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 Link
  45    *
  46    * @param name The name of the Link
  47    * @param bandwidth The initial bandwidth of the Link in bytes per second
  48    * @param policy The sharing policy of the Link
  49    */
  50   virtual LinkImpl* create_link(const std::string& name, const std::vector<double>& bandwidths) = 0;
  51
  52   virtual LinkImpl* create_wifi_link(const std::string& name, const std::vector<double>& bandwidths) = 0;
  53
  54   /**
  55    * @brief Create a communication between two hosts.
  56    * @details It makes calls to the routing part, and execute the communication between the two end points.
  57    *
  58    * @param src The source of the communication
  59    * @param dst The destination of the communication
  60    * @param size The size of the communication in bytes
  61    * @param rate Allows to limit the transfer rate. Negative value means unlimited.
  62    * @return The action representing the communication
  63    */
  64   virtual Action* communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate) = 0;
  65
  66   /**
  67    * @brief Get the right multiplicative factor for the latency.
  68    * @details Depending on the model, the effective latency when sending a message might be different from the
  69    * theoretical latency of the link, in function of the message size. In order to account for this, this function gets
  70    * this factor.
  71    *
  72    * @param size The size of the message.
  73    * @return The latency factor.
  74    */
  75   virtual double get_latency_factor(double size);
  76
  77   /**
  78    * @brief Get the right multiplicative factor for the bandwidth.
  79    * @details Depending on the model, the effective bandwidth when sending a message might be different from the
  80    * theoretical bandwidth of the link, in function of the message size. In order to account for this, this function
  81    * gets this factor.
  82    *
  83    * @param size The size of the message.
  84    * @return The bandwidth factor.
  85    */
  86   virtual double get_bandwidth_factor(double size);
  87
  88   /**
  89    * @brief Get definitive bandwidth.
  90    * @details It gives the minimum bandwidth between the one that would occur if no limitation was enforced, and the
  91    * one arbitrary limited.
  92    * @param rate The desired maximum bandwidth.
  93    * @param bound The bandwidth with only the network taken into account.
  94    * @param size The size of the message.
  95    * @return The new bandwidth.
  96    */
  97   virtual double get_bandwidth_constraint(double rate, double bound, double size);
  98   double next_occurring_event_full(double now) override;
  99
 100   LinkImpl* loopback_ = nullptr;
 101 };
 102
 103 /************
 104  * Resource *
 105  ************/
 106 /** @ingroup SURF_network_interface
 107  * @brief SURF network link interface class
 108  * @details A Link represents the link between two [hosts](@ref simgrid::surf::HostImpl)
 109  */
 110 class LinkImpl : public Resource_T<LinkImpl>, public xbt::PropertyHolder {
 111   s4u::Link piface_;
 112
 113 protected:
 114   explicit LinkImpl(const std::string& name);
 115   LinkImpl(const LinkImpl&) = delete;
 116   LinkImpl& operator=(const LinkImpl&) = delete;
 117   ~LinkImpl() override                 = default; // Use destroy() instead of this destructor.
 118
 119 public:
 120   void destroy(); // Must be called instead of the destructor
 121
 122   void latency_check(double latency) const;
 123
 124   /** @brief Public interface */
 125   const s4u::Link* get_iface() const { return &piface_; }
 126   s4u::Link* get_iface() { return &piface_; }
 127
 128   /** @brief Get the bandwidth in bytes per second of current Link */
 129   double get_bandwidth() const;
 130
 131   /** @brief Update the bandwidth in bytes per second of current Link */
 132   virtual void set_bandwidth(double value) = 0;
 133
 134   /** @brief Get the latency in seconds of current Link */
 135   double get_latency() const;
 136
 137   /** @brief Update the latency in seconds of current Link */
 138   virtual LinkImpl* set_latency(double value) = 0;
 139
 140   /** @brief The sharing policy */
 141   virtual LinkImpl* set_sharing_policy(s4u::Link::SharingPolicy policy);
 142   virtual s4u::Link::SharingPolicy get_sharing_policy() const;
 143
 144   /** @brief Check if the Link is used */
 145   bool is_used() const override;
 146
 147   void turn_on() override;
 148   void turn_off() override;
 149
 150   void seal() override;
 151
 152   void on_bandwidth_change() const;
 153
 154   /* setup the profile file with bandwidth events (peak speed changes due to external load).
 155    * Profile must contain percentages (value between 0 and 1). */
 156   virtual LinkImpl* set_bandwidth_profile(kernel::profile::Profile* profile);
 157   /* setup the profile file with latency events (peak latency changes due to external load).
 158    * Profile must contain absolute values */
 159   virtual LinkImpl* set_latency_profile(kernel::profile::Profile* profile);
 160
 161   Metric latency_                   = {0.0, 0, nullptr};
 162   Metric bandwidth_                 = {1.0, 0, nullptr};
 163 };
 164
 165 /**********
 166  * Action *
 167  **********/
 168 /** @ingroup SURF_network_interface
 169  * @brief SURF network action interface class
 170  * @details A NetworkAction represents a communication between two [hosts](@ref simgrid::surf::HostImpl)
 171  */
 172 class NetworkAction : public Action {
 173   s4u::Host& src_;
 174   s4u::Host& dst_;
 175
 176 public:
 177   /** @brief Constructor
 178    *
 179    * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
 180    * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
 181    * @param failed [description]
 182    */
 183   NetworkAction(Model* model, s4u::Host& src, s4u::Host& dst, double cost, bool failed)
 184       : Action(model, cost, failed), src_(src), dst_(dst)
 185   {
 186   }
 187
 188   /**
 189    * @brief NetworkAction constructor
 190    *
 191    * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
 192    * @param cost The cost of this  NetworkAction in bytes
 193    * @param failed Actions can be created in a failed state
 194    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
 195    */
 196   NetworkAction(Model* model, s4u::Host& src, s4u::Host& dst, double cost, bool failed, lmm::Variable* var)
 197       : Action(model, cost, failed, var), src_(src), dst_(dst){};
 198
 199   void set_state(Action::State state) override;
 200   virtual std::list<LinkImpl*> get_links() const;
 201
 202   double latency_         = 0.; // Delay before the action starts
 203   double lat_current_     = 0.; // Used to compute the communication RTT, and accordingly limit the communication rate
 204   double sharing_penalty_ = {};
 205
 206   s4u::Host& get_src() const { return src_; }
 207   s4u::Host& get_dst() const { return dst_; }
 208 };
 209 } // namespace resource
 210 } // namespace kernel
 211 } // namespace simgrid
 212
 213 #endif /* SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_ */
 214
 215