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update ns3 wifi
[simgrid.git] / src / surf / network_ns3.cpp
index b5b029f..771bf27 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (c) 2007-2019. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
+/* Copyright (c) 2007-2020. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
 
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
@@ -20,6 +20,9 @@
 #include <ns3/application-container.h>
 #include <ns3/event-id.h>
 
+#include "ns3/wifi-module.h"
+#include "ns3/mobility-module.h"
+
 #include "network_ns3.hpp"
 #include "ns3/ns3_simulator.hpp"
 
@@ -48,6 +51,15 @@ static ns3::NodeContainer nodes;
 static ns3::NodeContainer Cluster_nodes;
 static ns3::Ipv4InterfaceContainer interfaces;
 
+/* wifi globals */
+static ns3::WifiHelper wifi;
+static ns3::YansWifiPhyHelper wifiPhy = ns3::YansWifiPhyHelper::Default ();
+static ns3::YansWifiChannelHelper wifiChannel;
+static ns3::WifiMacHelper wifiMac;
+static ns3::MobilityHelper mobility;
+static int mobility_delta = 10;
+static int mobility_base = 0;
+
 static int number_of_nodes = 0;
 static int number_of_clusters_nodes = 0;
 static int number_of_links = 1;
@@ -55,9 +67,9 @@ static int number_of_networks = 1;
 
 simgrid::xbt::Extension<simgrid::kernel::routing::NetPoint, NetPointNs3> NetPointNs3::EXTENSION_ID;
 
-NetPointNs3::NetPointNs3()
+NetPointNs3::NetPointNs3() : ns3_node_(ns3::CreateObject<ns3::Node>(0))
 {
-  ns3_node_ = ns3::CreateObject<ns3::Node>(0);
+  XBT_INFO("NetPointNs3");
   stack.Install(ns3_node_);
   nodes.Add(ns3_node_);
   node_num = number_of_nodes++;
@@ -76,11 +88,11 @@ static void clusterCreation_cb(simgrid::kernel::routing::ClusterCreationArgs con
 
     // Create private link
     std::string host_id = cluster.prefix + std::to_string(i) + cluster.suffix;
-    auto* host_src      = simgrid::s4u::Host::by_name(host_id)->pimpl_netpoint->extension<NetPointNs3>();
+    auto* host_src      = simgrid::s4u::Host::by_name(host_id)->get_netpoint()->extension<NetPointNs3>();
     xbt_assert(host_src, "Cannot find a ns-3 host of name %s", host_id.c_str());
 
     // Any ns-3 route is symmetrical
-    ns3_add_link(host_src, host_dst, cluster.bw, cluster.lat);
+    ns3_add_direct_route(host_src, host_dst, cluster.bw, cluster.lat, cluster.sharing_policy);
 
     delete host_dst;
   }
@@ -90,14 +102,16 @@ static void clusterCreation_cb(simgrid::kernel::routing::ClusterCreationArgs con
 }
 
 static void routeCreation_cb(bool symmetrical, simgrid::kernel::routing::NetPoint* src,
-                             simgrid::kernel::routing::NetPoint* dst, simgrid::kernel::routing::NetPoint* gw_src,
-                             simgrid::kernel::routing::NetPoint* gw_dst,
+                             simgrid::kernel::routing::NetPoint* dst, simgrid::kernel::routing::NetPoint* /*gw_src*/,
+                             simgrid::kernel::routing::NetPoint* /*gw_dst*/,
                              std::vector<simgrid::kernel::resource::LinkImpl*> const& link_list)
 {
+  XBT_INFO("ROUTE_CREATION");
   if (link_list.size() == 1) {
     auto* link = static_cast<simgrid::kernel::resource::LinkNS3*>(link_list[0]);
 
-    XBT_DEBUG("Route from '%s' to '%s' with link '%s' %s", src->get_cname(), dst->get_cname(), link->get_cname(),
+    XBT_DEBUG("Route from '%s' to '%s' with link '%s' %s %s", src->get_cname(), dst->get_cname(), link->get_cname(),
+              (link->get_sharing_policy() == simgrid::s4u::Link::SharingPolicy::WIFI ? "(wifi)" : "(wired)"),
               (symmetrical ? "(symmetrical)" : "(not symmetrical)"));
 
     //   XBT_DEBUG("src (%s), dst (%s), src_id = %d, dst_id = %d",src,dst, src_id, dst_id);
@@ -110,7 +124,7 @@ static void routeCreation_cb(bool symmetrical, simgrid::kernel::routing::NetPoin
     xbt_assert(host_src != nullptr, "Network element %s does not seem to be ns-3-ready", src->get_cname());
     xbt_assert(host_dst != nullptr, "Network element %s does not seem to be ns-3-ready", dst->get_cname());
 
-    ns3_add_link(host_src, host_dst, link->get_bandwidth(), link->get_latency());
+    ns3_add_direct_route(host_src, host_dst, link->get_bandwidth(), link->get_latency(), link->get_sharing_policy());
   } else {
     static bool warned_about_long_routes = false;
 
@@ -129,7 +143,6 @@ static void routeCreation_cb(bool symmetrical, simgrid::kernel::routing::NetPoin
 static void postparse_cb()
 {
   IPV4addr.shrink_to_fit();
-
   ns3::GlobalRouteManager::BuildGlobalRoutingDatabase();
   ns3::GlobalRouteManager::InitializeRoutes();
 }
@@ -166,7 +179,7 @@ NetworkNS3Model::NetworkNS3Model() : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::FULL)
     pt.extension_set<NetPointNs3>(new NetPointNs3());
     XBT_VERB("SimGrid's %s is known as node %d within ns-3", pt.get_cname(), pt.extension<NetPointNs3>()->node_num);
   });
-  surf::on_cluster.connect(&clusterCreation_cb);
+  routing::on_cluster_creation.connect(&clusterCreation_cb);
 
   s4u::Engine::on_platform_created.connect(&postparse_cb);
   s4u::NetZone::on_route_creation.connect(&routeCreation_cb);
@@ -177,10 +190,11 @@ NetworkNS3Model::~NetworkNS3Model() {
 }
 
 LinkImpl* NetworkNS3Model::create_link(const std::string& name, const std::vector<double>& bandwidths, double latency,
-                                       s4u::Link::SharingPolicy)
+                                       s4u::Link::SharingPolicy policy)
 {
+  XBT_INFO("create_link");
   xbt_assert(bandwidths.size() == 1, "ns-3 links must use only 1 bandwidth.");
-  return new LinkNS3(this, name, bandwidths[0], latency);
+  return new LinkNS3(this, name, bandwidths[0], latency, policy);
 }
 
 Action* NetworkNS3Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
@@ -191,10 +205,10 @@ Action* NetworkNS3Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size
   return new NetworkNS3Action(this, size, src, dst);
 }
 
-double NetworkNS3Model::next_occuring_event(double now)
+double NetworkNS3Model::next_occurring_event(double now)
 {
   double time_to_next_flow_completion = 0.0;
-  XBT_DEBUG("ns3_next_occuring_event");
+  XBT_DEBUG("ns3_next_occurring_event");
 
   //get the first relevant value from the running_actions list
 
@@ -205,14 +219,14 @@ double NetworkNS3Model::next_occuring_event(double now)
     return -1.0;
 
   XBT_DEBUG("doing a ns3 simulation for a duration of %f", now);
-  ns3_simulator(now);  
+  ns3_simulator(now);
   time_to_next_flow_completion = ns3::Simulator::Now().GetSeconds() - surf_get_clock();
   // NS-3 stops as soon as a flow ends,
   // but it does not process the other flows that may finish at the same (simulated) time.
   // If another flow ends at the same time, time_to_next_flow_completion = 0
   if(double_equals(time_to_next_flow_completion, 0, sg_surf_precision))
-    time_to_next_flow_completion = 0.0; 
+    time_to_next_flow_completion = 0.0;
+
   XBT_DEBUG("min       : %f", now);
   XBT_DEBUG("ns3  time : %f", ns3::Simulator::Now().GetSeconds());
   XBT_DEBUG("surf time : %f", surf_get_clock());
@@ -244,10 +258,10 @@ void NetworkNS3Model::update_actions_state(double now, double delta)
 
       std::vector<LinkImpl*> route = std::vector<LinkImpl*>();
 
-      action->src_->route_to(action->dst_, route, nullptr);
+      action->get_src().route_to(&action->get_dst(), route, nullptr);
       for (auto const& link : route)
-        TRACE_surf_resource_set_utilization("LINK", "bandwidth_used", link->get_cname(), action->get_category(),
-                                            (data_delta_sent) / delta, now - delta, delta);
+        instr::resource_set_utilization("LINK", "bandwidth_used", link->get_cname(), action->get_category(),
+                                        (data_delta_sent) / delta, now - delta, delta);
 
       action->last_sent_ = sgFlow->sent_bytes_;
     }
@@ -256,7 +270,7 @@ void NetworkNS3Model::update_actions_state(double now, double delta)
       socket_to_destroy.push_back(ns3_socket);
       XBT_DEBUG("Destroy socket %p of action %p", ns3_socket.c_str(), action);
       action->set_remains(0);
-      action->finish(kernel::resource::Action::State::FINISHED);
+      action->finish(Action::State::FINISHED);
     } else {
       XBT_DEBUG("Socket %p sent %u bytes out of %u (%u remaining)", ns3_socket.c_str(), sgFlow->sent_bytes_,
                 sgFlow->total_bytes_, sgFlow->remaining_);
@@ -280,13 +294,39 @@ void NetworkNS3Model::update_actions_state(double now, double delta)
  * Resource *
  ************/
 
-LinkNS3::LinkNS3(NetworkNS3Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency)
+LinkNS3::LinkNS3(NetworkNS3Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
+                 s4u::Link::SharingPolicy policy)
     : LinkImpl(model, name, nullptr)
 {
+  XBT_INFO("LinkNS3");
   bandwidth_.peak = bandwidth;
   latency_.peak   = latency;
+  sharing_policy_ = policy;
+
+  /* If wifi, create the wifizone now. If not, don't do anything: the links will be created in routeCreate_cb */
+  if (policy == s4u::Link::SharingPolicy::WIFI) {
+//        ns3::NodeContainer ap_nodes;
+//        ap_nodes.Create(1);
+
+//        phy.SetChannel (channel.Create ());
+
+//        wifi.SetRemoteStationManager ("ns3::AarfWifiManager");
 
-  s4u::Link::on_creation(this->piface_);
+//        mac.SetType ("ns3::ApWifiMac");
+//        ns3::NetDeviceContainer apDevices;
+//        apDevices = wifi.Install (phy, mac, ap_nodes);
+
+//        mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
+//        mobility.Install (ap_nodes);
+
+//        stack.Install(ap_nodes);
+
+//        ns3::Ipv4AddressHelper address;
+//        std::string addr = simgrid::xbt::string_printf("%d.%d.0.0", number_of_networks, number_of_links);
+//        address.SetBase(addr.c_str(), "255.255.0.0");
+//        interfaces.Add(address.Assign(apDevices));
+  }
+  s4u::Link::on_creation(*this->get_iface());
 }
 
 LinkNS3::~LinkNS3() = default;
@@ -309,9 +349,8 @@ void LinkNS3::set_latency_profile(profile::Profile*)
  **********/
 
 NetworkNS3Action::NetworkNS3Action(Model* model, double totalBytes, s4u::Host* src, s4u::Host* dst)
-    : NetworkAction(model, totalBytes, false), src_(src), dst_(dst)
+    : NetworkAction(model, *src, *dst, totalBytes, false)
 {
-  
   // If there is no other started actions, we need to move NS-3 forward to be sync with SimGrid
   if (model->get_started_action_set()->size()==1){
     while(double_positive(surf_get_clock() - ns3::Simulator::Now().GetSeconds(), sg_surf_precision)){
@@ -324,17 +363,17 @@ NetworkNS3Action::NetworkNS3Action(Model* model, double totalBytes, s4u::Host* s
 
   static int port_number = 1025; // Port number is limited from 1025 to 65 000
 
-  unsigned int node1 = src->pimpl_netpoint->extension<NetPointNs3>()->node_num;
-  unsigned int node2 = dst->pimpl_netpoint->extension<NetPointNs3>()->node_num;
+  unsigned int node1 = src->get_netpoint()->extension<NetPointNs3>()->node_num;
+  unsigned int node2 = dst->get_netpoint()->extension<NetPointNs3>()->node_num;
 
-  ns3::Ptr<ns3::Node> src_node = src->pimpl_netpoint->extension<NetPointNs3>()->ns3_node_;
-  ns3::Ptr<ns3::Node> dst_node = dst->pimpl_netpoint->extension<NetPointNs3>()->ns3_node_;
+  ns3::Ptr<ns3::Node> src_node = src->get_netpoint()->extension<NetPointNs3>()->ns3_node_;
+  ns3::Ptr<ns3::Node> dst_node = dst->get_netpoint()->extension<NetPointNs3>()->ns3_node_;
 
   xbt_assert(node2 < IPV4addr.size(), "Element %s is unknown to ns-3. Is it connected to any one-hop link?",
-             dst->pimpl_netpoint->get_cname());
+             dst->get_netpoint()->get_cname());
   std::string& addr = IPV4addr[node2];
   xbt_assert(not addr.empty(), "Element %s is unknown to ns-3. Is it connected to any one-hop link?",
-             dst->pimpl_netpoint->get_cname());
+             dst->get_netpoint()->get_cname());
 
   XBT_DEBUG("ns3: Create flow of %.0f Bytes from %u to %u with Interface %s", totalBytes, node1, node2, addr.c_str());
   ns3::PacketSinkHelper sink("ns3::TcpSocketFactory", ns3::InetSocketAddress(ns3::Ipv4Address::GetAny(), port_number));
@@ -356,7 +395,7 @@ NetworkNS3Action::NetworkNS3Action(Model* model, double totalBytes, s4u::Host* s
   }
   xbt_assert(port_number <= 65000, "Too many connections! Port number is saturated.");
 
-  s4u::Link::on_communicate(*this, src, dst);
+  s4u::Link::on_communicate(*this);
 }
 
 void NetworkNS3Action::suspend() {
@@ -367,7 +406,7 @@ void NetworkNS3Action::resume() {
   THROW_UNIMPLEMENTED;
 }
 
-std::list<LinkImpl*> NetworkNS3Action::links() const
+std::list<LinkImpl*> NetworkNS3Action::get_links() const
 {
   THROW_UNIMPLEMENTED;
 }
@@ -382,7 +421,7 @@ void NetworkNS3Action::update_remains_lazy(double /*now*/)
 
 void ns3_simulator(double maxSeconds)
 {
-  ns3::EventId id; 
+  ns3::EventId id;
   if (maxSeconds > 0.0) // If there is a maximum amount of time to run
     id = ns3::Simulator::Schedule(ns3::Seconds(maxSeconds), &ns3::Simulator::Stop);
 
@@ -426,7 +465,8 @@ void ns3_initialize(std::string TcpProtocol)
   }
 }
 
-void ns3_add_cluster(const char* id, double bw, double lat) {
+void ns3_add_cluster(const char* /*id*/, double bw, double lat)
+{
   ns3::NodeContainer Nodes;
 
   for (unsigned int i = number_of_clusters_nodes; i < Cluster_nodes.GetN(); i++) {
@@ -468,10 +508,13 @@ static std::string transformIpv4Address(ns3::Ipv4Address from)
   return sstream.str();
 }
 
-void ns3_add_link(NetPointNs3* src, NetPointNs3* dst, double bw, double lat) {
-  ns3::PointToPointHelper pointToPoint;
+void ns3_add_direct_route(NetPointNs3* src, NetPointNs3* dst, double bw, double lat,
+                          simgrid::s4u::Link::SharingPolicy policy)
+{
 
+  XBT_INFO("ns3_add_direct_route");
   ns3::Ipv4AddressHelper address;
+  ns3::NetDeviceContainer netA;
 
   int srcNum = src->node_num;
   int dstNum = dst->node_num;
@@ -479,13 +522,55 @@ void ns3_add_link(NetPointNs3* src, NetPointNs3* dst, double bw, double lat) {
   ns3::Ptr<ns3::Node> a = src->ns3_node_;
   ns3::Ptr<ns3::Node> b = dst->ns3_node_;
 
-  XBT_DEBUG("\tAdd PTP from %d to %d bw:'%f Bps' lat:'%fs'", srcNum, dstNum, bw, lat);
-  pointToPoint.SetDeviceAttribute("DataRate",
-                                  ns3::DataRateValue(ns3::DataRate(bw * 8))); // ns-3 takes bps, but we provide Bps
-  pointToPoint.SetChannelAttribute("Delay", ns3::TimeValue(ns3::Seconds(lat)));
+  if (policy == simgrid::s4u::Link::SharingPolicy::WIFI) {
+//      wifi.SetStandard (ns3::WIFI_PHY_STANDARD_80211n_2_4GHZ);
+      wifi.SetStandard (ns3::WIFI_PHY_STANDARD_80211ac);
 
-  ns3::NetDeviceContainer netA;
-  netA.Add(pointToPoint.Install (a, b));
+      wifiChannel.SetPropagationDelay ("ns3::ConstantSpeedPropagationDelayModel");
+
+      wifiChannel.AddPropagationLoss ("ns3::LogDistancePropagationLossModel",
+                                      "Exponent", ns3::DoubleValue (3.0),
+                                      "ReferenceLoss", ns3::DoubleValue (40.0459));
+
+      wifiPhy.SetChannel (wifiChannel.Create ());
+
+      wifi.SetRemoteStationManager ("ns3::ConstantRateWifiManager",
+                                    "ControlMode", ns3::StringValue ("VhtMcs0"),
+                                    "DataMode", ns3::StringValue ("VhtMcs9"));
+
+      mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
+
+      ns3::Ssid ssid = ns3::Ssid (std::to_string(number_of_networks) + "_" + std::to_string(number_of_links));
+
+      wifiMac.SetType("ns3::ApWifiMac",
+                  "Ssid", ns3::SsidValue (ssid));
+      netA.Add(wifi.Install (wifiPhy, wifiMac, a));
+
+      wifiMac.SetType ("ns3::StaWifiMac",
+                   "Ssid", ns3::SsidValue (ssid),
+                   "ActiveProbing", ns3::BooleanValue (false));
+      netA.Add(wifi.Install (wifiPhy, wifiMac, b));
+
+      ns3::Ptr<ns3::ListPositionAllocator> positionAllocS = ns3::CreateObject<ns3::ListPositionAllocator> ();
+//      positionAllocS->Add(ns3::Vector(-5, mobility_base, 0.0));
+//      positionAllocS->Add(ns3::Vector(5, mobility_base, 0.0));
+      positionAllocS->Add(ns3::Vector(-5, 0, 0.0));
+      positionAllocS->Add(ns3::Vector(5, 0, 0.0));
+      mobility_base += mobility_delta;
+      mobility.SetPositionAllocator(positionAllocS);
+      mobility.Install(a);
+      mobility.Install(b);
+
+  } else {
+    ns3::PointToPointHelper pointToPoint;
+
+    XBT_DEBUG("\tAdd PTP from %d to %d bw:'%f Bps' lat:'%fs'", srcNum, dstNum, bw, lat);
+    pointToPoint.SetDeviceAttribute("DataRate",
+                                    ns3::DataRateValue(ns3::DataRate(bw * 8))); // ns-3 takes bps, but we provide Bps
+    pointToPoint.SetChannelAttribute("Delay", ns3::TimeValue(ns3::Seconds(lat)));
+
+    netA.Add(pointToPoint.Install(a, b));
+  }
 
   std::string addr = simgrid::xbt::string_printf("%d.%d.0.0", number_of_networks, number_of_links);
   address.SetBase(addr.c_str(), "255.255.0.0");