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 tint Channel::MAX_POSSIBLE_RTT = TINT_SEC*10;
  21 const char* Channel::SEND_CONTROL_MODES[] = {"keepalive", "pingpong",
  22     "slowstart", "standard_aimd", "ledbat"};
  23
  24
  25 tint    Channel::NextSendTime () {
  26     switch (send_control_) {
  27         case KEEP_ALIVE_CONTROL: return KeepAliveNextSendTime();
  28         case PING_PONG_CONTROL:  return PingPongNextSendTime();
  29         case SLOW_START_CONTROL: return SlowStartNextSendTime();
  30         case AIMD_CONTROL:       return AimdNextSendTime();
  31         case LEDBAT_CONTROL:     return LedbatNextSendTime();
  32         case CLOSE_CONTROL:      return TINT_NEVER;
  33         default:                 assert(false);
  34     }
  35 }
  36
  37 tint    Channel::SwitchSendControl (int control_mode) {
  38     dprintf("%s #%u sendctrl switch %s->%s\n",tintstr(),id(),
  39             SEND_CONTROL_MODES[send_control_],SEND_CONTROL_MODES[control_mode]);
  40     switch (control_mode) {
  41         case KEEP_ALIVE_CONTROL:
  42             send_interval_ = max(TINT_SEC/10,rtt_avg_);
  43             dev_avg_ = max(TINT_SEC,rtt_avg_);
  44             data_out_cap_ = bin64_t::ALL;
  45             cwnd_ = 1;
  46             break;
  47         case PING_PONG_CONTROL:
  48             dev_avg_ = max(TINT_SEC,rtt_avg_);
  49             data_out_cap_ = bin64_t::ALL;
  50             cwnd_ = 1;
  51             break;
  52         case SLOW_START_CONTROL:
  53             cwnd_ = 1;
  54             break;
  55         case AIMD_CONTROL:
  56             break;
  57         case LEDBAT_CONTROL:
  58             break;
  59         case CLOSE_CONTROL:
  60             break;
  61         default:
  62             assert(false);
  63     }
  64     send_control_ = control_mode;
  65     return NextSendTime();
  66 }
  67
  68 tint    Channel::KeepAliveNextSendTime () {
  69     if (sent_since_recv_>=3 && last_recv_time_<NOW-TINT_MIN)
  70         return SwitchSendControl(CLOSE_CONTROL);
  71     if (ack_rcvd_recent_)
  72         return SwitchSendControl(SLOW_START_CONTROL);
  73     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  74         return NOW;
  75     send_interval_ <<= 1;
  76     if (send_interval_>MAX_SEND_INTERVAL)
  77         send_interval_ = MAX_SEND_INTERVAL;
  78     return last_send_time_ + send_interval_;
  79 }
  80
  81 tint    Channel::PingPongNextSendTime () { // FIXME INFINITE LOOP
  82     if (dgrams_sent_>=10)
  83         return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
  84     if (ack_rcvd_recent_)
  85         return SwitchSendControl(SLOW_START_CONTROL);
  86     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  87         return NOW;
  88     if (last_recv_time_>last_send_time_)
  89         return NOW;
  90     if (!last_send_time_)
  91         return NOW;
  92     return last_send_time_ + ack_timeout(); // timeout
  93 }
  94
  95 tint    Channel::CwndRateNextSendTime () {
  96     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  97         return NOW; // TODO: delayed ACKs
  98     //if (last_recv_time_<NOW-rtt_avg_*4)
  99     //    return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
 100     send_interval_ = rtt_avg_/cwnd_;
 101     if (send_interval_>std::max(rtt_avg_,TINT_SEC)*4)
 102         return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
 103     if (data_out_.size()<cwnd_) {
 104         dprintf("%s #%u sendctrl next in %llius (cwnd %f.2, data_out %i)\n",
 105                 tintstr(),id_,send_interval_,cwnd_,(int)data_out_.size());
 106         return last_data_out_time_ + send_interval_;
 107     } else {
 108         assert(data_out_.front().time!=TINT_NEVER);
 109         return data_out_.front().time + ack_timeout();
 110     }
 111 }
 112
 113 void    Channel::BackOffOnLosses (float ratio) {
 114     ack_rcvd_recent_ = 0;
 115     ack_not_rcvd_recent_ =  0;
 116     if (last_loss_time_<NOW-rtt_avg_) {
 117         cwnd_ *= ratio;
 118         last_loss_time_ = NOW;
 119         dprintf("%s #%u sendctrl backoff %3.2f\n",tintstr(),id_,cwnd_);
 120     }
 121 }
 122
 123 tint    Channel::SlowStartNextSendTime () {
 124     if (ack_not_rcvd_recent_) {
 125         BackOffOnLosses();
 126         return SwitchSendControl(LEDBAT_CONTROL);//AIMD_CONTROL);
 127     }
 128     if (rtt_avg_/cwnd_<TINT_SEC/10)
 129         return SwitchSendControl(LEDBAT_CONTROL);//AIMD_CONTROL);
 130     cwnd_+=ack_rcvd_recent_;
 131     ack_rcvd_recent_=0;
 132     return CwndRateNextSendTime();
 133 }
 134
 135 tint    Channel::AimdNextSendTime () {
 136     if (ack_not_rcvd_recent_)
 137         BackOffOnLosses();
 138     if (ack_rcvd_recent_) {
 139         if (cwnd_>1)
 140             cwnd_ += ack_rcvd_recent_/cwnd_;
 141         else
 142             cwnd_ *= 2;
 143     }
 144     ack_rcvd_recent_=0;
 145     return CwndRateNextSendTime();
 146 }
 147
 148 tint Channel::LedbatNextSendTime () {
 149     tint owd_cur(TINT_NEVER), owd_min(TINT_NEVER);
 150     for(int i=0; i<4; i++) {
 151         if (owd_min>owd_min_bins_[i])
 152             owd_min = owd_min_bins_[i];
 153         if (owd_cur>owd_current_[i])
 154             owd_cur = owd_current_[i];
 155     }
 156     if (ack_not_rcvd_recent_)
 157         BackOffOnLosses(0.8);
 158     ack_rcvd_recent_ = 0;
 159     tint queueing_delay = owd_cur - owd_min;
 160     tint off_target = LEDBAT_TARGET - queueing_delay;
 161     cwnd_ += LEDBAT_GAIN * off_target / cwnd_;
 162     if (cwnd_<1)
 163         cwnd_ = 1;
 164     dprintf("%s #%u sendctrl ledbat %lli-%lli => %3.2f\n",
 165             tintstr(),id_,owd_cur,owd_min,cwnd_);
 166     return CwndRateNextSendTime();
 167 }
 168
 169
 170