src/transport/transport_selection.h

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      (C) 2009 Christian Grothoff (and other contributing authors)
   4
   5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6      it under the terms of the GNU General Public License as published
   7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8      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      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  18      Boston, MA 02111-1307, USA.
  19 */
  20
  21 /**
  22  * @file transport/transport_selection.h
  23  * @brief structure definition for automatic transport selection (ATS)
  24  * @author Matthias Wachs
  25  */
  26
  27 /**
  28  *  The structs defined here are used by the transport plugin to tell ATS about the transport's properties like cost and quality
  29  *  and on the other side the structs are used by highlevel components to communicate the constraints they have for a transport to ATS
  30  *
  31  *                             +---+
  32  *  +-----------+ Constraints  |   |  Plugin properties +---------+
  33  *  | Highlevel |------------> |ATS| <------------------|Transport|
  34  *  | Component | ATS struct   |   |    ATS struct      | Plugin  |
  35  *  +-----------+              |   |                    +---------+
  36  *                             +---+
  37  *
  38  */
  39
  40 #define GNUNET_ATS_ARRAY_TERMINATOR 0
  41
  42 /**
  43  * Enum defining all known property types for ATS
  44  * Enum values are used in the GNUNET_ATS_Information struct as (key,value)-pair
  45  * Cost are always stored in uint32_t, so all units used to define costs have to be normalized to fit in uint32_t [0 .. 4.294.967.295]
  46  * To keep the elements ordered
  47  *    1..1024 : Values with a relation to cost
  48  * 1025..2048 : Values with a relation to quality
  49  *
  50  */
  51 enum GNUNET_ATS_Property
  52 {
  53
  54         /* Cost related values */
  55         /* =================== */
  56
  57         /**
  58          * Volume based cost in financial units to transmit data
  59          *
  60          * Note: This value is not bound to a specific currency or unit and only used locally
  61          * "cent" just refers the smallest amount of money in the respective currency
  62          *
  63          * Unit: [cent/MB]
  64          *
  65          * Interpretation: less is better
  66          *
  67          * Examples:
  68          * LAN:  0 [cent/MB]
  69          * 2G : 10 [cent/MB]
  70          */
  71         GNUNET_ATS_COST_FINANCIAL_PER_VOLUME = 1,
  72
  73         /**
  74          * Time based cost in financial units to transmit data
  75          *
  76          * Note: This value is not bound to a specific currency or unit and only used locally
  77          * "cent" just refers the smallest amount of money in the respective currency
  78          *
  79          * Unit: [cent/h]
  80          *
  81          * Interpretation: less is better
  82          *
  83          * Examples:
  84          * LAN   :  0 [cent/h]
  85          * Dialup: 10 [cent/h]
  86          */
  87         GNUNET_ATS_COST_FINANCIAL_PER_TIME = 2,
  88
  89         /**
  90          * Computational costs
  91          *
  92          * Effort of preparing data to be sent with this transport
  93          * Includes encoding, encryption and conversion of data
  94          * Partial values can be summed up: c_sum = c_enc + c_enc + c_conv
  95          * Resulting values depend on local system properties, e.g. CPU
  96          *
  97          * Unit: [ms/GB]
  98          *
  99          * Interpretation: less is better
 100          *
 101          * Examples:
 102          *
 103          * HTTPS with AES CBC-256:      7,382
 104          * HTTPS with AES CBC-128:      5,279
 105          * HTTPS with RC4-1024:         2,652
 106          */
 107         GNUNET_ATS_COST_COMPUTATIONAL = 3,
 108
 109         /**
 110          * Energy consumption
 111          *
 112          * Energy consumption using this transport when sending with a certain power at a certain bitrate
 113          * This is only an approximation based on:
 114          * Energy consumption E = P / D
 115          *
 116          * with:
 117          * Power P in Watt (J/s)
 118          * Datarate D in MBit/s
 119          *
 120          * Conversion between power P and dBm used by WLAN in radiotap's dBm TX power:
 121          *
 122          * Lp(dbm) = 10 log10 (P/ 1mW)
 123          *
 124          * => P = 1 mW  * 10^(Lp(dbm)/10)
 125          *
 126          * Unit: [mJ/MB]
 127          *
 128          * Interpretation: less is better
 129          *
 130          * Examples:
 131          *
 132          * LAN:       0
 133          * WLAN:      89 (600 mW @ 802.11g /w 54 MBit/s)
 134          * Bluetooth: 267 (100 mW @ BT2.0 EDR /w 3 MBit/s)
 135          */
 136         GNUNET_ATS_COST_ENERGY_CONSUMPTION = 4,
 137
 138         /**
 139          * Connect cost
 140          * How many bytes are transmitted to initiate a new connection using this transport?
 141          *
 142          * Unit: [bytes]
 143          *
 144          * Interpretation: less is better
 145          *
 146          * Examples:
 147          *
 148          * UDP (No connection)      :    0 bytes
 149          * TCP (TCP 3-Way handshake):  220 bytes Ethernet,  172 bytes TCP/IP,  122 bytes TCP
 150          * HTTP (TCP + Header)      :  477 bytes Ethernet,  429 bytes TCP/IP,  374 bytes TCP,  278 bytes HTTP
 151          * HTTPS  HTTP+TLS Handshake: 2129 bytes Ethernet, 1975 bytes TCP/IP, 1755 bytes TCP, 1403 bytes HTTPS
 152          *
 153          * */
 154         GNUNET_ATS_COST_CONNECT = 5,
 155
 156         /**
 157          * Bandwidth cost
 158          *
 159          * How many bandwidth is available to consume?
 160          * Used to calculate which impact sending data with this transport has
 161          *
 162          * Unit: [kB/s]
 163          *
 164          * Interpretation: more is better
 165          *
 166          * Examples:
 167          * LAN:     12,800  (100 MBit/s)
 168          * WLAN:    6,912   (54 MBit/s)
 169          * Dial-up: 8       (64 Kbit/s)
 170          *
 171          */
 172         GNUNET_ATS_COST_BANDWITH_AVAILABLE = 6,
 173
 174         /**
 175          *  Network overhead
 176          *
 177          * How many bytes are sent over the wire when 1 kilobyte (1024 bytes) of application data is transmitted?
 178          * A factor used with connect cost, bandwidth cost and energy cost to describe the overhead produced by the transport protocol
 179          *
 180          * Unit: [bytes/kb]
 181          *
 182          * Interpretation: less is better
 183          *
 184          * Examples:
 185          *
 186          * TCP/IPv4 over Ethernet: 1024 + 38 + 20 + 20 = 1102 [bytes/kb]
 187          * TCP/IPv6 over Ethernet: 1024 + 38 + 20 + 40 = 1122 [bytes/kb]
 188          * UDP/IPv4 over Ethernet: 1024 + 38 + 20 + 8  = 1090 [bytes/kb]
 189          * UDP/IPv6 over Ethernet: 1024 + 38 + 40 + 8  = 1110 [bytes/kb]
 190          */
 191         GNUNET_ATS_COST_NETWORK_OVERHEAD = 7,
 192
 193
 194         /* Quality related values */
 195         /* ====================== */
 196
 197     /* Physical layer quality properties */
 198
 199         /**
 200          * Signal strength on physical layer
 201          *
 202          * Unit: [dBm]
 203          */
 204         GNUNET_ATS_QUALITY_PHY_SIGNAL_STRENGTH = 1025,
 205
 206         /**
 207          * Collision rate on physical layer
 208          *
 209          * Unit: [B/s]
 210          */
 211         GNUNET_ATS_QUALITY_PHY_COLLISION_RATE = 1026,
 212
 213         /**
 214          * Error rate on physical layer
 215          *
 216          * Unit: [B/s]
 217          */
 218         GNUNET_ATS_QUALITY_PHY_ERROR_RATE = 1027,
 219
 220     /* Network layer quality properties */
 221
 222         /**
 223          * Delay
 224          * Time between when the time packet is sent and the packet arrives
 225          *
 226          * Unit: [μs]
 227          *
 228          * Examples:
 229          *
 230          * LAN   :  180
 231          * Dialup: 4000
 232          * WLAN  : 7000
 233          */
 234         GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DELAY = 1028,
 235
 236         /**
 237          * Jitter
 238          * Time variations of the delay
 239          * 1st derivative of a delay function
 240          *
 241          * Unit: [μs]
 242          */
 243         GNUNET_ATS_QUALITY_NET_JITTER = 1029,
 244
 245         /**
 246          * Error rate on network layer
 247          *
 248          * Unit: [B/s]
 249          *
 250          * Examples:
 251          *
 252          * LAN       :    0
 253          * WLAN      :  400
 254          * Bluetooth :  100
 255          * Note: This numbers are just assumptions as an example, not measured or somehow determined
 256          */
 257         GNUNET_ATS_QUALITY_NET_ERRORRATE = 1030,
 258
 259         /**
 260          * Drop rate on network layer
 261      * Bytes actively dismissed by a network component during transmission
 262      * Reasons for dropped data can be full queues, congestion, quota violations...
 263          *
 264          * Unit: [B/s]
 265          *
 266          * Examples:
 267          *
 268          * LAN       :    0
 269          * WLAN      :  400
 270          * Bluetooth :  100
 271          * Note: This numbers are just assumptions as an example, not measured or somehow determined
 272          */
 273         GNUNET_ATS_QUALITY_NET_DROPRATE = 1031,
 274
 275         /**
 276          * Loss rate on network layer
 277          * Bytes lost during transmission
 278          * Reasons can be collisions, ...
 279          *
 280          * Unit: [B/s]
 281          *
 282          * Examples:
 283          *
 284          * LAN       :    0
 285          * WLAN      :   40
 286          * Bluetooth :   10
 287          * Note: This numbers are just assumptions as an example, not measured or somehow determined
 288          */
 289         GNUNET_ATS_QUALITY_NET_LOSSRATE = 1032,
 290
 291         /**
 292          * Throughput on network layer
 293          *
 294          * Unit: [kB/s]
 295          *
 296          * Examples:
 297          *
 298          * LAN   : 3400
 299          * WLAN  : 1200
 300          * Dialup:        4
 301          *
 302          */
 303         GNUNET_ATS_QUALITY_NET_THROUGHPUT = 1033
 304 };
 305
 306 /**
 307  * This structure will be used by plugins to communicate costs to ATS or by higher level components to tell ATS their constraints
 308  * Always a pair of (GNUNET_ATS_Property, uint32_t value)
 309  * Value is always uint32_t, so all units used to define costs have to be normalized to fit uint32_t
 310  */
 311 struct GNUNET_ATS_Information
 312 {
 313         /**
 314          * ATS property type
 315          */
 316         uint32_t type;
 317
 318         /**
 319          * ATS property value
 320          */
 321         uint32_t value;
 322 };
 323
 324