send_control.cpp

   1 /*
   2  *  send_control.cpp
   3  *  congestion control logic for the swift protocol
   4  *
   5  *  Created by Victor Grishchenko on 12/10/09.
   6  *  Copyright 2009 Delft University of Technology. All rights reserved.
   7  *
   8  */
   9
  10 #include "swift.h"
  11
  12 using namespace swift;
  13 using namespace std;
  14
  15 tint Channel::MIN_DEV = 50*TINT_MSEC;
  16 tint Channel::MAX_SEND_INTERVAL = TINT_SEC*58;
  17 tint Channel::LEDBAT_TARGET = TINT_MSEC*25;
  18 float Channel::LEDBAT_GAIN = 1.0/LEDBAT_TARGET;
  19 tint Channel::LEDBAT_DELAY_BIN = TINT_SEC*30;
  20 const char* Channel::SEND_CONTROL_MODES[] = {"keepalive", "pingpong",
  21     "slowstart", "standard_aimd", "ledbat"};
  22
  23
  24 tint    Channel::NextSendTime () {
  25     switch (send_control_) {
  26         case KEEP_ALIVE_CONTROL: return KeepAliveNextSendTime();
  27         case PING_PONG_CONTROL:  return PingPongNextSendTime();
  28         case SLOW_START_CONTROL: return SlowStartNextSendTime();
  29         case AIMD_CONTROL:       return AimdNextSendTime();
  30         case LEDBAT_CONTROL:     return LedbatNextSendTime();
  31         case CLOSE_CONTROL:      return TINT_NEVER;
  32         default:                 assert(false);
  33     }
  34 }
  35
  36 tint    Channel::SwitchSendControl (int control_mode) {
  37     dprintf("%s #%u sendctrl switch %s->%s\n",tintstr(),id(),
  38             SEND_CONTROL_MODES[send_control_],SEND_CONTROL_MODES[control_mode]);
  39     switch (control_mode) {
  40         case KEEP_ALIVE_CONTROL:
  41             send_interval_ = max(TINT_SEC/10,rtt_avg_);
  42             dev_avg_ = max(TINT_SEC,rtt_avg_);
  43             data_out_cap_ = bin64_t::ALL;
  44             cwnd_ = 1;
  45             break;
  46         case PING_PONG_CONTROL:
  47             dev_avg_ = max(TINT_SEC,rtt_avg_);
  48             data_out_cap_ = bin64_t::ALL;
  49             cwnd_ = 1;
  50             break;
  51         case SLOW_START_CONTROL:
  52             cwnd_ = 1;
  53             break;
  54         case AIMD_CONTROL:
  55             break;
  56         case LEDBAT_CONTROL:
  57             break;
  58         case CLOSE_CONTROL:
  59             break;
  60         default:
  61             assert(false);
  62     }
  63     send_control_ = control_mode;
  64     return NextSendTime();
  65 }
  66
  67 tint    Channel::KeepAliveNextSendTime () {
  68     if (sent_since_recv_>=3 && last_recv_time_<NOW-TINT_MIN)
  69         return SwitchSendControl(CLOSE_CONTROL);
  70     if (ack_rcvd_recent_)
  71         return SwitchSendControl(SLOW_START_CONTROL);
  72     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  73         return NOW;
  74     send_interval_ <<= 1;
  75     if (send_interval_>MAX_SEND_INTERVAL)
  76         send_interval_ = MAX_SEND_INTERVAL;
  77     return last_send_time_ + send_interval_;
  78 }
  79
  80 tint    Channel::PingPongNextSendTime () { // FIXME INFINITE LOOP
  81     if (dgrams_sent_>=10)
  82         return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
  83     if (ack_rcvd_recent_)
  84         return SwitchSendControl(SLOW_START_CONTROL);
  85     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  86         return NOW;
  87     if (last_recv_time_>last_send_time_)
  88         return NOW;
  89     if (!last_send_time_)
  90         return NOW;
  91     return last_send_time_ + ack_timeout(); // timeout
  92 }
  93
  94 tint    Channel::CwndRateNextSendTime () {
  95     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  96         return NOW; // TODO: delayed ACKs
  97     //if (last_recv_time_<NOW-rtt_avg_*4)
  98     //    return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
  99     send_interval_ = rtt_avg_/cwnd_;
 100     if (send_interval_>std::max(rtt_avg_,TINT_SEC)*4)
 101         return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
 102     if (data_out_.size()<cwnd_) {
 103         dprintf("%s #%u sendctrl next in %llius (cwnd %f.2, data_out %i)\n",
 104                 tintstr(),id_,send_interval_,cwnd_,(int)data_out_.size());
 105         return last_data_out_time_ + send_interval_;
 106     } else {
 107         assert(data_out_.front().time!=TINT_NEVER);
 108         return data_out_.front().time + ack_timeout();
 109     }
 110 }
 111
 112 void    Channel::BackOffOnLosses (float ratio) {
 113     ack_rcvd_recent_ = 0;
 114     ack_not_rcvd_recent_ =  0;
 115     if (last_loss_time_<NOW-rtt_avg_) {
 116         cwnd_ *= ratio;
 117         last_loss_time_ = NOW;
 118         dprintf("%s #%u sendctrl backoff %3.2f\n",tintstr(),id_,cwnd_);
 119     }
 120 }
 121
 122 tint    Channel::SlowStartNextSendTime () {
 123     if (ack_not_rcvd_recent_) {
 124         BackOffOnLosses();
 125         return SwitchSendControl(LEDBAT_CONTROL);//AIMD_CONTROL);
 126     }
 127     if (rtt_avg_/cwnd_<TINT_SEC/10)
 128         return SwitchSendControl(LEDBAT_CONTROL);//AIMD_CONTROL);
 129     cwnd_+=ack_rcvd_recent_;
 130     ack_rcvd_recent_=0;
 131     return CwndRateNextSendTime();
 132 }
 133
 134 tint    Channel::AimdNextSendTime () {
 135     if (ack_not_rcvd_recent_)
 136         BackOffOnLosses();
 137     if (ack_rcvd_recent_) {
 138         if (cwnd_>1)
 139             cwnd_ += ack_rcvd_recent_/cwnd_;
 140         else
 141             cwnd_ *= 2;
 142     }
 143     ack_rcvd_recent_=0;
 144     return CwndRateNextSendTime();
 145 }
 146
 147 tint Channel::LedbatNextSendTime () {
 148     tint owd_cur(TINT_NEVER), owd_min(TINT_NEVER);
 149     for(int i=0; i<4; i++) {
 150         if (owd_min>owd_min_bins_[i])
 151             owd_min = owd_min_bins_[i];
 152         if (owd_cur>owd_current_[i])
 153             owd_cur = owd_current_[i];
 154     }
 155     if (ack_not_rcvd_recent_)
 156         BackOffOnLosses(0.8);
 157     ack_rcvd_recent_ = 0;
 158     tint queueing_delay = owd_cur - owd_min;
 159     tint off_target = LEDBAT_TARGET - queueing_delay;
 160     cwnd_ += LEDBAT_GAIN * off_target / cwnd_;
 161     if (cwnd_<1)
 162         cwnd_ = 1;
 163     dprintf("%s #%u sendctrl ledbat %lli-%lli => %3.2f\n",
 164             tintstr(),id_,owd_cur,owd_min,cwnd_);
 165     return CwndRateNextSendTime();
 166 }
 167
 168
 169