src/include/gnunet_ats_service.h

   1 /*
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   4
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   9
  10  GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  14
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  17  Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  18  Boston, MA 02110-1301, USA.
  19  */
  20 /**
  21  * @file
  22  * Automatic transport selection and outbound bandwidth determination
  23  *
  24  * @author Christian Grothoff
  25  * @author Matthias Wachs
  26  *
  27  * @defgroup ats  ATS service
  28  * Automatic Transport Selection and outbound bandwidth determination
  29  *
  30  * @see [Documentation](https://gnunet.org/ats-subsystem)
  31  *
  32  * @{
  33  */
  34 #ifndef GNUNET_ATS_SERVICE_H
  35 #define GNUNET_ATS_SERVICE_H
  36
  37 #include "gnunet_constants.h"
  38 #include "gnunet_util_lib.h"
  39 #include "gnunet_hello_lib.h"
  40
  41 /**
  42  * Types of networks (with separate quotas) we support.
  43  */
  44 enum GNUNET_ATS_Network_Type
  45 {
  46   /**
  47    * Category of last resort.
  48    */
  49   GNUNET_ATS_NET_UNSPECIFIED = 0,
  50
  51   /**
  52    * Loopback (same host).
  53    */
  54   GNUNET_ATS_NET_LOOPBACK = 1,
  55
  56   /**
  57    * Local area network.
  58    */
  59   GNUNET_ATS_NET_LAN = 2,
  60
  61   /**
  62    * Wide area network (i.e. Internet)
  63    */
  64   GNUNET_ATS_NET_WAN = 3,
  65
  66   /**
  67    * Wireless LAN (i.e. 802.11abgn)
  68    */
  69   GNUNET_ATS_NET_WLAN = 4,
  70
  71   /**
  72    * Bluetooth LAN
  73    */
  74   GNUNET_ATS_NET_BT = 5,
  75
  76 /**
  77  * Number of network types supported by ATS
  78  */
  79 #define GNUNET_ATS_NetworkTypeCount 6
  80
  81 };
  82
  83
  84 /**
  85  * Default bandwidth assigned to a network : 64 KB/s
  86  */
  87 #define GNUNET_ATS_DefaultBandwidth 65536
  88
  89 /**
  90  * Undefined value for an `enum GNUNET_ATS_Property`
  91  */
  92 #define GNUNET_ATS_VALUE_UNDEFINED UINT32_MAX
  93
  94 /**
  95  * String representation for GNUNET_ATS_VALUE_UNDEFINED
  96  */
  97 #define GNUNET_ATS_VALUE_UNDEFINED_STR "undefined"
  98
  99 /**
 100  * Maximum bandwidth assigned to a network : 4095 MB/s
 101  */
 102 #define GNUNET_ATS_MaxBandwidth UINT32_MAX
 103
 104 /**
 105  * Textual equivalent for GNUNET_ATS_MaxBandwidth
 106  */
 107 #define GNUNET_ATS_MaxBandwidthString "unlimited"
 108
 109
 110 /**
 111  * ATS performance characteristics for an address.
 112  */
 113 struct GNUNET_ATS_Properties
 114 {
 115
 116   /**
 117    * Delay.  Time between when the time packet is sent and the packet
 118    * arrives.  FOREVER if we did not measure yet.
 119    */
 120   struct GNUNET_TIME_Relative delay;
 121
 122   /**
 123    * Actual traffic on this connection from this peer to the other peer.
 124    * Includes transport overhead.
 125    *
 126    * Unit: [bytes/second]
 127    */
 128   uint32_t utilization_out;
 129
 130   /**
 131    * Actual traffic on this connection from the other peer to this peer.
 132    * Includes transport overhead.
 133    *
 134    * Unit: [bytes/second]
 135    */
 136   uint32_t utilization_in;
 137
 138   /**
 139    * Distance on network layer (required for distance-vector routing)
 140    * in hops.  Zero for direct connections (i.e. plain TCP/UDP).
 141    */
 142   unsigned int distance;
 143
 144   /**
 145    * Which network scope does the respective address belong to?
 146    * This property does not change.
 147    */
 148   enum GNUNET_ATS_Network_Type scope;
 149
 150 };
 151
 152
 153 /**
 154  * ATS performance characteristics for an address in
 155  * network byte order (for IPC).
 156  */
 157 struct GNUNET_ATS_PropertiesNBO
 158 {
 159
 160   /**
 161    * Actual traffic on this connection from this peer to the other peer.
 162    * Includes transport overhead.
 163    *
 164    * Unit: [bytes/second]
 165    */
 166   uint32_t utilization_out GNUNET_PACKED;
 167
 168   /**
 169    * Actual traffic on this connection from the other peer to this peer.
 170    * Includes transport overhead.
 171    *
 172    * Unit: [bytes/second]
 173    */
 174   uint32_t utilization_in GNUNET_PACKED;
 175
 176   /**
 177    * Which network scope does the respective address belong to?
 178    * This property does not change.
 179    */
 180   uint32_t scope GNUNET_PACKED;
 181
 182   /**
 183    * Distance on network layer (required for distance-vector routing)
 184    * in hops.  Zero for direct connections (i.e. plain TCP/UDP).
 185    */
 186   uint32_t distance GNUNET_PACKED;
 187
 188   /**
 189    * Delay.  Time between when the time packet is sent and the packet
 190    * arrives.  FOREVER if we did not measure yet.
 191    */
 192   struct GNUNET_TIME_RelativeNBO delay;
 193
 194 };
 195
 196
 197
 198 /* ********************* LAN Characterization library ************************ */
 199 /* Note: these functions do not really communicate with the ATS service */
 200
 201
 202 /**
 203  * Convert ATS properties from host to network byte order.
 204  *
 205  * @param nbo[OUT] value written
 206  * @param hbo value read
 207  */
 208 void
 209 GNUNET_ATS_properties_hton (struct GNUNET_ATS_PropertiesNBO *nbo,
 210                             const struct GNUNET_ATS_Properties *hbo);
 211
 212
 213 /**
 214  * Convert ATS properties from network to host byte order.
 215  *
 216  * @param hbo[OUT] value written
 217  * @param nbo value read
 218  */
 219 void
 220 GNUNET_ATS_properties_ntoh (struct GNUNET_ATS_Properties *hbo,
 221                             const struct GNUNET_ATS_PropertiesNBO *nbo);
 222
 223
 224
 225 /**
 226  * Convert a `enum GNUNET_ATS_Network_Type` to a string
 227  *
 228  * @param net the network type
 229  * @return a string or NULL if invalid
 230  */
 231 const char *
 232 GNUNET_ATS_print_network_type (enum GNUNET_ATS_Network_Type net);
 233
 234
 235 /**
 236  * Handle for the LAN Characterization library.
 237  */
 238 struct GNUNET_ATS_InterfaceScanner;
 239
 240
 241 /**
 242  * Returns where the address is located: loopback, LAN or WAN.
 243  *
 244  * @param is handle from #GNUNET_ATS_interface_scanner_init()
 245  * @param addr address
 246  * @param addrlen address length
 247  * @return type of the network the address belongs to
 248  */
 249 enum GNUNET_ATS_Network_Type
 250 GNUNET_ATS_scanner_address_get_type (struct GNUNET_ATS_InterfaceScanner *is,
 251                                      const struct sockaddr *addr,
 252                                      socklen_t addrlen);
 253
 254
 255 /**
 256  * Initialize the ATS address characterization client handle.
 257  *
 258  * @return scanner handle, NULL on error
 259  */
 260 struct GNUNET_ATS_InterfaceScanner *
 261 GNUNET_ATS_scanner_init (void);
 262
 263
 264 /**
 265  * Terminate interface scanner.
 266  *
 267  * @param is scanner we are done with
 268  */
 269 void
 270 GNUNET_ATS_scanner_done (struct GNUNET_ATS_InterfaceScanner *is);
 271
 272
 273
 274 /* ********************Connection Suggestion API ***************************** */
 275
 276 /**
 277  * Handle to the ATS subsystem for making suggestions about
 278  * connections the peer would like to have.
 279  */
 280 struct GNUNET_ATS_ConnectivityHandle;
 281
 282 /**
 283  * Handle for address suggestion requests.
 284  */
 285 struct GNUNET_ATS_ConnectivitySuggestHandle;
 286
 287
 288 /**
 289  * Initialize the ATS connectivity suggestion client handle.
 290  *
 291  * @param cfg configuration to use
 292  * @return ats connectivity handle, NULL on error
 293  */
 294 struct GNUNET_ATS_ConnectivityHandle *
 295 GNUNET_ATS_connectivity_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg);
 296
 297
 298 /**
 299  * Shutdown ATS connectivity suggestion client.
 300  *
 301  * @param ch handle to destroy
 302  */
 303 void
 304 GNUNET_ATS_connectivity_done (struct GNUNET_ATS_ConnectivityHandle *ch);
 305
 306
 307 /**
 308  * We would like to establish a new connection with a peer.  ATS
 309  * should suggest a good address to begin with.
 310  *
 311  * @param ch handle
 312  * @param peer identity of the peer we need an address for
 313  * @param strength how urgent is the need for such a suggestion
 314  * @return suggestion handle, NULL if request is already pending
 315  */
 316 struct GNUNET_ATS_ConnectivitySuggestHandle *
 317 GNUNET_ATS_connectivity_suggest (struct GNUNET_ATS_ConnectivityHandle *ch,
 318                                  const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 319                                  uint32_t strength);
 320
 321
 322 /**
 323  * We no longer care about being connected to a peer.
 324  *
 325  * @param sh handle
 326  */
 327 void
 328 GNUNET_ATS_connectivity_suggest_cancel (struct GNUNET_ATS_ConnectivitySuggestHandle *sh);
 329
 330
 331 /* ******************************** Scheduling API ***************************** */
 332
 333 /**
 334  * Handle to the ATS subsystem for bandwidth/transport scheduling information.
 335  */
 336 struct GNUNET_ATS_SchedulingHandle;
 337
 338 /**
 339  * Opaque session handle, defined by plugins.  Contents not known to ATS.
 340  */
 341 struct GNUNET_ATS_Session;
 342
 343
 344 /**
 345  * Signature of a function called by ATS with the current bandwidth
 346  * and address preferences as determined by ATS.  If our connection
 347  * to ATS dies and thus all suggestions become invalid, this function
 348  * is called ONCE with all arguments (except @a cls) being NULL/0.
 349  *
 350  * @param cls closure
 351  * @param peer for which we suggest an address, NULL if ATS connection died
 352  * @param address suggested address (including peer identity of the peer),
 353  *             may be NULL to signal disconnect from peer
 354  * @param session session to use, NULL to establish a new outgoing session
 355  * @param bandwidth_out assigned outbound bandwidth for the connection,
 356  *        0 to signal disconnect
 357  * @param bandwidth_in assigned inbound bandwidth for the connection,
 358  *        0 to signal disconnect
 359  */
 360 typedef void
 361 (*GNUNET_ATS_AddressSuggestionCallback) (void *cls,
 362                                          const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 363                                          const struct GNUNET_HELLO_Address *address,
 364                                          struct GNUNET_ATS_Session *session,
 365                                          struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO bandwidth_out,
 366                                          struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO bandwidth_in);
 367
 368
 369 /**
 370  * Initialize the ATS scheduling subsystem.
 371  *
 372  * @param cfg configuration to use
 373  * @param suggest_cb notification to call whenever the suggestation changed
 374  * @param suggest_cb_cls closure for @a suggest_cb
 375  * @return ats context
 376  */
 377 struct GNUNET_ATS_SchedulingHandle *
 378 GNUNET_ATS_scheduling_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 379                             GNUNET_ATS_AddressSuggestionCallback suggest_cb,
 380                             void *suggest_cb_cls);
 381
 382
 383 /**
 384  * Client is done with ATS scheduling, release resources.
 385  *
 386  * @param sh handle to release
 387  */
 388 void
 389 GNUNET_ATS_scheduling_done (struct GNUNET_ATS_SchedulingHandle *sh);
 390
 391
 392 /**
 393  * Handle used within ATS to track an address.
 394  */
 395 struct GNUNET_ATS_AddressRecord;
 396
 397
 398 /**
 399  * We have a new address ATS should know. Addresses have to be added with this
 400  * function before they can be: updated, set in use and destroyed
 401  *
 402  * @param sh handle
 403  * @param address the address
 404  * @param session session handle (if available, i.e. for incoming connections)
 405  * @param prop performance data for the address
 406  * @return handle to the address representation inside ATS, NULL
 407  *         on error (i.e. ATS knows this exact address already, or
 408  *         address is invalid)
 409  */
 410 struct GNUNET_ATS_AddressRecord *
 411 GNUNET_ATS_address_add (struct GNUNET_ATS_SchedulingHandle *sh,
 412                         const struct GNUNET_HELLO_Address *address,
 413                         struct GNUNET_ATS_Session *session,
 414                         const struct GNUNET_ATS_Properties *prop);
 415
 416
 417 /**
 418  * An address was used to initiate a session.
 419  *
 420  * @param ar address record to update information for
 421  * @param session session handle
 422  */
 423 void
 424 GNUNET_ATS_address_add_session (struct GNUNET_ATS_AddressRecord *ar,
 425                                 struct GNUNET_ATS_Session *session);
 426
 427
 428 /**
 429  * A @a session was destroyed, disassociate it from the given address
 430  * record.  If this was an incoming addess, destroys the address as
 431  * well.
 432  *
 433  * @param ar address record to update information for
 434  * @param session session handle
 435  * @return #GNUNET_YES if the @a ar was destroyed because
 436  *                     it was an incoming address,
 437  *         #GNUNET_NO if the @ar was kept because we can
 438  *                    use it still to establish a new session
 439  */
 440 int
 441 GNUNET_ATS_address_del_session (struct GNUNET_ATS_AddressRecord *ar,
 442                                 struct GNUNET_ATS_Session *session);
 443
 444
 445 /**
 446  * We have updated performance statistics for a given address.  Note
 447  * that this function can be called for addresses that are currently
 448  * in use as well as addresses that are valid but not actively in use.
 449  * Furthermore, the peer may not even be connected to us right now (@a
 450  * session value of NULL used to signal disconnect, or somehow we
 451  * otherwise got updated on @a ats information).  Based on the
 452  * information provided, ATS may update bandwidth assignments and
 453  * suggest to switch addresses.
 454  *
 455  * @param ar address record to update information for
 456  * @param prop performance data for the address
 457  */
 458 void
 459 GNUNET_ATS_address_update (struct GNUNET_ATS_AddressRecord *ar,
 460                            const struct GNUNET_ATS_Properties *prop);
 461
 462
 463 /**
 464  * An address got destroyed, stop using it as a valid address.
 465  *
 466  * @param ar address record to destroy, it's validation has
 467  *           expired and ATS may no longer use it
 468  */
 469 void
 470 GNUNET_ATS_address_destroy (struct GNUNET_ATS_AddressRecord *ar);
 471
 472
 473
 474 /* ******************************** Performance API ***************************** */
 475
 476 /**
 477  * ATS Handle to obtain and/or modify performance information.
 478  */
 479 struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle;
 480
 481 /**
 482  * Signature of a function that is called with QoS information about an address.
 483  *
 484  * @param cls closure
 485  * @param address the address, NULL if ATS service was disconnected or
 486  *        when the iteration is completed in the case of
 487  *        #GNUNET_ATS_performance_list_addresses()
 488  * @param address_active #GNUNET_YES if this address is actively used
 489  *        to maintain a connection to a peer;
 490  *        #GNUNET_NO if the address is not actively used;
 491  *        #GNUNET_SYSERR if this address is no longer available for ATS
 492  * @param bandwidth_out assigned outbound bandwidth for the connection
 493  * @param bandwidth_in assigned inbound bandwidth for the connection
 494  * @param prop performance data for the address
 495  */
 496 typedef void
 497 (*GNUNET_ATS_AddressInformationCallback) (void *cls,
 498                                           const struct GNUNET_HELLO_Address *address,
 499                                           int address_active,
 500                                           struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO bandwidth_out,
 501                                           struct GNUNET_BANDWIDTH_Value32NBO bandwidth_in,
 502                                           const struct GNUNET_ATS_Properties *prop);
 503
 504
 505 /**
 506  * Handle for an address listing operation
 507  */
 508 struct GNUNET_ATS_AddressListHandle;
 509
 510
 511 /**
 512  * Get handle to access performance API of the ATS subsystem.
 513  *
 514  * @param cfg configuration to use
 515  * @param addr_info_cb callback called when performance characteristics for
 516  *      an address change
 517  * @param addr_info_cb_cls closure for @a addr_info_cb
 518  * @return ats performance context
 519  */
 520 struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle *
 521 GNUNET_ATS_performance_init (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 522                              GNUNET_ATS_AddressInformationCallback addr_info_cb,
 523                              void *addr_info_cb_cls);
 524
 525
 526 /**
 527  * Get information about addresses known to the ATS subsystem.
 528  *
 529  * @param ph the performance handle to use
 530  * @param peer peer idm can be NULL for all peers
 531  * @param all #GNUNET_YES to get information about all addresses or #GNUNET_NO to
 532  *        get only address currently used
 533  * @param infocb callback to call with the addresses,
 534  *        will callback with address == NULL when done
 535  * @param infocb_cls closure for @a infocb
 536  * @return handle to abort the operation
 537  */
 538 struct GNUNET_ATS_AddressListHandle *
 539 GNUNET_ATS_performance_list_addresses (struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle *ph,
 540                                        const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 541                                        int all,
 542                                        GNUNET_ATS_AddressInformationCallback infocb,
 543                                        void *infocb_cls);
 544
 545
 546 /**
 547  * Cancel a pending address listing operation
 548  *
 549  * @param alh the `struct GNUNET_ATS_AddressListHandle` handle to cancel
 550  */
 551 void
 552 GNUNET_ATS_performance_list_addresses_cancel (struct GNUNET_ATS_AddressListHandle *alh);
 553
 554
 555 /**
 556  * Client is done using the ATS performance subsystem, release resources.
 557  *
 558  * @param ph handle
 559  */
 560 void
 561 GNUNET_ATS_performance_done (struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle *ph);
 562
 563
 564 /**
 565  * Function called with reservation result.
 566  *
 567  * @param cls closure
 568  * @param peer identifies the peer
 569  * @param amount set to the amount that was actually reserved or unreserved;
 570  *               either the full requested amount or zero (no partial reservations)
 571  * @param res_delay if the reservation could not be satisfied (amount was 0), how
 572  *        long should the client wait until re-trying?
 573  */
 574 typedef void
 575 (*GNUNET_ATS_ReservationCallback) (void *cls,
 576                                    const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 577                                    int32_t amount,
 578                                    struct GNUNET_TIME_Relative res_delay);
 579
 580
 581 /**
 582  * Context that can be used to cancel a peer information request.
 583  */
 584 struct GNUNET_ATS_ReservationContext;
 585
 586
 587 /**
 588  * Reserve inbound bandwidth from the given peer.  ATS will look at
 589  * the current amount of traffic we receive from the peer and ensure
 590  * that the peer could add 'amount' of data to its stream.
 591  *
 592  * @param ph performance handle
 593  * @param peer identifies the peer
 594  * @param amount reserve N bytes for receiving, negative
 595  *                amounts can be used to undo a (recent) reservation;
 596  * @param rcb function to call with the resulting reservation information
 597  * @param rcb_cls closure for @a rcb
 598  * @return NULL on error
 599  * @deprecated will be replaced soon
 600  */
 601 struct GNUNET_ATS_ReservationContext *
 602 GNUNET_ATS_reserve_bandwidth (struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle *ph,
 603                               const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 604                               int32_t amount,
 605                               GNUNET_ATS_ReservationCallback rcb,
 606                               void *rcb_cls);
 607
 608
 609 /**
 610  * Cancel request for reserving bandwidth.
 611  *
 612  * @param rc context returned by the original GNUNET_ATS_reserve_bandwidth call
 613  */
 614 void
 615 GNUNET_ATS_reserve_bandwidth_cancel (struct GNUNET_ATS_ReservationContext *rc);
 616
 617
 618 /**
 619  * ATS preference types as array initializer
 620  */
 621 #define GNUNET_ATS_PreferenceType {GNUNET_ATS_PREFERENCE_BANDWIDTH, GNUNET_ATS_PREFERENCE_LATENCY, GNUNET_ATS_PREFERENCE_END}
 622
 623 /**
 624  * ATS preference types as string array initializer
 625  */
 626 #define GNUNET_ATS_PreferenceTypeString {"BANDWIDTH", "LATENCY", "END" }
 627
 628 /**
 629  * Enum defining all known preference categories.
 630  */
 631 enum GNUNET_ATS_PreferenceKind
 632 {
 633
 634   /**
 635    * Change the peer's bandwidth value (value per byte of bandwidth in
 636    * the goal function) to the given amount.  The argument is followed
 637    * by a double value giving the desired value (can be negative).
 638    * Preference changes are forgotten if peers disconnect.
 639    */
 640   GNUNET_ATS_PREFERENCE_BANDWIDTH = 0,
 641
 642   /**
 643    * Change the peer's latency value to the given amount.  The
 644    * argument is followed by a double value giving the desired value
 645    * (can be negative).  The absolute score in the goal function is
 646    * the inverse of the latency in microseconds (minimum: 1
 647    * microsecond) multiplied by the latency preferences.
 648    */
 649   GNUNET_ATS_PREFERENCE_LATENCY = 1,
 650
 651   /**
 652    * End of preference list.
 653    */
 654   GNUNET_ATS_PREFERENCE_END = 2
 655
 656 };
 657
 658
 659 /**
 660  * Convert a GNUNET_ATS_PreferenceType to a string
 661  *
 662  * @param type the preference type
 663  * @return a string or NULL if invalid
 664  */
 665 const char *
 666 GNUNET_ATS_print_preference_type (enum GNUNET_ATS_PreferenceKind type);
 667
 668
 669 /**
 670  * Change preferences for the given peer. Preference changes are forgotten if peers
 671  * disconnect.
 672  *
 673  * @param ph performance handle @param peer identifies the peer
 674  * @param ... #GNUNET_ATS_PREFERENCE_END-terminated specification of the
 675  * desired changes
 676  */
 677 void
 678 GNUNET_ATS_performance_change_preference (struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle *ph,
 679                                           const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 680                                           ...);
 681
 682
 683 /**
 684  * Application feedback on how good preference requirements are fulfilled
 685  * for the preferences included in the given time scope [now - scope .. now]
 686  *
 687  * An application notifies ATS if (and only if) it has feedback information
 688  * for specific properties. This values are valid until the feedback scores are
 689  * updated by the application.
 690  *
 691  * If the application has no feedback for this preference kind the application
 692  * will not explicitly call for this property and will not include it in this
 693  * function call.
 694  *
 695  * @param ph performance handle
 696  * @param scope the time interval this valid for: [now - scope .. now]
 697  * @param peer identifies the peer
 698  * @param ... #GNUNET_ATS_PREFERENCE_END-terminated specification of the desired changes
 699  */
 700 void
 701 GNUNET_ATS_performance_give_feedback (struct GNUNET_ATS_PerformanceHandle *ph,
 702                                       const struct GNUNET_PeerIdentity *peer,
 703                                       const struct GNUNET_TIME_Relative scope,
 704                                       ...);
 705
 706 #endif
 707
 708 /** @} */  /* end of group */
 709
 710 /* end of file gnunet-service-transport_ats.h */