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 "p2tp.h"
  11
  12 using namespace p2tp;
  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         default:                 assert(false);
  32     }
  33 }
  34
  35 tint    Channel::SwitchSendControl (int control_mode) {
  36     dprintf("%s #%u sendctrl switch %s->%s\n",tintstr(),id,
  37             SEND_CONTROL_MODES[send_control_],SEND_CONTROL_MODES[control_mode]);
  38     switch (control_mode) {
  39         case KEEP_ALIVE_CONTROL:
  40             send_interval_ = max(TINT_SEC/10,rtt_avg_);
  41             dev_avg_ = max(TINT_SEC,rtt_avg_);
  42             data_out_cap_ = bin64_t::ALL;
  43             cwnd_ = 1;
  44             break;
  45         case PING_PONG_CONTROL:
  46             dev_avg_ = max(TINT_SEC,rtt_avg_);
  47             data_out_cap_ = bin64_t::ALL;
  48             cwnd_ = 1;
  49             break;
  50         case SLOW_START_CONTROL:
  51             cwnd_ = 1;
  52             break;
  53         case AIMD_CONTROL:
  54             break;
  55         case LEDBAT_CONTROL:
  56             break;
  57         default:
  58             assert(false);
  59     }
  60     send_control_ = control_mode;
  61     return NextSendTime();
  62 }
  63
  64 tint    Channel::KeepAliveNextSendTime () {
  65     if (sent_since_recv_>=3 && last_recv_time_<NOW-TINT_MIN)
  66         return TINT_NEVER;
  67     if (ack_rcvd_recent_)
  68         return SwitchSendControl(SLOW_START_CONTROL);
  69     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  70         return NOW;
  71     send_interval_ <<= 1;
  72     if (send_interval_>MAX_SEND_INTERVAL)
  73         send_interval_ = MAX_SEND_INTERVAL;
  74     return last_send_time_ + send_interval_;
  75 }
  76
  77 tint    Channel::PingPongNextSendTime () { // FIXME INFINITE LOOP
  78     if (dgrams_sent_>=10)
  79         return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
  80     if (ack_rcvd_recent_)
  81         return SwitchSendControl(SLOW_START_CONTROL);
  82     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  83         return NOW;
  84     if (last_recv_time_>last_send_time_)
  85         return NOW;
  86     if (!last_send_time_)
  87         return NOW;
  88     return last_send_time_ + ack_timeout(); // timeout
  89 }
  90
  91 tint    Channel::CwndRateNextSendTime () {
  92     if (data_in_.time!=TINT_NEVER)
  93         return NOW; // TODO: delayed ACKs
  94     //if (last_recv_time_<NOW-rtt_avg_*4)
  95     //    return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
  96     send_interval_ = rtt_avg_/cwnd_;
  97     if (send_interval_>std::max(rtt_avg_,TINT_SEC)*4)
  98         return SwitchSendControl(KEEP_ALIVE_CONTROL);
  99     if (data_out_.size()<cwnd_) {
 100         dprintf("%s #%u sendctrl next in %llius\n",tintstr(),id,send_interval_);
 101         return last_data_out_time_ + send_interval_;
 102     } else {
 103         assert(data_out_.front().time!=TINT_NEVER);
 104         return data_out_.front().time + ack_timeout();
 105     }
 106 }
 107
 108 void    Channel::BackOffOnLosses (float ratio) {
 109     ack_rcvd_recent_ = 0;
 110     ack_not_rcvd_recent_ =  0;
 111     if (last_loss_time_<NOW-rtt_avg_) {
 112         cwnd_ *= ratio;
 113         last_loss_time_ = NOW;
 114         dprintf("%s #%u sendctrl backoff %3.2f\n",tintstr(),id,cwnd_);
 115     }
 116 }
 117
 118 tint    Channel::SlowStartNextSendTime () {
 119     if (ack_not_rcvd_recent_) {
 120         BackOffOnLosses();
 121         return SwitchSendControl(LEDBAT_CONTROL);//AIMD_CONTROL);
 122     }
 123     if (rtt_avg_/cwnd_<TINT_SEC/10)
 124         return SwitchSendControl(LEDBAT_CONTROL);//AIMD_CONTROL);
 125     cwnd_+=ack_rcvd_recent_;
 126     ack_rcvd_recent_=0;
 127     return CwndRateNextSendTime();
 128 }
 129
 130 tint    Channel::AimdNextSendTime () {
 131     if (ack_not_rcvd_recent_)
 132         BackOffOnLosses();
 133     if (ack_rcvd_recent_) {
 134         if (cwnd_>1)
 135             cwnd_ += ack_rcvd_recent_/cwnd_;
 136         else
 137             cwnd_ *= 2;
 138     }
 139     ack_rcvd_recent_=0;
 140     return CwndRateNextSendTime();
 141 }
 142
 143 tint Channel::LedbatNextSendTime () {
 144     tint owd_cur(TINT_NEVER), owd_min(TINT_NEVER);
 145     for(int i=0; i<4; i++) {
 146         if (owd_min>owd_min_bins_[i])
 147             owd_min = owd_min_bins_[i];
 148         if (owd_cur>owd_current_[i])
 149             owd_cur = owd_current_[i];
 150     }
 151     if (ack_not_rcvd_recent_)
 152         BackOffOnLosses(0.8);
 153     ack_rcvd_recent_ = 0;
 154     tint queueing_delay = owd_cur - owd_min;
 155     tint off_target = LEDBAT_TARGET - queueing_delay;
 156     cwnd_ += LEDBAT_GAIN * off_target / cwnd_;
 157     dprintf("%s #%u sendctrl ledbat %lli-%lli => %3.2f\n",
 158             tintstr(),id,owd_cur,owd_min,cwnd_);
 159     return CwndRateNextSendTime();
 160 }
 161
 162
 163