src/ats/gnunet-service-ats_addresses_mlp.h

   1 /*
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   4
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   9
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  14
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  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file ats/gnunet-service-ats_addresses_mlp.h
  23  * @brief ats mlp problem solver
  24  * @author Matthias Wachs
  25  * @author Christian Grothoff
  26  */
  27 #include "platform.h"
  28 #include "gnunet_statistics_service.h"
  29 #include "gnunet-service-ats_addresses.h"
  30 #if HAVE_LIBGLPK
  31 #include "glpk.h"
  32 #endif
  33
  34 #ifndef GNUNET_SERVICE_ATS_ADDRESSES_MLP_H
  35 #define GNUNET_SERVICE_ATS_ADDRESSES_MLP_H
  36
  37 #define DEBUG_MLP GNUNET_EXTRA_LOGGING
  38
  39 #define MLP_MAX_EXEC_DURATION   GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 3)
  40 #define MLP_MAX_ITERATIONS      INT_MAX
  41
  42 struct ATS_Peer
  43 {
  44   struct ATS_Peer *next;
  45   struct ATS_Peer *prev;
  46
  47   struct GNUNET_PeerIdentity id;
  48
  49   /* Array of quality preferences */
  50   double f_q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
  51   /* Legacy preference value */
  52   double f;
  53
  54   /* constraint 2: 1 address per peer*/
  55   unsigned int r_c2;
  56
  57   /* constraint 9: relativity */
  58   unsigned int r_c9;
  59
  60   struct ATS_Address *head;
  61   struct ATS_Address *tail;
  62 };
  63
  64 /**
  65  * MLP Handle
  66  */
  67 struct GAS_MLP_Handle
  68 {
  69   /**
  70    * Statistics handle
  71    */
  72   struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats;
  73
  74   /**
  75    * GLPK (MLP) problem object
  76    */
  77 #if HAVE_LIBGLPK
  78   glp_prob *prob;
  79 #else
  80   void *prob;
  81 #endif
  82
  83   double BIG_M;
  84
  85   /**
  86    * GLPK LP control parameter
  87    */
  88   glp_smcp control_param_lp;
  89
  90   /**
  91    * GLPK LP control parameter
  92    */
  93   glp_iocp control_param_mlp;
  94
  95   /**
  96    * Solves the task in an regular interval
  97    */
  98   GNUNET_SCHEDULER_TaskIdentifier mlp_task;
  99
 100   /**
 101    * Interval between scheduled problem solving
 102    */
 103   struct GNUNET_TIME_Relative exec_interval;
 104
 105   /**
 106    * Maximum execution time per problem solving
 107    */
 108   struct GNUNET_TIME_Relative max_exec_duration;
 109
 110   /**
 111    * Maximum number of LP iterations per problem solving
 112    */
 113   unsigned int max_iterations;
 114
 115   /**
 116    * Solve the problem automatically when updates occur?
 117    * Default: GNUNET_YES
 118    * Can be disabled for test and measurements
 119    */
 120   int auto_solve;
 121
 122   /* state information */
 123
 124   /**
 125    * Do we need to use the LP presolver?
 126    *
 127    * If the problem addresses were added or removed and the last basis was we
 128    * need to use the presolver.
 129    * presolver_required == GNUNET_YES
 130    *
 131    * If values were modified, we can reuse a valid basis
 132    * presolver_required == GNUNET_NO
 133    */
 134   int presolver_required;
 135
 136   /* statistics */
 137
 138   /**
 139    * Time of last execution
 140    */
 141   struct GNUNET_TIME_Absolute last_execution;
 142
 143
 144   /**
 145    * How often was the LP problem solved
 146    */
 147   unsigned int lp_solved;
 148
 149   /**
 150    * total duration of all lp solver executions
 151    */
 152   uint64_t lp_total_duration;
 153
 154   /**
 155    * How often was the MLP problem solved
 156    */
 157   unsigned int mlp_solved;
 158
 159   /**
 160    * total duration of all mlp solver executions
 161    */
 162   uint64_t mlp_total_duration;
 163
 164   unsigned int addr_in_problem;
 165
 166   /* Information about the problem */
 167
 168   struct ATS_Peer *peer_head;
 169   struct ATS_Peer *peer_tail;
 170
 171   /* Number of peers */
 172   unsigned int c_p;
 173
 174   /* current problem matrix */
 175   /* row index array */
 176   int *ia;
 177   /* column index array */
 178   int *ja;
 179   /* column index array */
 180   double *ar;
 181   /* current size of the constraint matrix |indices| */
 182   unsigned int cm_size;
 183   unsigned int ci;
 184
 185   /* Row index constraint 2: */
 186   unsigned int r_c2;
 187   /* Row index constraint 4: minimum connections */
 188   unsigned int r_c4;
 189   /* Row index constraint 6: maximize diversity */
 190   unsigned int r_c6;
 191   /* Row index constraint 8: utilization*/
 192   unsigned int r_c8;
 193   /* Row index constraint 9: relativity*/
 194   unsigned int r_c9;
 195
 196   /* column index Diversity (D) column */
 197   int c_d;
 198   double co_D;
 199
 200   /* column index Utilization (U) column */
 201   int c_u;
 202   double co_U;
 203
 204   /* column index Proportionality (R) column */
 205   int c_r;
 206   double co_R;
 207
 208   /* ATS Quality metrics
 209    *
 210    * array with GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount elements
 211    * contains mapping to GNUNET_ATS_Property*/
 212   int q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 213
 214   /* column index quality metrics  */
 215   int c_q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 216
 217   /* column index quality metrics  */
 218   int r_q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 219
 220   /* quality metric coefficients*/
 221   double co_Q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 222
 223   /* number of quality metrics */
 224   int m_q;
 225
 226   /* ATS ressource costs
 227    *
 228    * array with GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount elements
 229    * contains mapping to GNUNET_ATS_Property*/
 230   int rc[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 231
 232   /* column index ressource costs  */
 233   int c_rc[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 234
 235   /* ressource costs coefficients*/
 236   double co_RC[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 237
 238   /* number of quality metrics */
 239   int m_rc;
 240
 241   /* minimum bandwidth assigned to an address */
 242   unsigned int b_min;
 243
 244   /* minimum number of addresses with bandwidth assigned */
 245   unsigned int n_min;
 246 };
 247
 248
 249 /**
 250  * Address specific MLP information
 251  */
 252 struct MLP_information
 253 {
 254   /* bandwidth column index */
 255   signed int c_b;
 256
 257   /* address usage column */
 258   signed int c_n;
 259
 260   /* row indexes */
 261
 262   /* constraint 1: bandwidth capping */
 263   unsigned int r_c1;
 264
 265   /* constraint 3: minimum bandwidth */
 266   unsigned int r_c3;
 267
 268   /* Quality information row indices */
 269   unsigned int r_q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 270
 271   /* Quality information column indices */
 272   unsigned int c_q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 273
 274   /* Quality information */
 275   double q[GNUNET_ATS_QualityPropertiesCount];
 276 };
 277
 278
 279 /**
 280  * Init the MLP problem solving component
 281  *
 282  * @param cfg configuration handle
 283  * @param stats the GNUNET_STATISTICS handle
 284  * @param max_duration maximum numbers of iterations for the LP/MLP Solver
 285  * @param max_iterations maximum time limit for the LP/MLP Solver
 286  * @return struct GAS_MLP_Handle * on success, NULL on fail
 287  */
 288 struct GAS_MLP_Handle *
 289 GAS_mlp_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 290               const struct GNUNET_STATISTICS_Handle *stats,
 291               struct GNUNET_TIME_Relative max_duration,
 292               unsigned int max_iterations);
 293
 294 /**
 295  * Solves the MLP problem on demand
 296  *
 297  * @param mlp the MLP Handle
 298  * @return GNUNET_OK if could be solved, GNUNET_SYSERR on failure
 299  */
 300 int
 301 GAS_mlp_solve_problem (struct GAS_MLP_Handle *mlp);
 302
 303
 304 /**
 305  * Updates a single address in the MLP problem
 306  *
 307  * If the address did not exist before in the problem:
 308  * The MLP problem has to be recreated and the problem has to be resolved
 309  *
 310  * Otherwise the addresses' values can be updated and the existing base can
 311  * be reused
 312  *
 313  * @param mlp the MLP Handle
 314  * @param addresses the address hashmap
 315  *        the address has to be already added from the hashmap
 316  * @param address the address to update
 317  */
 318 void
 319 GAS_mlp_address_update (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses, struct ATS_Address *address);
 320
 321
 322 /**
 323  * Deletes a single address in the MLP problem
 324  *
 325  * The MLP problem has to be recreated and the problem has to be resolved
 326  *
 327  * @param mlp the MLP Handle
 328  * @param addresses the address hashmap
 329  *        the address has to be already removed from the hashmap
 330  * @param address the address to delete
 331  */
 332 void
 333 GAS_mlp_address_delete (struct GAS_MLP_Handle *mlp, struct GNUNET_CONTAINER_MultiHashMap * addresses, struct ATS_Address *address);
 334
 335
 336 /**
 337  * Changes the preferences for a peer in the MLP problem
 338  *
 339  * @param mlp the MLP Handle
 340  * @param peer the peer
 341  * @param kind the kind to change the preference
 342  * @param score the score
 343  */
 344 void
 345 GAS_mlp_address_change_preference (struct GAS_MLP_Handle *mlp,
 346                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 347                                    enum GNUNET_ATS_PreferenceKind kind,
 348                                    float score);
 349
 350
 351 /**
 352  * Shutdown the MLP problem solving component
 353  */
 354 void
 355 GAS_mlp_done ();
 356
 357 #endif
 358 /* end of gnunet-service-ats_addresses_mlp.h */