bwmon.py

   1 #!/usr/bin/python
   2 #
   3 # Average bandwidth monitoring script. Run periodically via cron(8) to
   4 # enforce a soft limit on daily bandwidth usage for each slice. If a
   5 # slice is found to have exceeded its daily bandwidth usage when the
   6 # script is run, its instantaneous rate will be capped at the desired
   7 # average rate. Thus, in the worst case, a slice will only be able to
   8 # send a little more than twice its average daily limit.
   9 #
  10 # Two separate limits are enforced, one for destinations exempt from
  11 # the node bandwidth cap, and the other for all other destinations.
  12 #
  13 # Mark Huang <mlhuang@cs.princeton.edu>
  14 # Andy Bavier <acb@cs.princeton.edu>
  15 # Faiyaz Ahmed <faiyaza@cs.princeton.edu>
  16 # Copyright (C) 2004-2006 The Trustees of Princeton University
  17 #
  18 # $Id: bwmon.py,v 1.20 2007/01/10 16:51:04 faiyaza Exp $
  19 #
  20
  21 import os
  22 import sys
  23 import time
  24 import pickle
  25 import database
  26
  27 import socket
  28 #import xmlrpclib
  29 import bwlimit
  30 import logger
  31
  32 from sets import Set
  33 try:
  34     sys.path.append("/etc/planetlab")
  35     from plc_config import *
  36 except:
  37     logger.log("bwmon:  Warning: Configuration file /etc/planetlab/plc_config.py not found")
  38     PLC_NAME = "PlanetLab"
  39     PLC_SLICE_PREFIX = "pl"
  40     PLC_MAIL_SUPPORT_ADDRESS = "support@planet-lab.org"
  41     PLC_MAIL_SLICE_ADDRESS = "SLICE@slices.planet-lab.org"
  42
  43
  44 # Utility functions
  45 #from pl_mom import *
  46
  47 # Constants
  48 seconds_per_day = 24 * 60 * 60
  49 bits_per_byte = 8
  50
  51 # Defaults
  52 debug = False
  53 verbose = 0
  54 datafile = "/var/lib/misc/bwmon.dat"
  55 #nm = None
  56
  57 # Burst to line rate (or node cap).  Set by NM.
  58 default_MaxRate = bwlimit.get_bwcap()
  59 default_Maxi2Rate = bwlimit.bwmax
  60 # Min rate 8 bits/s
  61 default_MinRate = 0
  62 default_Mini2Rate = 0
  63 # 5.4 Gbyte per day. 5.4 * 1024 k * 1024M * 1024G
  64 # 5.4 Gbyte per day max allowed transfered per recording period
  65 default_MaxKByte = 5662310
  66 default_ThreshKByte = int(.8 * default_MaxKByte)
  67 # 16.4 Gbyte per day max allowed transfered per recording period to I2
  68 default_Maxi2KByte = 17196646
  69 default_Threshi2KByte = int(.8 * default_Maxi2KByte)
  70 # Default share quanta
  71 default_Share = 1
  72
  73 # Average over 1 day
  74 period = 1 * seconds_per_day
  75
  76 # Message template
  77 template = \
  78 """
  79 The slice %(slice)s has transmitted more than %(bytes)s from
  80 %(hostname)s to %(class)s destinations
  81 since %(since)s.
  82
  83 Its maximum %(class)s burst rate will be capped at %(new_maxrate)s/s
  84 until %(until)s.
  85
  86 Please reduce the average %(class)s transmission rate
  87 of the slice to %(limit)s per %(period)s.
  88
  89 """.lstrip()
  90
  91 footer = \
  92 """
  93 %(date)s %(hostname)s bwcap %(slice)s
  94 """.lstrip()
  95
  96 def format_bytes(bytes, si = True):
  97     """
  98     Formats bytes into a string
  99     """
 100     if si:
 101         kilo = 1000.
 102     else:
 103         # Officially, a kibibyte
 104         kilo = 1024.
 105
 106     if bytes >= (kilo * kilo * kilo):
 107         return "%.1f GB" % (bytes / (kilo * kilo * kilo))
 108     elif bytes >= 1000000:
 109         return "%.1f MB" % (bytes / (kilo * kilo))
 110     elif bytes >= 1000:
 111         return "%.1f KB" % (bytes / kilo)
 112     else:
 113         return "%.0f bytes" % bytes
 114
 115 def format_period(seconds):
 116     """
 117     Formats a period in seconds into a string
 118     """
 119
 120     if seconds == (24 * 60 * 60):
 121         return "day"
 122     elif seconds == (60 * 60):
 123         return "hour"
 124     elif seconds > (24 * 60 * 60):
 125         return "%.1f days" % (seconds / 24. / 60. / 60.)
 126     elif seconds > (60 * 60):
 127         return "%.1f hours" % (seconds / 60. / 60.)
 128     elif seconds > (60):
 129         return "%.1f minutes" % (seconds / 60.)
 130     else:
 131         return "%.0f seconds" % seconds
 132
 133 def slicemail(slice, subject, body):
 134     sendmail = os.popen("/usr/sbin/sendmail -N never -t -f%s" % PLC_MAIL_SUPPORT_ADDRESS, "w")
 135
 136     # PLC has a separate list for pl_mom messages
 137     if PLC_MAIL_SUPPORT_ADDRESS == "support@planet-lab.org":
 138         to = ["pl-mom@planet-lab.org"]
 139     else:
 140         to = [PLC_MAIL_SUPPORT_ADDRESS]
 141
 142     if slice is not None and slice != "root":
 143         to.append(PLC_MAIL_SLICE_ADDRESS.replace("SLICE", slice))
 144
 145     header = {'from': "%s Support <%s>" % (PLC_NAME, PLC_MAIL_SUPPORT_ADDRESS),
 146               'to': ", ".join(to),
 147               'version': sys.version.split(" ")[0],
 148               'subject': subject}
 149
 150     # Write headers
 151     sendmail.write(
 152 """
 153 Content-type: text/plain
 154 From: %(from)s
 155 Reply-To: %(from)s
 156 To: %(to)s
 157 X-Mailer: Python/%(version)s
 158 Subject: %(subject)s
 159
 160 """.lstrip() % header)
 161
 162     # Write body
 163     sendmail.write(body)
 164     # Done
 165     sendmail.close()
 166
 167
 168 class Slice:
 169     """
 170     Stores the last recorded bandwidth parameters of a slice.
 171
 172     xid - slice context/VServer ID
 173     name - slice name
 174     time - beginning of recording period in UNIX seconds
 175     bytes - low bandwidth bytes transmitted at the beginning of the recording period
 176     i2bytes - high bandwidth bytes transmitted at the beginning of the recording period (for I2 -F)
 177     ByteMax - total volume of data allowed
 178     ByteThresh - After thresh, cap node to (maxbyte - bytes)/(time left in period)
 179     ExemptByteMax - Same as above, but for i2.
 180     ExemptByteThresh - i2 ByteThresh
 181     maxrate - max_rate slice attribute.
 182     maxexemptrate - max_exempt_rate slice attribute.
 183     self.emailed = did we email during this recording period
 184
 185     """
 186
 187     def __init__(self, xid, name, data):
 188         self.xid = xid
 189         self.name = name
 190         self.time = 0
 191         self.bytes = 0
 192         self.i2bytes = 0
 193         self.MaxRate = default_MaxRate
 194         self.MinRate = default_MinRate
 195         self.Maxi2Rate = default_Maxi2Rate
 196         self.Mini2Rate = default_Mini2Rate
 197         self.MaxKByte = default_MaxKByte
 198         self.ThreshKByte = default_ThreshKByte
 199         self.Maxi2KByte = default_Maxi2KByte
 200         self.Threshi2KByte = default_Threshi2KByte
 201         self.Share = default_Share
 202         self.emailed = False
 203
 204         self.updateSliceAttributes(data)
 205         bwlimit.set(xid = self.xid,
 206                 minrate = self.MinRate,
 207                 maxrate = self.MaxRate,
 208                 maxexemptrate = self.Maxi2Rate,
 209                 minexemptrate = self.Mini2Rate,
 210                 share = self.Share)
 211
 212
 213     def __repr__(self):
 214         return self.name
 215
 216     @database.synchronized
 217     def updateSliceAttributes(self, data):
 218         for sliver in data['slivers']:
 219             if sliver['name'] == self.name:
 220                 for attribute in sliver['attributes']:
 221                     if attribute['name'] == 'net_min_rate':
 222                         self.MinRate = attribute['value']
 223                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Min Rate - %s" \
 224                           %(self.name, self.MinRate))
 225                     elif attribute['name'] == 'net_max_rate':
 226                         self.MaxRate = attribute['value']
 227                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Max Rate - %s" \
 228                           %(self.name, self.MaxRate))
 229                     elif attribute['name'] == 'net_i2_min_rate':
 230                         self.Mini2Rate = attribute['value']
 231                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Min i2 Rate - %s" \
 232                           %(self.name, self.Mini2Rate))
 233                     elif attribute['name'] == 'net_i2_max_rate':
 234                         self.Maxi2Rate = attribute['value']
 235                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Max i2 Rate - %s" \
 236                           %(self.name, self.Maxi2Rate))
 237                     elif attribute['name'] == 'net_max_kbyte':
 238                         self.MaxKByte = attribute['value']
 239                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Max KByte lim - %s" \
 240                           %(self.name, self.MaxKByte))
 241                     elif attribute['name'] == 'net_i2_max_kbyte':
 242                         self.Maxi2KByte = attribute['value']
 243                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Max i2 KByte - %s" \
 244                           %(self.name, self.Maxi2KByte))
 245                     elif attribute['name'] == 'net_thresh_kbyte':
 246                         self.ThreshKByte = attribute['value']
 247                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Thresh KByte - %s" \
 248                           %(self.name, self.ThreshKByte))
 249                     elif attribute['name'] == 'net_i2_thresh_kbyte':
 250                         self.Threshi2KByte = attribute['value']
 251                         logger.log("bwmon:  Updating %s. i2 Thresh KByte - %s" \
 252                           %(self.name, self.Threshi2KByte))
 253                     elif attribute['name'] == 'net_share':
 254                         self.Share = attribute['value']
 255                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Net Share - %s" \
 256                           %(self.name, self.Share))
 257                     elif attribute['name'] == 'net_i2_share':
 258                         self.Sharei2 = attribute['value']
 259                         logger.log("bwmon:  Updating %s. Net i2 Share - %s" \
 260                           %(self.name, self.i2Share))
 261
 262
 263     def reset(self, runningmaxrate, runningmaxi2rate, usedbytes, usedi2bytes, data):
 264         """
 265         Begin a new recording period. Remove caps by restoring limits
 266         to their default values.
 267         """
 268
 269         # Query Node Manager for max rate overrides
 270         self.updateSliceAttributes(data)
 271
 272         # Reset baseline time
 273         self.time = time.time()
 274
 275         # Reset baseline byte coutns
 276         self.bytes = usedbytes
 277         self.i2bytes = usedi2bytes
 278
 279         # Reset email
 280         self.emailed = False
 281
 282         # Reset rates.
 283         if (self.MaxRate != runningmaxrate) or (self.Maxi2Rate != runningmaxi2rate):
 284             logger.log("bwmon:  %s reset to %s/%s" % \
 285                   (self.name,
 286                    bwlimit.format_tc_rate(self.MaxRate),
 287                    bwlimit.format_tc_rate(self.Maxi2Rate)))
 288             bwlimit.set(xid = self.xid,
 289                 minrate = self.MinRate,
 290                 maxrate = self.MaxRate,
 291                 maxexemptrate = self.Maxi2Rate,
 292                 minexemptrate = self.Mini2Rate,
 293                 share = self.Share)
 294
 295     def update(self, runningmaxrate, runningmaxi2rate, usedbytes, usedi2bytes, data):
 296         """
 297         Update byte counts and check if byte limits have been
 298         exceeded.
 299         """
 300
 301         # Query Node Manager for max rate overrides
 302         self.updateSliceAttributes(data)
 303
 304         # Prepare message parameters from the template
 305         message = ""
 306         params = {'slice': self.name, 'hostname': socket.gethostname(),
 307                   'since': time.asctime(time.gmtime(self.time)) + " GMT",
 308                   'until': time.asctime(time.gmtime(self.time + period)) + " GMT",
 309                   'date': time.asctime(time.gmtime()) + " GMT",
 310                   'period': format_period(period)}
 311
 312         if usedbytes >= (self.bytes + (self.ThreshKByte * 1024)):
 313             maxbyte = self.MaxKByte * 1024
 314             bytesused = bytes - self.bytes
 315             timeused = int(time.time() - self.time)
 316             new_maxrate = int(((maxbyte - bytesused) * 8)/(period - timeused))
 317             if new_maxrate < self.MinRate:
 318                 new_maxrate = self.MinRate
 319         else:
 320             new_maxrate = self.MaxRate
 321
 322         # Format template parameters for low bandwidth message
 323         params['class'] = "low bandwidth"
 324         params['bytes'] = format_bytes(usedbytes - self.bytes)
 325         params['maxrate'] = bwlimit.format_tc_rate(runningmaxrate)
 326         params['limit'] = format_bytes(self.MaxKByte * 1024)
 327         params['new_maxrate'] = bwlimit.format_tc_rate(new_maxrate)
 328
 329         if verbose:
 330             logger.log("bwmon:  %(slice)s %(class)s " \
 331                   "%(bytes)s of %(limit)s (%(new_maxrate)s/s maxrate)" % \
 332                   params)
 333
 334         # Cap low bandwidth burst rate
 335         if new_maxrate != runningmaxrate:
 336             message += template % params
 337             logger.log("bwmon:      %(slice)s %(class)s capped at %(new_maxrate)s/s " % params)
 338
 339         if usedi2bytes >= (self.i2bytes + (self.Threshi2KByte * 1024)):
 340             maxi2byte = self.Maxi2KByte * 1024
 341             i2bytesused = i2bytes - self.i2bytes
 342             timeused = int(time.time() - self.time)
 343             new_maxi2rate = int(((maxi2byte - i2bytesused) * 8)/(period - timeused))
 344             if new_maxi2rate < self.Mini2Rate:
 345                 new_maxi2rate = self.Mini2Rate
 346         else:
 347             new_maxi2rate = self.Maxi2Rate
 348
 349         # Format template parameters for high bandwidth message
 350         params['class'] = "high bandwidth"
 351         params['bytes'] = format_bytes(usedi2bytes - self.i2bytes)
 352         params['maxrate'] = bwlimit.format_tc_rate(runningmaxi2rate)
 353         params['limit'] = format_bytes(self.Maxi2KByte * 1024)
 354         params['new_maxexemptrate'] = bwlimit.format_tc_rate(new_maxi2rate)
 355
 356         if verbose:
 357             logger.log("bwmon:  %(slice)s %(class)s " \
 358                   "%(bytes)s of %(limit)s (%(new_maxrate)s/s maxrate)" % params)
 359
 360         # Cap high bandwidth burst rate
 361         if new_maxi2rate != runningmaxi2rate:
 362             message += template % params
 363             logger.log("bwmon:  %(slice)s %(class)s capped at %(new_maxexemptrate)s/s" % params)
 364
 365         # Apply parameters
 366         if new_maxrate != runningmaxrate or new_maxi2rate != runningmaxi2rate:
 367             bwlimit.set(xid = self.xid, maxrate = new_maxrate, maxexemptrate = new_maxi2rate)
 368
 369         # Notify slice
 370         if message and self.emailed == False:
 371             subject = "pl_mom capped bandwidth of slice %(slice)s on %(hostname)s" % params
 372             if debug:
 373                 logger.log("bwmon:  "+ subject)
 374                 logger.log("bwmon:  "+ message + (footer % params))
 375             else:
 376                 self.emailed = True
 377                 slicemail(self.name, subject, message + (footer % params))
 378
 379 def GetSlivers(data):
 380     # Defaults
 381     global datafile, \
 382         period, \
 383         default_MaxRate, \
 384         default_Maxi2Rate, \
 385         default_MinRate, \
 386         default_MaxKByte,\
 387         default_ThreshKByte,\
 388         default_Maxi2KByte,\
 389         default_Threshi2KByte,\
 390         default_Share,\
 391         verbose
 392
 393     verbose = True
 394     # All slices
 395     names = []
 396
 397     try:
 398         f = open(datafile, "r+")
 399         if verbose:
 400             logger.log("bwmon:  Loading %s" % datafile)
 401         (version, slices) = pickle.load(f)
 402         f.close()
 403         # Check version of data file
 404         if version != "$Id: bwmon.py,v 1.20 2007/01/10 16:51:04 faiyaza Exp $":
 405             logger.log("bwmon:  Not using old version '%s' data file %s" % (version, datafile))
 406             raise Exception
 407     except Exception:
 408         version = "$Id: bwmon.py,v 1.20 2007/01/10 16:51:04 faiyaza Exp $"
 409         slices = {}
 410
 411     # Get/set special slice IDs
 412     root_xid = bwlimit.get_xid("root")
 413     default_xid = bwlimit.get_xid("default")
 414
 415     if root_xid not in slices.keys():
 416         slices[root_xid] = Slice(root_xid, "root", data)
 417         slices[root_xid].reset(0, 0, 0, 0, data)
 418
 419     if default_xid not in slices.keys():
 420         slices[default_xid] = Slice(default_xid, "default", data)
 421         slices[default_xid].reset(0, 0, 0, 0, data)
 422
 423     live = {}
 424     # Get running slivers. {xid: name}
 425     for sliver in data['slivers']:
 426         live[bwlimit.get_xid(sliver['name'])] = sliver['name']
 427
 428     # Setup new slices.
 429     newslicesxids = Set(live.keys()) - Set(slices.keys())
 430     for newslicexid in newslicesxids:
 431         logger.log("bwmon: New Slice %s" % live[newslicexid])
 432         slices[newslicexid] = Slice(newslicexid, live[newslicexid], data)
 433         slices[newslicexid].reset(0, 0, 0, 0, data)
 434
 435     # Get actual running values from tc.
 436     # Update slice totals and bandwidth.
 437     for params in bwlimit.get():
 438         (xid, share,
 439          minrate, maxrate,
 440          minexemptrate, maxexemptrate,
 441          usedbytes, usedi2bytes) = params
 442
 443         # Ignore root and default buckets
 444         if xid == root_xid or xid == default_xid:
 445             continue
 446
 447         name = bwlimit.get_slice(xid)
 448         if name is None:
 449             # Orphaned (not associated with a slice) class
 450             name = "%d?" % xid
 451             bwlimit.off(xid)
 452
 453         # Monitor only the specified slices
 454         if names and name not in names:
 455             continue
 456         #slices is populated from the pickle file
 457         #xid is populated from bwlimit (read from /etc/passwd)
 458         if slices.has_key(xid):
 459             slice = slices[xid]
 460             if time.time() >= (slice.time + period) or \
 461                usedbytes < slice.bytes or usedi2bytes < slice.i2bytes:
 462                 # Reset to defaults every 24 hours or if it appears
 463                 # that the byte counters have overflowed (or, more
 464                 # likely, the node was restarted or the HTB buckets
 465                 # were re-initialized).
 466                 slice.reset(maxrate, maxexemptrate, usedbytes, usedi2bytes, data)
 467             else:
 468                 # Update byte counts
 469                 slice.update(maxrate, maxexemptrate, usedbytes, usedi2bytes, data)
 470         else:
 471             # Just in case.  Probably (hopefully) this will never happen.
 472             # New slice, initialize state
 473             if verbose:
 474                 logger.log("bwmon: New Slice %s" % name)
 475             slice = slices[xid] = Slice(xid, name, data)
 476             slice.reset(maxrate, maxexemptrate, usedbytes, usedi2bytes, data)
 477
 478     # Delete dead slices
 479     dead = Set(slices.keys()) - Set(live.keys())
 480     for xid in dead:
 481         del slices[xid]
 482         bwlimit.off(xid)
 483
 484     logger.log("bwmon:  Saving %s" % datafile)
 485     f = open(datafile, "w")
 486     pickle.dump((version, slices), f)
 487     f.close()
 488
 489
 490 #def GetSlivers(data):
 491 #   for sliver in data['slivers']:
 492 #       if sliver.has_key('attributes'):
 493 #          print sliver
 494 #           for attribute in sliver['attributes']:
 495 #               if attribute['name'] == "KByteThresh": print attribute['value']
 496
 497 def start(options, config):
 498     pass
 499