Modulo Neighborhood - Analisi Funzionale

Il modulo gestisce una o più interfacce di rete del nodo. Ad ognuna associa un indirizzo locale detto indirizzo di scheda.

Rileva i nodi vicini raggiungibili attraverso una (o più) interfacce di rete e ne reperisce l'identificativo.

Con ogni vicino, poi, si accorda per la creazione (o meno) di un arco. L'accordo potrebbe non essere raggiunto perché uno dei due vertici ha già un numero di archi elevato.

Per ogni arco creato il modulo mantiene l'identificativo del vertice collegato e il costo. Inoltre imposta le rotte nelle tabelle del kernel per rendere possibile la comunicazione via TCP con il vicino attraverso l'indirizzo di scheda.

Nel tempo, gestisce la costituzione di nuovi archi, la rimozione di archi, i cambiamenti del costo degli archi.

Il modulo fa uso delle tasklet, un sistema di multithreading cooperativo. Attraverso di esso esegue il monitoraggio delle schede di rete lasciando libero il chiamante di svolgere altri task.

Il modulo fa uso del framework ZCD, precisamente appoggiandosi ad una libreria intermedia prodotta con questo framework per formalizzare i metodi remoti usati nel demone ntkd.

Caratteristiche degli archi

Quando si crea un arco esso esiste per entrambi i nodi.


Tra due nodi vicini ci possono essere più archi, ma solo se sono su diversi domini di collisione. Di fatto il modulo consente la costituzione di un secondo arco solo se le interfacce di rete di entrambi i nodi sono diverse da quelle su cui è realizzato il primo arco.


Il costo di un arco in una direzione ( da A verso B ) può essere diverso dal costo nella direzione inversa. Questo non è utile quando il costo rappresenta il round-trip time, ma può esserlo se rappresenta la larghezza di banda in uscita.


Quando un nodo rimuove un arco tenta di comunicarlo al vertice collegato perché faccia altrettanto.

Requisiti

Deliverables

Classi e interfacce

L'implementazione del sistema di tasklet è passata al modulo dal suo utilizzatore. Si tratta di una istanza dell'interfaccia INtkdTasklet che è descritta nel relativo documento.


Una interfaccia di rete passata al modulo è un oggetto istanza di una classe di cui il modulo conosce l'interfaccia INeighborhoodNetworkInterface. Tramite questa interfaccia il modulo può:

L'utilizzatore del modulo Neighborhood può fornire il meccanismo di misurazione della latenza (o in generale del costo associato ad un arco) secondo due modalità. Come primo tentativo il modulo chiama il metodo 'measure_rtt' passando alcune informazioni tra cui l'indirizzo di scheda (del vicino) associato all'arco. Se l'oggetto fornito dall'utilizzatore è in grado di misurare la latenza con accuratezza (ad esempio eseguendo un comando "ping") questo primo tentativo va a buon fine. Altrimenti il modulo procederà con il secondo meccanismo.

Il meccanismo alternativo prevede la collaborazione del modulo nel nodo vicino. In questo caso il compito dell'oggetto fornito dall'utilizzatore, sia nel nodo che fa la misurazione sia nel nodo vicino, sarà quello di inviare e ascoltare un messaggio concordato su una porta UDP qualsiasi nella interfaccia di rete interessata. Con questa modalità la misurazione risulterà certamente meno accurata; questo è dovuto al fatto che il modulo utilizza dei thread cooperativi che non offrono tempi di risposta certi.


La stub factory è un oggetto di cui il modulo conosce l'interfaccia INeighborhoodStubFactory. Tramite essa il modulo può:


Il manager di rotte e indirizzi è un oggetto di cui il modulo conosce l'interfaccia INeighborhoodIPRouteManager. Tramite essa il modulo può:

Il modulo lo usa per rendere possibile la comunicazione via TCP coi vicini tramite un indirizzo fisso. Il modulo associa ad ogni interfaccia di rete che gestisce un indirizzo detto indirizzo di scheda. Per ogni arco che realizza, il modulo aggiunge la rotta con scope link verso l'indirizzo di scheda dell'interfaccia del vicino collegata all'arco. Quando rimuove l'arco rimuove anche la rotta. Quando il modulo cessa di gestire un'interfaccia rimuove il relativo indirizzo.


L'identificativo del proprio nodo, come anche l'identificativo di ogni vertice rilevato, è un oggetto il cui contenuto non è noto al modulo neighborhood. L'interfaccia di questo oggetto nota al modulo (INeighborhoodNodeID) gli consente di:


Un arco è un oggetto (NeighborhoodRealArc) noto al modulo. Grazie alle informazioni memorizzate in esso (my_nic, mac) il modulo è in grado di evitare la creazione di ulteriori archi verso lo stesso vicino se non usano interfacce di rete distinte da ambo i lati, ed anche di segnalare che il vicino ad esso collegato non è fra i destinatari di un messaggio inviato in broadcast. Sempre con le informazioni memorizzate in questo oggetto (nic_addr) il modulo è in grado di produrre lo stub che realizza la chiamata di un metodo remoto in TCP (reliable).

L'interfaccia dell'oggetto arco nota all'esterno del modulo, INeighborhoodArc, permette solo un sottoinsieme di operazioni:


Quando si chiama il metodo get_broadcast può essere passato un oggetto che contiene il codice e i dati necessari a gestire l'evento di 'manca l'ACK su un arco'. Tale oggetto implementa l'interfaccia INeighborhoodMissingArcHandler. L'interfaccia permette di:


Il costo di un arco può essere espresso con diverse metriche (latenza, larghezza di banda, ...). Attualmente l'implementazione del modulo misura la latenza e la esprime con un intero in microsecondi.

La latenza è il tempo che impiega un messaggio da noi a raggiungere il vertice collegato. In realtà quello che si può misurare, quindi quello che il modulo memorizza come costo, è il round-trip time (RTT).