   }
  54   while (!gtnets_nodes_.empty())
  55     gtnets_nodes_.erase(gtnets_nodes_.begin());
  56
  57   map<int, TCPServer*>::iterator it4;
  58   for (it4 = gtnets_servers_.begin(); it4 != gtnets_servers_.end(); it4++){
  59     delete it4->second;
  60   }
  61   while (!gtnets_servers_.empty())
  62     gtnets_servers_.erase(gtnets_servers_.begin());
  63
  64   map<int, TCPSend*>::iterator it5;
  65   for (it5 = gtnets_clients_.begin(); it5 != gtnets_clients_.end(); it5++){
  66     delete it5->second;
  67   }
  68   while (!gtnets_clients_.empty())
  69     gtnets_clients_.erase(gtnets_clients_.begin());
  70
  71   is_topology_ = 0;
  72   delete sim_;
  73   delete topo_;
  74   delete rm_;
  75   sim_ = 0;
  76   topo_ = 0;
  77   rm_ = 0;
  78 }
  79
  80 int GTSim::add_router(int id){
  81   if (topo_->add_router(id) < 0){
  82     fprintf(stderr, "can't add router %d. already exists.\n", id);
  83     return -1;
  84   }
  85 }
  86
  87 //bandwidth: in bytes.
  88 //latency: in seconds.
  89 int GTSim::add_link(int id, double bandwidth, double latency){
  90   double bw = bandwidth * 8; //Bandwidth in bits (used in GTNETS).
  91   if (topo_->add_link(id) < 0){
  92     fprintf(stderr, "can't add link %d. already exists.\n", id);
  93     return -1;
  94   }
  95   gtnets_links_[id] = new Linkp2p(bw, latency);
  96   return 0;
  97 }
  98
  99 // if gtnets_nodes_ includes id, return true, otherwise return false.
 100 bool GTSim::node_include(int id){
 101   if (gtnets_nodes_.find(id) != gtnets_nodes_.end()) return true;
 102   else return false;
 103 }
 104
 105 // if gtnets_link_ includes id, return true, otherwise return false.
 106 bool GTSim::link_include(int id){
 107   if (gtnets_links_.find(id) != gtnets_links_.end()) return true;
 108   else return false;
 109 }
 110
 111 int GTSim::add_onehop_route(int src, int dst, int link){
 112   if (topo_->add_onehop_route(src, dst, link) < 0){
 113     fprintf(stderr, "Cannot add a route, src: %d, dst: %d, link: %d\n",
 114             src, dst, link);
 115     return -1;
 116   }
 117   return 0;
 118 }
 119
 120 // Generate the gtnets nodes according to topo_.
 121 void GTSim::add_nodes(){
 122   static unsigned int address = IPAddr("192.168.0.1");
 123   vector<GTNETS_Node*> nodes = topo_->nodes();
 124   vector<GTNETS_Node*>::iterator it;
 125   int id;
 126   for (it = nodes.begin(); it != nodes.end(); it++){
 127     id = (*it)->id();
 128     gtnets_nodes_[id] = new Node();
 129     gtnets_nodes_[id]->SetIPAddr(address++);
 130     //    printf("In GTSim, add_node: %d\n", id);
 131   }
 132 }
 133
 134 void GTSim::node_connect(){
 135
 136   map<int, GTNETS_Link*> links = topo_->links();
 137   map<int, GTNETS_Link*>::iterator it;
 138   int linkid, srcid, dstid;
 139   for (it = links.begin(); it != links.end(); it++){
 140     linkid = it->second->id();
 141     //if link is used in a route, connect the two nodes.
 142     if (it->second->src_node() && it->second->dst_node()){
 143
 144       srcid = it->second->src_node()->id();
 145       dstid = it->second->dst_node()->id();
 146
 147       gtnets_nodes_[srcid]->
 148         AddDuplexLink(gtnets_nodes_[dstid], *(gtnets_links_[linkid]));
 149     }
 150   }
 151 }
 152
 153 // Create nodes and routes from the temporary topology, GTNETS_Topolgy.
 154 void GTSim::create_gtnets_topology(){
 155   add_nodes();
 156   node_connect();
 157 }
 158
 159 // Add a route that includes more than one hop. All one hop
 160 // routes must have been added. When this function is called
 161 // for the first time, all gtnets nodes are generated.
 162 int GTSim::add_route(int src, int dst, int* links, int nlink){
 163   if (is_topology_ == 0){
 164     create_gtnets_topology();
 165     is_topology_ = 1;
 166   }
 167
 168   IPAddr_t mymask = IPAddr("255.255.255.255");
 169
 170   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 171   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 172
 173   if (gtnets_nodes_.find(src_node) == gtnets_nodes_.end()){
 174     fprintf(stderr, "node %d not found\n", src_node);
 175     return -1;
 176   }
 177   if (gtnets_nodes_.find(dst_node) == gtnets_nodes_.end()){
 178     fprintf(stderr, "node %d not found\n", dst_node);
 179     return -1;
 180   }
 181
 182   Node* tmpsrc = gtnets_nodes_[src_node];
 183   Node* tmpdst = gtnets_nodes_[dst_node];
 184
 185   int next_node, cur_node;
 186
 187   cur_node = src_node;
 188   for (int i = 0; i < nlink; i++){
 189     if (gtnets_nodes_.find(cur_node) == gtnets_nodes_.end()){
 190       fprintf(stderr, "node %d not found\n", cur_node);
 191       return -1;
 192     }
 193     next_node = topo_->peer_node_id(links[i], cur_node);
 194     if (next_node < 0){
 195       fprintf(stderr, "peer node not found\n");
 196       return -1;
 197     }
 198     if (gtnets_nodes_.find(next_node) == gtnets_nodes_.end()){
 199       fprintf(stderr, "node %d not found\n", next_node);
 200       return -1;
 201     }
 202
 203     //add route
 204     Node* tmpcur = gtnets_nodes_[cur_node];
 205     Node* tmpnext = gtnets_nodes_[next_node];
 206
 207     tmpcur->AddRoute(tmpdst->GetIPAddr(),
 208                      mymask,
 209                      tmpcur->GetIfByNode(tmpnext),
 210                      tmpnext->GetIPAddr());
 211
 212     tmpnext->AddRoute(tmpsrc->GetIPAddr(),
 213                       mymask,
 214                       tmpnext->GetIfByNode(tmpcur),
 215                       tmpcur->GetIPAddr());
 216
 217     cur_node = next_node;
 218   }
 219
 220   if (cur_node != dst_node){
 221     fprintf(stderr, "Route inconsistency, last: %d, dst: %d\n",
 222             cur_node, dst_node);
 223     return -1;
 224   }
 225
 226   return 0;
 227 }
 228
 229
 230
 231 int GTSim::create_flow(int src, int dst, long datasize, void* metadata){
 232   //if no route with more than one links, topology has not been generated.
 233   //generate it here.
 234   if (is_topology_ == 0){
 235     create_gtnets_topology();
 236     is_topology_ = 1;
 237   }
 238
 239   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 240   if (src_node < 0){
 241     fprintf(stderr, "src %d not found\n");
 242     return -1;
 243   }
 244   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 245   if (dst_node < 0){
 246     fprintf(stderr, "dst %d not found\n");
 247     return -1;
 248   }
 249
 250   gtnets_servers_[nflow_] = (TCPServer*)gtnets_nodes_[dst_node]->
 251        AddApplication(TCPServer(TCPReno()));
 252   //added by arnaud in order to avoid TCPServer duplicates.
 253   //It is not needed since we create a new TCPServer for
 254   //each flow. Also we need to control this variable
 255   //to proper set the value of remaining communication amount.
 256   //See functions:
 257   gtnets_servers_[nflow_]->copyOnConnect=false;
 258   gtnets_servers_[nflow_]->BindAndListen(80);
 259
 260   gtnets_clients_[nflow_] = (TCPSend*)gtnets_nodes_[src_node]->
 261     AddApplication(TCPSend(metadata, gtnets_nodes_[dst_node]->GetIPAddr(),
 262                            80, Constant(datasize), TCPReno()));
 263   gtnets_clients_[nflow_]->copyOnConnect=false;
 264   gtnets_clients_[nflow_]->SetSendCallBack(tcp_sent_callback);
 265   gtnets_clients_[nflow_]->Start(0);
 266
 267   //added by pedro in order to get statistics
 268   //map an action from a gtnets flow id
 269   //metadata is the action and flow is the id to gtnets
 270   gtnets_action_to_flow_[metadata] = nflow_;
 271   nflow_++;
 272
 273   return 0;
 274 }
 275
 276 Time_t GTSim::get_time_to_next_flow_completion(){
 277   int status;
 278   Time_t t1;
 279   int pfds[2];
 280   int soon_pid=-1;
 281   meta_flg=0;
 282
 283   //remain needs to be updated in the future
 284   Count_t remain;
 285
 286   pipe(pfds);
 287
 288   t1 = 0;
 289
 290   if ( (soon_pid=fork()) != 0){
 291     read(pfds[0], &t1, sizeof(Time_t));
 292     waitpid(soon_pid, &status, 0);
 293   }else{
 294     Time_t t;
 295     t = sim_->RunUntilNextCompletion();
 296     write(pfds[1], (const void*)&t, sizeof(Time_t));
 297     exit(0);
 298   }
 299
 300   return t1;
 301 }
 302
 303 double GTSim::gtnets_get_flow_rx(void *metadata){
 304   int flow = gtnets_action_to_flow_[metadata];
 305   return ((TCPServer *)gtnets_servers_[flow])->totRx;//action_remain[flow];
 306 }
 307
 308 int GTSim::run_until_next_flow_completion(void ***metadata, int *number_of_flows){
 309
 310   meta_flows.clear();
 311   meta_nflow = number_of_flows;
 312   meta_flg = 1;
 313
 314   Time_t t1 = sim_->RunUntilNextCompletion();
 315
 316   *metadata = (meta_flows.empty() ? NULL : &meta_flows[0]);
 317   return 0;
 318 }
 319
 320 int GTSim::run(double delta){
 321   meta_flg=0;
 322   sim_->Run(delta);
 323   return 0;
 324 }
 325
 326
 327 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time){
 328   // Schedule the flow complete event.
 329   SimulatorEvent* e =
 330     new SimulatorEvent(SimulatorEvent::FLOW_COMPLETE);
 331   Simulator::instance->Schedule(e, 0, Simulator::instance);
 332
 333   if (meta_flg){
 334     meta_flows.push_back(action);
 335     (*meta_nflow)++;
 336   }
 337 }
 338