src/ats/gnunet-service-ats_addresses.h

   1 /*
   2    This file is part of GNUnet.
   3    Copyright (C) 2011-2014 GNUnet e.V.
   4
   5    GNUnet is free software: you can redistribute it and/or modify it
   6    under the terms of the GNU Affero General Public License as published
   7    by the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
   8    or (at your option) any later version.
   9
  10    GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13    Affero General Public License for more details.
  14
  15    You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
  16    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17
  18      SPDX-License-Identifier: AGPL3.0-or-later
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file ats/gnunet-service-ats_addresses.h
  23  * @brief ats service address management
  24  * @author Matthias Wachs
  25  * @author Christian Grothoff
  26  */
  27 #ifndef GNUNET_SERVICE_ATS_ADDRESSES_H
  28 #define GNUNET_SERVICE_ATS_ADDRESSES_H
  29
  30 #include "gnunet_util_lib.h"
  31 #include "gnunet_ats_service.h"
  32 #include "gnunet-service-ats.h"
  33 #include "ats.h"
  34
  35 /**
  36  * NOTE: Do not change this documentation. This documentation is based on
  37  * gnunet.org:/vcs/fsnsg/ats-paper.git/tech-doku/ats-tech-guide.tex
  38  * use build_txt.sh to generate plaintext output
  39  *
  40  *   1 ATS addresses : ATS address management
  41  *
  42  *    This ATS addresses ("addresses") component manages the addresses known to
  43  *    ATS service and suggests addresses to transport service when it is
  44  *    interested in address suggestion for a peer. ATS addresses also
  45  *    instantiates the bandwidth assignment mechanism (solver), notifies it
  46  *    about changes to addresses and forwards changes to bandwidth assignments
  47  *    to transport, depending if transport is interested in this change.
  48  *
  49  *     1.1 Input data
  50  *
  51  *       1.1.1 Addresses
  52  *
  53  *    Addresses are added by specifying peer ID, plugin, address, address length
  54  *    and session, if available. ATS information can be specified if available.
  55  *
  56  *       1.1.2 Networks
  57  *
  58  *    ATS specifies a fix set of networks an address can belong to. For each
  59  *    network an inbound and outbound quota will be specified. The available
  60  *    networks and addtional helper varaibles are defined in
  61  *    gnunet_ats_service.h. At the moment 5 networks are defined:
  62  *      * GNUNET_NT_UNSPECIFIED
  63  *      * GNUNET_NT_LOOPBACK
  64  *      * GNUNET_NT_LAN
  65  *      * GNUNET_NT_WAN
  66  *      * GNUNET_NT_WLAN
  67  *
  68  *    The total number of networks defined is stored in
  69  *    GNUNET_NT_COUNT GNUNET_ATS_NetworkType can be used array
  70  *    initializer for an int array, while GNUNET_ATS_NetworkType is an
  71  *    initializer for a char array containing a string description of all
  72  *    networks
  73  *
  74  *       1.1.3 Quotas
  75  *
  76  *    An inbound and outbound quota for each of the networks mentioned in 1.1.2
  77  *    is loaded from ats configuration during initialization. This quota defines
  78  *    to total amount of inbound and outbound traffic allowed for a specific
  79  *    network. The configuration values used are in section ats:
  80  *      * "NETWORK"_QUOTA_IN = <value>
  81  *      * "NETWORK"_QUOTA_IN = <value>
  82  *
  83  *    You can specify quotas by setting the <value> to a:
  84  *      * unrestricted: unlimited
  85  *      * number of bytes: e.g. 10240
  86  *      * fancy value: e.g. 64 Kib
  87  *
  88  *    unlimited is defined as GNUNET_ATS_MaxBandwidthString and equivalent to
  89  *    the value GNUNET_ATS_MaxBandwidth Important predefined values for quotas
  90  *    are:
  91  *      * GNUNET_ATS_DefaultBandwidth: 65536
  92  *      * GNUNET_ATS_MaxBandwidth: UINT32_MAX
  93  *      * GNUNET_CONSTANTS_DEFAULT_BW_IN_OUT: 1024
  94  *
  95  *    Details of loading quotas and default values will be described on
  96  *
  97  *       1.1.4 Preference values
  98  *
  99  *     1.2 Data structures used
 100  *
 101  *    Addresse uses struct ATS_Address for each address. The structs are stored
 102  *    in a linked list and provides a pointer void *solver_information for the
 103  *    solver to store address specific information. It provides the int values
 104  *    active which is set to GNUNET_YES if the address is select for transport
 105  *    use and used, representing that transport service is actively using this
 106  *    address. Address information are stored in peer, addr, addr_len, plugin.
 107  *
 108  *     1.3 Initialization
 109  *
 110  *    During initialization a hashmap to store addresses is created. The quotas
 111  *    for all networks defined for ATS are loaded from configuration. For each
 112  *    network first the logic will check if the string
 113  *    GNUNET_ATS_MaxBandwidthString is configured, if not it will try to convert
 114  *    the configured value as a fancy size and if this fails it will try to use
 115  *    it as a value_number. If no configuration value is found it will assign
 116  *    GNUNET_ATS_DefaultBandwidth. The most important step is to load the
 117  *    configured solver using configuration "[ats]:MODE". Current solvers are
 118  *    MODE_PROPORTIONAL, MODE_MLP. Interaction is done using a solver API
 119  *
 120  *     1.4 Solver API
 121  *
 122  *    Solver functions:
 123  *      * s_init: init the solver with required information
 124  *      * s_add: add a new address
 125  *      * s_update: update ATS values or session for an address
 126  *      * s_get: get prefered address for a peer
 127  *      * s_del: delete an address
 128  *      * s_pref: change preference value for a peer
 129  *      * s_done: shutdown solver
 130  *
 131  *    Callbacks: addresses provides a bandwidth_changed_cb callback to the
 132  *    solver which is called when bandwidth assigned to peer has changed
 133  *
 134  *     1.5 Shutdown
 135  *
 136  *    During shutdown all addresses are freed and the solver told to shutdown
 137  *
 138  *     1.6 Addresses and sessions
 139  *
 140  *    Addresses consist of the address itself and a numerical session. When a
 141  *    new address without a session is added it has no session, so it gets
 142  *    session 0 assigned. When an address with a session is added and an address
 143  *    object with session 0 is found, this object is updated with the session
 144  *    otherwise a new address object with this session assigned is created.
 145  *
 146  *       1.6.1 Terminology
 147  *
 148  *    Addresses a1,a2 with session s1, s2 are "exact" if:
 149  *    (a1 == a2)&&(s1 == s2)
 150  *    Addresses a1,a2 with session s1, s2 are "equivalent" if:
 151  *    (a1 == a2)&&((s1 == s2)||(s1 == 0)||(s2 == 0)
 152  *
 153  *     1.7 Address management
 154  *
 155  *    Transport service notifies ATS about changes to the addresses known to
 156  *    it.
 157  *
 158  *       1.7.1 Adding an address
 159  *
 160  *    When transport learns a new address it tells ATS and ATS is telling
 161  *    addresses about it using GAS_address_add. If not known to addresses it
 162  *    creates a new address object and calls solver's s_add. ATS information are
 163  *    deserialized and solver is notified about the session and ATS information
 164  *    using s_update.
 165  *
 166  *       1.7.2 Updating an address
 167  *
 168  *    Addresses does an lookup up for the existing address with the given
 169  *    session. If disassembles included ATS information and notifies the solver
 170  *    using s_update about the update.
 171  *
 172  *       1.7.3 Deleting an address
 173  *
 174  *    Addresses does an lookup for the exact address and session and if removes
 175  *    this address. If session != 0 the session is set to 0 and the address is
 176  *    kept. If session == 0, the addresses is removed.
 177  *
 178  *       1.7.4 Requesting an address suggestion
 179  *
 180  *    The address client issues a request address message to be notified about
 181  *    address suggestions for a specific peer. Addresses asks the solver with
 182  *    s_get. If no address is available, it will not send a response, otherwise
 183  *    it will respond with the choosen address.
 184  *
 185  *       1.7.5 Address suggestions
 186  *
 187  *    Addresses will notify the client automatically on any bandwidth_changed_cb
 188  *    by the solver if a address suggestion request is pending. If no address is
 189  *    available it will not respond at all If the client is not interested
 190  *    anymore, it has to cancel the address suggestion request.
 191  *
 192  *       1.7.6 Suggestions blocks and reset
 193  *
 194  *    After suggesting an address it is blocked for ATS_BLOCKING_DELTA sec. to
 195  *    prevent the client from being thrashed. If the client requires immediately
 196  *    it can reset this block using GAS_addresses_handle_backoff_reset.
 197  *
 198  *       1.7.7 Address lifecycle
 199  *
 200  *      * (add address)
 201  *      * (updated address)
 202  *      * (delete address)
 203  *
 204  *     1.8 Bandwidth assignment
 205  *
 206  *    The addresses are used to perform resource allocation operations. ATS
 207  *    addresses takes care of instantiating the solver configured and notifies
 208  *    the respective solver about address changes and receives changes to the
 209  *    bandwidth assignment from the solver. The current bandwidth assignment is
 210  *    sent to transport. The specific solvers will be described in the specific
 211  *    section.
 212  *
 213  *     1.9 Changing peer preferences
 214  *
 215  *    The bandwidth assigned to a peer can be influenced by setting a preference
 216  *    for a peer. The prefernce will be given to to the solver with s_pref which
 217  *    has to take care of the preference value
 218  */
 219
 220
 221 /*
 222  * How long will address suggestions blocked after a suggestion
 223  */
 224 #define ATS_BLOCKING_DELTA GNUNET_TIME_relative_multiply ( \
 225     GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, 100)
 226
 227 /**
 228  * Information provided by ATS normalization
 229  */
 230 struct GAS_NormalizationInfo
 231 {
 232   /**
 233    * Next index to use in averaging queue
 234    */
 235   unsigned int avg_queue_index;
 236
 237   /**
 238    * Averaging queue
 239    */
 240   uint64_t atsi_abs[GAS_normalization_queue_length];
 241
 242   /**
 243    * Averaged ATSI values from queue
 244    */
 245   uint64_t avg;
 246
 247   /**
 248    * Normalized values from queue to a range of values [1.0...2.0]
 249    */
 250   double norm;
 251 };
 252
 253
 254 /**
 255  * Address with additional information
 256  */
 257 struct ATS_Address
 258 {
 259   /**
 260    * Peer ID this address is for.
 261    */
 262   struct GNUNET_PeerIdentity peer;
 263
 264   /**
 265    * Address (in plugin-specific binary format).
 266    */
 267   const void *addr;
 268
 269   /**
 270    * Plugin name
 271    */
 272   char *plugin;
 273
 274   /**
 275    * Solver-specific information for this address
 276    */
 277   void *solver_information;
 278
 279   /**
 280    * ATS performance information for this address
 281    */
 282   struct GNUNET_ATS_Properties properties;
 283
 284   /**
 285    * Time when address had last activity (update, in uses)
 286    */
 287   struct GNUNET_TIME_Absolute t_last_activity;
 288
 289   /**
 290    * Time when address was added
 291    */
 292   struct GNUNET_TIME_Absolute t_added;
 293
 294   /**
 295    * Address length, number of bytes in @e addr.
 296    */
 297   size_t addr_len;
 298
 299   /**
 300    * Session ID, can never be 0.
 301    */
 302   uint32_t session_id;
 303
 304   /**
 305    * Field to store local flags.
 306    */
 307   enum GNUNET_HELLO_AddressInfo local_address_info;
 308
 309   /**
 310    * ATS performance information for this address, size of the @e atsi array.
 311    */
 312   uint32_t atsi_count;
 313
 314   /**
 315    * Inbound bandwidth assigned by solver
 316    */
 317   uint32_t assigned_bw_in;
 318
 319   /**
 320    * Outbound bandwidth assigned by solver
 321    */
 322   uint32_t assigned_bw_out;
 323
 324   /**
 325    * Inbound bandwidth assigned by solver in NBO
 326    */
 327   uint32_t last_notified_bw_in;
 328
 329   /**
 330    * Outbound bandwidth assigned by solver in NBO
 331    */
 332   uint32_t last_notified_bw_out;
 333
 334   /**
 335    * Is this the active address for this peer?
 336    */
 337   int active;
 338
 339   /**
 340    * Normalized delay information for this address.
 341    */
 342   struct GAS_NormalizationInfo norm_delay;
 343
 344   /**
 345    * Normalized distance information for this address.
 346    */
 347   struct GAS_NormalizationInfo norm_distance;
 348
 349   /**
 350    * Normalized utilization inbound for this address.
 351    */
 352   struct GAS_NormalizationInfo norm_utilization_in;
 353
 354   /**
 355    * Normalized utilization outbound for this address.
 356    */
 357   struct GAS_NormalizationInfo norm_utilization_out;
 358 };
 359
 360
 361 /**
 362  * A multipeermap mapping peer identities to `struct ATS_Address`.
 363  */
 364 extern struct GNUNET_CONTAINER_MultiPeerMap *GSA_addresses;
 365
 366
 367 /**
 368  * Initialize address subsystem. The addresses subsystem manages the addresses
 369  * known and current performance information.
 370  */
 371 void
 372 GAS_addresses_init (void);
 373
 374
 375 /**
 376  * Shutdown address subsystem.
 377  */
 378 void
 379 GAS_addresses_done (void);
 380
 381
 382 /**
 383  * Add a new address for a peer.
 384  *
 385  * @param peer peer
 386  * @param plugin_name transport plugin name
 387  * @param plugin_addr plugin address
 388  * @param plugin_addr_len length of the @a plugin_addr
 389  * @param local_address_info the local address for the address
 390  * @param session_id session id, can never be 0.
 391  * @param prop performance information for this address
 392  */
 393 void
 394 GAS_addresses_add (const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 395                    const char *plugin_name,
 396                    const void *plugin_addr,
 397                    size_t plugin_addr_len,
 398                    uint32_t local_address_info,
 399                    uint32_t session_id,
 400                    const struct GNUNET_ATS_Properties *prop);
 401
 402
 403 /**
 404  * Update an address with new performance information for a peer.
 405  *
 406  * @param peer peer
 407  * @param session_id session id, can never be 0
 408  * @param prop performance information for this address
 409  */
 410 void
 411 GAS_addresses_update (const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 412                       uint32_t session_id,
 413                       const struct GNUNET_ATS_Properties *prop);
 414
 415
 416 /**
 417  * Remove an address for a peer.
 418  *
 419  * @param peer peer
 420  * @param session_id session id, can never be 0
 421  */
 422 void
 423 GAS_addresses_destroy (const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 424                        uint32_t session_id);
 425
 426
 427 /**
 428  * Remove all addresses.
 429  */
 430 void
 431 GAS_addresses_destroy_all (void);
 432
 433
 434 /**
 435  * Iterator for #GAS_addresses_get_peer_info()
 436  *
 437  * @param cls closure
 438  * @param id the peer id
 439  * @param plugin_name plugin name
 440  * @param plugin_addr address
 441  * @param plugin_addr_len length of @a plugin_addr
 442  * @param address_active is address actively used
 443  * @param atsi ats performance information
 444  * @param local_address_info flags for the address
 445  * @param bandwidth_out current outbound bandwidth assigned to address
 446  * @param bandwidth_in current inbound bandwidth assigned to address
 447  */
 448 typedef void
 449 (*GNUNET_ATS_PeerInfo_Iterator) (void *cls,
 450                                  const struct GNUNET_PeerIdentity *id,
 451                                  const char *plugin_name,
 452                                  const void *plugin_addr,
 453                                  size_t plugin_addr_len,
 454                                  const int address_active,
 455                                  const struct GNUNET_ATS_Properties *prop,
 456                                  enum GNUNET_HELLO_AddressInfo
 457                                  local_address_info,
 458                                  struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO
 459                                  bandwidth_out,
 460                                  struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO
 461                                  bandwidth_in);
 462
 463
 464 /**
 465  * Return information all peers currently known to ATS
 466  *
 467  * @param peer the respective peer
 468  * @param pi_it the iterator to call for every peer
 469  * @param pi_it_cls the closure for @a pi_it
 470  */
 471 void
 472 GAS_addresses_get_peer_info (const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 473                              GNUNET_ATS_PeerInfo_Iterator pi_it,
 474                              void *pi_it_cls);
 475
 476
 477 /**
 478  * Handle 'address list request' messages from clients.
 479  *
 480  * @param client client that sent the request
 481  * @param alrm the request message
 482  */
 483 void
 484 GAS_handle_request_address_list (struct GNUNET_SERVICE_Client *client,
 485                                  const struct AddressListRequestMessage *alrm);
 486
 487
 488 #endif
 489
 490 /* end of gnunet-service-ats_addresses.h */