tests/test-bundle.c

   1 /* Copyright (c) 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
   2  *
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15
  16 #include <config.h>
  17
  18 #include "bundle.h"
  19
  20 #include <math.h>
  21 #include <stdlib.h>
  22
  23 #include "flow.h"
  24 #include "ofp-actions.h"
  25 #include "ofpbuf.h"
  26
  27 #include "util.h"
  28
  29 #define N_FLOWS  50000
  30 #define MAX_SLAVES 8 /* Maximum supported by this test framework. */
  31
  32 struct slave {
  33     ofp_port_t slave_id;
  34
  35     bool enabled;
  36     size_t flow_count;
  37 };
  38
  39 struct slave_group {
  40     size_t n_slaves;
  41     struct slave slaves[MAX_SLAVES];
  42 };
  43
  44 static struct slave *
  45 slave_lookup(struct slave_group *sg, ofp_port_t slave_id)
  46 {
  47     size_t i;
  48
  49     for (i = 0; i < sg->n_slaves; i++) {
  50         if (sg->slaves[i].slave_id == slave_id) {
  51             return &sg->slaves[i];
  52         }
  53     }
  54
  55     return NULL;
  56 }
  57
  58 static bool
  59 slave_enabled_cb(ofp_port_t slave_id, void *aux)
  60 {
  61     struct slave *slave;
  62
  63     slave = slave_lookup(aux, slave_id);
  64     return slave ? slave->enabled : false;
  65 }
  66
  67 static struct ofpact_bundle *
  68 parse_bundle_actions(char *actions)
  69 {
  70     struct ofpact_bundle *bundle;
  71     struct ofpbuf ofpacts;
  72     struct ofpact *action;
  73     char *error;
  74
  75     ofpbuf_init(&ofpacts, 0);
  76     error = bundle_parse_load(actions, &ofpacts);
  77     if (error) {
  78         ovs_fatal(0, "%s", error);
  79     }
  80
  81     action = ofpacts.data;
  82     bundle = ofpact_get_BUNDLE(xmemdup(action, action->len));
  83     ofpbuf_uninit(&ofpacts);
  84
  85     if (bundle->n_slaves > MAX_SLAVES) {
  86         ovs_fatal(0, "At most %u slaves are supported", MAX_SLAVES);
  87     }
  88
  89     return bundle;
  90 }
  91
  92 static const char *
  93 mask_str(uint8_t mask, size_t n_bits)
  94 {
  95     static char str[9];
  96     size_t i;
  97
  98     n_bits = MIN(n_bits, 8);
  99     for (i = 0; i < n_bits; i++) {
 100         str[i] = (1 << i) & mask ? '1' : '0';
 101     }
 102     str[i] = '\0';
 103
 104     return str;
 105 }
 106
 107 int
 108 main(int argc, char *argv[])
 109 {
 110     bool ok = true;
 111     struct ofpact_bundle *bundle;
 112     struct flow *flows;
 113     size_t i, n_permute, old_n_enabled;
 114     struct slave_group sg;
 115     int old_active;
 116
 117     set_program_name(argv[0]);
 118
 119     if (argc != 2) {
 120         ovs_fatal(0, "usage: %s bundle_action", program_name);
 121     }
 122
 123     bundle = parse_bundle_actions(argv[1]);
 124
 125     /* Generate 'slaves' array. */
 126     sg.n_slaves = 0;
 127     for (i = 0; i < bundle->n_slaves; i++) {
 128         ofp_port_t slave_id = bundle->slaves[i];
 129
 130         if (slave_lookup(&sg, slave_id)) {
 131             ovs_fatal(0, "Redundant slaves are not supported. ");
 132         }
 133
 134         sg.slaves[sg.n_slaves].slave_id = slave_id;
 135         sg.n_slaves++;
 136     }
 137
 138     /* Generate flows. */
 139     flows = xmalloc(N_FLOWS * sizeof *flows);
 140     for (i = 0; i < N_FLOWS; i++) {
 141         flow_random_hash_fields(&flows[i]);
 142         flows[i].regs[0] = ofp_to_u16(OFPP_NONE);
 143     }
 144
 145     /* Cycles through each possible liveness permutation for the given
 146      * n_slaves.  The initial state is equivalent to all slaves down, so we
 147      * skip it by starting at i = 1. We do one extra iteration to cover
 148      * transitioning from the final state back to the initial state. */
 149     old_n_enabled = 0;
 150     old_active = -1;
 151     n_permute = 1 << sg.n_slaves;
 152     for (i = 1; i <= n_permute + 1; i++) {
 153         struct slave *slave;
 154         size_t j, n_enabled, changed;
 155         double disruption, perfect;
 156         uint8_t mask;
 157         int active;
 158
 159         mask = i % n_permute;
 160
 161         /* Gray coding ensures that in each iteration exactly one slave
 162          * changes its liveness.  This makes the expected disruption a bit
 163          * easier to calculate, and is likely similar to how failures will be
 164          * experienced in the wild. */
 165         mask = mask ^ (mask >> 1);
 166
 167         /* Initialize slaves. */
 168         n_enabled = 0;
 169         for (j = 0; j < sg.n_slaves; j++) {
 170             slave = &sg.slaves[j];
 171             slave->flow_count = 0;
 172             slave->enabled = ((1 << j) & mask) != 0;
 173
 174             if (slave->enabled) {
 175                 n_enabled++;
 176             }
 177         }
 178
 179         active = -1;
 180         for (j = 0; j < sg.n_slaves; j++) {
 181             if (sg.slaves[j].enabled) {
 182                 active = j;
 183                 break;
 184             }
 185         }
 186
 187         changed = 0;
 188         for (j = 0; j < N_FLOWS; j++) {
 189             struct flow *flow = &flows[j];
 190             ofp_port_t old_slave_id, ofp_port;
 191             struct flow_wildcards wc;
 192
 193             old_slave_id = u16_to_ofp(flow->regs[0]);
 194             ofp_port = bundle_execute(bundle, flow, &wc, slave_enabled_cb,
 195                                       &sg);
 196             flow->regs[0] = ofp_to_u16(ofp_port);
 197
 198             if (ofp_port != OFPP_NONE) {
 199                 slave_lookup(&sg, ofp_port)->flow_count++;
 200             }
 201
 202             if (old_slave_id != ofp_port) {
 203                 changed++;
 204             }
 205         }
 206
 207         if (bundle->algorithm == NX_BD_ALG_ACTIVE_BACKUP) {
 208             perfect = active == old_active ? 0.0 : 1.0;
 209         } else {
 210             if (old_n_enabled || n_enabled) {
 211                 perfect = 1.0 / MAX(old_n_enabled, n_enabled);
 212             } else {
 213                 /* This will happen when 'sg.n_slaves' is 0. */
 214                 perfect = 0;
 215             }
 216         }
 217
 218         disruption = changed / (double)N_FLOWS;
 219         printf("%s: disruption=%.2f (perfect=%.2f)",
 220                mask_str(mask, sg.n_slaves), disruption, perfect);
 221
 222         for (j = 0 ; j < sg.n_slaves; j++) {
 223             struct slave *slave = &sg.slaves[j];
 224             double flow_percent;
 225
 226             flow_percent = slave->flow_count / (double)N_FLOWS;
 227             printf( " %.2f", flow_percent);
 228
 229             if (slave->enabled) {
 230                 double perfect_fp;
 231
 232                 if (bundle->algorithm == NX_BD_ALG_ACTIVE_BACKUP) {
 233                     perfect_fp = j == active ? 1.0 : 0.0;
 234                 } else {
 235                     perfect_fp = 1.0 / n_enabled;
 236                 }
 237
 238                 if (fabs(flow_percent - perfect_fp) >= .01) {
 239                     fprintf(stderr, "%s: slave %d: flow_percentage=%.5f for"
 240                             " differs from perfect=%.5f by more than .01\n",
 241                             mask_str(mask, sg.n_slaves), slave->slave_id,
 242                             flow_percent, perfect_fp);
 243                     ok = false;
 244                 }
 245             } else if (slave->flow_count) {
 246                 fprintf(stderr, "%s: slave %d: disabled slave received"
 247                         " flows.\n", mask_str(mask, sg.n_slaves),
 248                         slave->slave_id);
 249                 ok = false;
 250             }
 251         }
 252         printf("\n");
 253
 254         if (fabs(disruption - perfect) >= .01) {
 255             fprintf(stderr, "%s: disruption=%.5f differs from perfect=%.5f by"
 256                     " more than .01\n", mask_str(mask, sg.n_slaves),
 257                     disruption, perfect);
 258             ok = false;
 259         }
 260
 261         old_active = active;
 262         old_n_enabled = n_enabled;
 263     }
 264
 265     free(bundle);
 266     free(flows);
 267     return ok ? 0 : 1;
 268 }