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 #ifdef DEBUG0
  12         #undef DEBUG0
  13 #endif
  14 #include "xbt/log.h"
  15 #include "xbt/asserts.h"
  16
  17 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_network_gtnets_simulator, surf_network_gtnets,
  18                                 "Logging specific to the SURF network GTNetS simulator");
  19
  20
  21 using namespace std;
  22
  23 static vector<void*> meta_flows;
  24 static int* meta_nflow;
  25 static int meta_flg = 0;
  26
  27
  28 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time);
  29
  30 // Constructor.
  31 // TODO: check the default values.
  32 GTSim::GTSim(){
  33   int wsize = 20000;
  34   is_topology_ = 0;
  35   nflow_ = 0;
  36   sim_ = new Simulator();
  37   topo_ = new GTNETS_Topology();
  38   uniform_jitter_ = NULL;
  39
  40   sim_->verbose=false;
  41   // Set default values.
  42   TCP::DefaultAdvWin(wsize);
  43   TCP::DefaultSegSize(1000);
  44   TCP::DefaultTxBuffer(128000);
  45   TCP::DefaultRxBuffer(128000);
  46
  47   // Manual routing
  48   rm_ = new RoutingManual();
  49   Routing::SetRouting(rm_);
  50 }
  51
  52 GTSim::~GTSim(){
  53
  54   map<int, Linkp2p*>::iterator it;
  55   for (it = gtnets_links_.begin(); it != gtnets_links_.end(); it++){
  56     delete it->second;
  57   }
  58   while (!gtnets_links_.empty())
  59     gtnets_links_.erase(gtnets_links_.begin());
  60
  61   map<int, Node*>::iterator it3;
  62   for (it3 = gtnets_nodes_.begin(); it3 != gtnets_nodes_.end(); it3++){
  63     delete it3->second;
  64   }
  65   while (!gtnets_nodes_.empty())
  66     gtnets_nodes_.erase(gtnets_nodes_.begin());
  67
  68   map<int, TCPServer*>::iterator it4;
  69   for (it4 = gtnets_servers_.begin(); it4 != gtnets_servers_.end(); it4++){
  70     delete it4->second;
  71   }
  72   while (!gtnets_servers_.empty())
  73     gtnets_servers_.erase(gtnets_servers_.begin());
  74
  75   map<int, TCPSend*>::iterator it5;
  76   for (it5 = gtnets_clients_.begin(); it5 != gtnets_clients_.end(); it5++){
  77     delete it5->second;
  78   }
  79   while (!gtnets_clients_.empty())
  80     gtnets_clients_.erase(gtnets_clients_.begin());
  81
  82   is_topology_ = 0;
  83   delete sim_;
  84   delete topo_;
  85   delete rm_;
  86   sim_ = 0;
  87   topo_ = 0;
  88   rm_ = 0;
  89 }
  90
  91 int GTSim::add_router(int id){
  92   xbt_assert1(!(topo_->add_router(id) < 0), "can't add router %d. already exists", id);
  93 }
  94
  95 //bandwidth: in bytes.
  96 //latency: in seconds.
  97 int GTSim::add_link(int id, double bandwidth, double latency){
  98   double bw = bandwidth * 8; //Bandwidth in bits (used in GTNETS).
  99   xbt_assert1(!(topo_->add_link(id) < 0),"Can't add link %d. already exists", id);
 100   DEBUG3("Creating a new P2P, linkid %d, bandwidth %gl, latency %gl", id, bandwidth, latency);
 101   gtnets_links_[id] = new Linkp2p(bw, latency);
 102   if(jitter_ > 0){
 103         DEBUG1("Using jitter %f", jitter_);
 104         double min = 0.0;
 105         double max = jitter_*latency;
 106         if(uniform_jitter_ == NULL){
 107                 uniform_jitter_ = new Uniform(min,max);
 108         }
 109         gtnets_links_[id]->Jitter((const Random &) *uniform_jitter_);
 110   }
 111   return 0;
 112 }
 113
 114 // if gtnets_nodes_ includes id, return true, otherwise return false.
 115 bool GTSim::node_include(int id){
 116   if (gtnets_nodes_.find(id) != gtnets_nodes_.end()) return true;
 117   else return false;
 118 }
 119
 120 // if gtnets_link_ includes id, return true, otherwise return false.
 121 bool GTSim::link_include(int id){
 122   if (gtnets_links_.find(id) != gtnets_links_.end()) return true;
 123   else return false;
 124 }
 125
 126 int GTSim::add_onehop_route(int src, int dst, int link){
 127   xbt_assert3(!(topo_->add_onehop_route(src, dst, link) < 0), "Cannot add a route, src: %d, dst: %d, link: %d", src, dst, link);
 128   return 0;
 129 }
 130
 131 // Generate the gtnets nodes according to topo_.
 132 void GTSim::add_nodes(){
 133   static unsigned int address = IPAddr("192.168.0.1");
 134   IPAddr helper = IPAddr();
 135   vector<GTNETS_Node*> nodes = topo_->nodes();
 136   vector<GTNETS_Node*>::iterator it;
 137   int id;
 138   for (it = nodes.begin(); it != nodes.end(); it++){
 139     id = (*it)->id();
 140     gtnets_nodes_[id] = new Node();
 141     gtnets_nodes_[id]->SetIPAddr(address++);
 142     DEBUG2("In GTSim, add_node: %d, with IPAddr %s", id, helper.ToDotted(address-1));
 143
 144   }
 145 }
 146
 147 void GTSim::node_connect(){
 148
 149   map<int, GTNETS_Link*> links = topo_->links();
 150   map<int, GTNETS_Link*>::iterator it;
 151   int linkid, srcid, dstid;
 152   for (it = links.begin(); it != links.end(); it++){
 153     linkid = it->second->id();
 154     //if link is used in a route, connect the two nodes.
 155     if (it->second->src_node() && it->second->dst_node()){
 156
 157       srcid = it->second->src_node()->id();
 158       dstid = it->second->dst_node()->id();
 159
 160       gtnets_nodes_[srcid]->
 161         AddDuplexLink(gtnets_nodes_[dstid], *(gtnets_links_[linkid]));
 162     DEBUG3("Setting DuplexLink, src %d, dst %d, linkid %d", srcid, dstid, linkid);
 163     }
 164   }
 165 }
 166
 167 // Create nodes and routes from the temporary topology, GTNETS_Topolgy.
 168 void GTSim::create_gtnets_topology(){
 169   add_nodes();
 170   node_connect();
 171 }
 172
 173 void GTSim::print_topology(){
 174   topo_->print_topology();
 175 }
 176
 177 // Add a route that includes more than one hop. All one hop
 178 // routes must have been added. When this function is called
 179 // for the first time, all gtnets nodes are generated.
 180 int GTSim::add_route(int src, int dst, int* links, int nlink){
 181   if (is_topology_ == 0){
 182     create_gtnets_topology();
 183     is_topology_ = 1;
 184   }
 185
 186   IPAddr_t mymask = IPAddr("255.255.255.255");
 187
 188   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 189   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 190
 191   xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(src_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", src_node);
 192   xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(dst_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", dst_node);
 193
 194   Node* tmpsrc = gtnets_nodes_[src_node];
 195   Node* tmpdst = gtnets_nodes_[dst_node];
 196
 197   int next_node, cur_node;
 198
 199   cur_node = src_node;
 200   for (int i = 0; i < nlink; i++){
 201         xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(cur_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", cur_node);
 202     next_node = topo_->peer_node_id(links[i], cur_node);
 203     xbt_assert0(!(next_node < 0), "Peer node not found");
 204     xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(next_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", next_node);
 205
 206     //add route
 207     Node* tmpcur = gtnets_nodes_[cur_node];
 208     Node* tmpnext = gtnets_nodes_[next_node];
 209
 210     tmpcur->AddRoute(tmpdst->GetIPAddr(),
 211                      mymask,
 212                      tmpcur->GetIfByNode(tmpnext),
 213                      tmpnext->GetIPAddr());
 214
 215     tmpnext->AddRoute(tmpsrc->GetIPAddr(),
 216                       mymask,
 217                       tmpnext->GetIfByNode(tmpcur),
 218                       tmpcur->GetIPAddr());
 219
 220     cur_node = next_node;
 221   }
 222
 223   xbt_assert2(!(cur_node != dst_node), "Route inconsistency, last: %d, dst: %d",cur_node, dst_node);
 224
 225   return 0;
 226 }
 227
 228
 229
 230 int GTSim::create_flow(int src, int dst, long datasize, void* metadata){
 231   //if no route with more than one links, topology has not been generated.
 232   //generate it here.
 233   if (is_topology_ == 0){
 234     create_gtnets_topology();
 235     is_topology_ = 1;
 236   }
 237
 238   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 239   xbt_assert1(!(src_node < 0), "Src %d not found", src_node);
 240
 241   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 242   xbt_assert1(!(dst_node < 0), "Dst %d not found", dst_node);
 243
 244   gtnets_servers_[nflow_] = (TCPServer*) gtnets_nodes_[dst_node]->
 245        AddApplication(TCPServer(TCPReno()));
 246   gtnets_servers_[nflow_]->BindAndListen(1000+nflow_);
 247
 248   gtnets_clients_[nflow_] = (TCPSend*)gtnets_nodes_[src_node]->
 249     AddApplication(TCPSend(metadata, gtnets_nodes_[dst_node]->GetIPAddr(),
 250                            1000+nflow_, Constant(datasize), TCPReno()));
 251   gtnets_clients_[nflow_]->SetSendCallBack(tcp_sent_callback);
 252   gtnets_clients_[nflow_]->Start(0);
 253
 254   gtnets_action_to_flow_[metadata] = nflow_;
 255   nflow_++;
 256
 257   return 0;
 258 }
 259
 260 Time_t GTSim::get_time_to_next_flow_completion(){
 261   int status;
 262   Time_t t1;
 263   int pfds[2];
 264   int soon_pid=-1;
 265   meta_flg=0;
 266
 267   //remain needs to be updated in the future
 268   Count_t remain;
 269
 270   pipe(pfds);
 271
 272   t1 = 0;
 273
 274   if ( (soon_pid=fork()) != 0){
 275     read(pfds[0], &t1, sizeof(Time_t));
 276     waitpid(soon_pid, &status, 0);
 277   }else{
 278     Time_t t;
 279     t = sim_->RunUntilNextCompletion();
 280     write(pfds[1], (const void*)&t, sizeof(Time_t));
 281     exit(0);
 282   }
 283
 284   return t1;
 285 }
 286
 287 double GTSim::gtnets_get_flow_rx(void *metadata){
 288   int flow_id = gtnets_action_to_flow_[metadata];
 289   return gtnets_servers_[flow_id]->GetTotRx();
 290 }
 291
 292 int GTSim::run_until_next_flow_completion(void ***metadata, int *number_of_flows){
 293
 294   meta_flows.clear();
 295   meta_nflow = number_of_flows;
 296   meta_flg = 1;
 297
 298   Time_t t1 = sim_->RunUntilNextCompletion();
 299
 300   *metadata = (meta_flows.empty() ? NULL : &meta_flows[0]);
 301   return 0;
 302 }
 303
 304 int GTSim::run(double delta){
 305   meta_flg=0;
 306   sim_->Run(delta);
 307   return 0;
 308 }
 309
 310 void GTSim::set_jitter(double d){
 311   jitter_ = d;
 312 }
 313
 314 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time){
 315   // Schedule the flow complete event.
 316   SimulatorEvent* e =
 317     new SimulatorEvent(SimulatorEvent::FLOW_COMPLETE);
 318   Simulator::instance->Schedule(e, 0, Simulator::instance);
 319
 320   if (meta_flg){
 321     meta_flows.push_back(action);
 322     (*meta_nflow)++;
 323   }
 324 }
 325
 326