src/lq_route.c

   1 /*
   2  * The olsr.org Optimized Link-State Routing daemon(olsrd)
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   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
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   8  * are met:
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  38  *
  39  * $Id: lq_route.c,v 1.21 2005/01/22 12:25:25 tlopatic Exp $
  40  */
  41
  42 #include "defs.h"
  43 #include "tc_set.h"
  44 #include "neighbor_table.h"
  45 #include "link_set.h"
  46 #include "routing_table.h"
  47 #include "mid_set.h"
  48 #include "hna_set.h"
  49 #include "lq_list.h"
  50 #include "lq_route.h"
  51
  52 struct dijk_edge
  53 {
  54   struct list_node node;
  55   struct dijk_vertex *dest;
  56   float etx;
  57 };
  58
  59 struct dijk_vertex
  60 {
  61   struct list_node node;
  62   union olsr_ip_addr addr;
  63   struct list edge_list;
  64   float path_etx;
  65   struct dijk_vertex *prev;
  66   olsr_bool done;
  67 };
  68
  69 // XXX - bad complexity
  70
  71 static void add_vertex(struct list *vertex_list, union olsr_ip_addr *addr,
  72                        float path_etx)
  73 {
  74   struct list_node *node;
  75   struct dijk_vertex *vert;
  76
  77   // see whether this destination is already in our list
  78
  79   node = list_get_head(vertex_list);
  80
  81   while (node != NULL)
  82   {
  83     vert = node->data;
  84
  85     if (COMP_IP(&vert->addr, addr))
  86       break;
  87
  88     node = list_get_next(node);
  89   }
  90
  91   // if it's not in our list, add it
  92
  93   if (node == NULL)
  94   {
  95     vert = olsr_malloc(sizeof (struct dijk_vertex), "Dijkstra vertex");
  96
  97     vert->node.data = vert;
  98
  99     COPY_IP(&vert->addr, addr);
 100
 101     vert->path_etx = path_etx;
 102     vert->prev = NULL;
 103     vert->done = OLSR_FALSE;
 104
 105     list_init(&vert->edge_list);
 106
 107     list_add_tail(vertex_list, &vert->node);
 108   }
 109 }
 110
 111 // XXX - bad complexity
 112
 113 static void add_edge(struct list *vertex_list, union olsr_ip_addr *src,
 114                      union olsr_ip_addr *dst, float etx)
 115 {
 116   struct list_node *node;
 117   struct dijk_vertex *vert;
 118   struct dijk_vertex *svert;
 119   struct dijk_vertex *dvert;
 120   struct dijk_edge *edge;
 121
 122   // source and destination lookup
 123
 124   node = list_get_head(vertex_list);
 125
 126   svert = NULL;
 127   dvert = NULL;
 128
 129   while (node != NULL)
 130   {
 131     vert = node->data;
 132
 133     if (COMP_IP(&vert->addr, src))
 134     {
 135       svert = vert;
 136
 137       if (dvert != NULL)
 138         break;
 139     }
 140
 141     else if (COMP_IP(&vert->addr, dst))
 142     {
 143       dvert = vert;
 144
 145       if (svert != NULL)
 146         break;
 147     }
 148
 149     node = list_get_next(node);
 150   }
 151
 152   // source or destination vertex does not exist
 153
 154   if (svert == NULL || dvert == NULL)
 155     return;
 156
 157   node = list_get_head(&svert->edge_list);
 158
 159   while (node != NULL)
 160   {
 161     edge = node->data;
 162
 163     if (edge->dest == dvert)
 164       break;
 165
 166     node = list_get_next(node);
 167   }
 168
 169   // edge already exists
 170
 171   if (node != NULL)
 172     return;
 173
 174   edge = olsr_malloc(sizeof (struct dijk_vertex), "Dijkstra edge");
 175
 176   edge->node.data = edge;
 177
 178   edge->dest = dvert;
 179   edge->etx = etx;
 180
 181   list_add_tail(&svert->edge_list, &edge->node);
 182 }
 183
 184 static void free_everything(struct list *vertex_list)
 185 {
 186   struct list_node *vnode, *enode;
 187   struct dijk_vertex *vert;
 188   struct dijk_edge *edge;
 189
 190   vnode = list_get_head(vertex_list);
 191
 192   // loop through all vertices
 193
 194   while (vnode != NULL)
 195   {
 196     vert = vnode->data;
 197
 198     enode = list_get_head(&vert->edge_list);
 199
 200     // loop through all edges of the current vertex
 201
 202     while (enode != NULL)
 203     {
 204       edge = enode->data;
 205
 206       enode = list_get_next(enode);
 207       free(edge);
 208     }
 209
 210     vnode = list_get_next(vnode);
 211     free(vert);
 212   }
 213 }
 214
 215 // XXX - bad complexity
 216
 217 static struct dijk_vertex *extract_best(struct list *vertex_list)
 218 {
 219   float best_etx = INFINITE_ETX + 1.0;
 220   struct list_node *node;
 221   struct dijk_vertex *vert;
 222   struct dijk_vertex *res = NULL;
 223
 224   node = list_get_head(vertex_list);
 225
 226   // loop through all vertices
 227
 228   while (node != NULL)
 229   {
 230     vert = node->data;
 231
 232     // see whether the current vertex is better than what we have
 233
 234     if (!vert->done && vert->path_etx < best_etx)
 235     {
 236       best_etx = vert->path_etx;
 237       res = vert;
 238     }
 239
 240     node = list_get_next(node);
 241   }
 242
 243   // if we've found a vertex, remove it from the set
 244
 245   if (res != NULL)
 246     res->done = OLSR_TRUE;
 247
 248   return res;
 249 }
 250
 251 static void relax(struct dijk_vertex *vert)
 252 {
 253   struct dijk_edge *edge;
 254   float new_etx;
 255   struct list_node *node;
 256
 257   node = list_get_head(&vert->edge_list);
 258
 259   // loop through all edges of this vertex
 260
 261   while (node != NULL)
 262   {
 263     edge = node->data;
 264
 265     // total quality of the path through this vertex to the
 266     // destination of this edge
 267
 268     new_etx = vert->path_etx + edge->etx;
 269
 270     // if it's better than the current path quality of this
 271     // edge's destination, then we've found a better path to
 272     // this destination
 273
 274     if (new_etx < edge->dest->path_etx)
 275     {
 276       edge->dest->path_etx = new_etx;
 277       edge->dest->prev = vert;
 278     }
 279
 280     node = list_get_next(node);
 281   }
 282 }
 283
 284 static char *etx_to_string(float etx)
 285 {
 286   static char buff[20];
 287
 288   if (etx == INFINITE_ETX)
 289     return "INF";
 290
 291   sprintf(buff, "%.2f", etx);
 292   return buff;
 293 }
 294
 295 void olsr_calculate_lq_routing_table(void)
 296 {
 297   struct list vertex_list;
 298   int i;
 299   struct tc_entry *tcsrc;
 300   struct topo_dst *tcdst;
 301   struct dijk_vertex *vert;
 302   struct link_entry *link;
 303   struct neighbor_entry *neigh;
 304   struct list_node *node;
 305   struct dijk_vertex *myself;
 306   struct dijk_vertex *walker;
 307   int hops;
 308   struct mid_address *mid_walker;
 309   float etx;
 310   struct hna_entry *hna_gw;
 311   struct hna_net *hna;
 312   struct rt_entry *gw_rt, *hna_rt, *head_rt;
 313
 314   // initialize the graph
 315
 316   list_init(&vertex_list);
 317
 318   // add ourselves to the vertex list
 319
 320   add_vertex(&vertex_list, &main_addr, 0.0);
 321
 322   // add our neighbours
 323
 324   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
 325     for (neigh = neighbortable[i].next; neigh != &neighbortable[i];
 326          neigh = neigh->next)
 327       if (neigh->status == SYM)
 328         add_vertex(&vertex_list, &neigh->neighbor_main_addr, INFINITE_ETX);
 329
 330   // add remaining vertices
 331
 332   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
 333     for (tcsrc = tc_table[i].next; tcsrc != &tc_table[i]; tcsrc = tcsrc->next)
 334     {
 335       // add source
 336
 337       add_vertex(&vertex_list, &tcsrc->T_last_addr, INFINITE_ETX);
 338
 339       // add destinations of this source
 340
 341       for (tcdst = tcsrc->destinations.next; tcdst != &tcsrc->destinations;
 342            tcdst = tcdst->next)
 343         add_vertex(&vertex_list, &tcdst->T_dest_addr, INFINITE_ETX);
 344     }
 345
 346   // add edges to and from our neighbours
 347
 348   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
 349     for (neigh = neighbortable[i].next; neigh != &neighbortable[i];
 350          neigh = neigh->next)
 351       if (neigh->status == SYM)
 352       {
 353         link = olsr_neighbor_best_link(&neigh->neighbor_main_addr);
 354
 355         if (link->loss_link_quality >= MIN_LINK_QUALITY &&
 356             link->neigh_link_quality >= MIN_LINK_QUALITY)
 357           {
 358             etx = 1.0 / (link->loss_link_quality * link->neigh_link_quality);
 359
 360             add_edge(&vertex_list, &main_addr, &neigh->neighbor_main_addr,
 361                      etx);
 362
 363             add_edge(&vertex_list, &neigh->neighbor_main_addr, &main_addr,
 364                      etx);
 365           }
 366       }
 367
 368   // add remaining edges
 369
 370   for (i = 0; i < HASHSIZE; i++)
 371     for (tcsrc = tc_table[i].next; tcsrc != &tc_table[i]; tcsrc = tcsrc->next)
 372       for (tcdst = tcsrc->destinations.next; tcdst != &tcsrc->destinations;
 373            tcdst = tcdst->next)
 374       {
 375         if (tcdst->link_quality >= MIN_LINK_QUALITY &&
 376             tcdst->inverse_link_quality >= MIN_LINK_QUALITY)
 377           {
 378             etx = 1.0 / (tcdst->link_quality * tcdst->inverse_link_quality);
 379
 380             add_edge(&vertex_list, &tcsrc->T_last_addr, &tcdst->T_dest_addr,
 381                      etx);
 382
 383             add_edge(&vertex_list, &tcdst->T_dest_addr, &tcsrc->T_last_addr,
 384                      etx);
 385           }
 386       }
 387
 388   // run Dijkstra's algorithm
 389
 390   for (;;)
 391   {
 392     vert = extract_best(&vertex_list);
 393
 394     if (vert == NULL)
 395       break;
 396
 397     relax(vert);
 398   }
 399
 400   // save the old routing table
 401
 402   olsr_move_route_table(routingtable, old_routes);
 403
 404   node = list_get_head(&vertex_list);
 405
 406   // we're the first vertex in the list
 407
 408   myself = node->data;
 409
 410   olsr_printf(2, "\n--- %02d:%02d:%02d.%02d ------------------------------------------------- DIJKSTRA\n\n",
 411               nowtm->tm_hour,
 412               nowtm->tm_min,
 413               nowtm->tm_sec,
 414               now.tv_usec/10000);
 415
 416   for (node = list_get_next(node); node != NULL; node = list_get_next(node))
 417   {
 418     vert = node->data;
 419
 420     hops = 1;
 421
 422     // count hops to until the path ends or until we have reached a
 423     // one-hop neighbour
 424
 425     for (walker = vert; walker != NULL && walker->prev != myself;
 426          walker = walker->prev)
 427     {
 428       olsr_printf(2, "%s:%s <- ", olsr_ip_to_string(&walker->addr),
 429                   etx_to_string(walker->path_etx));
 430       hops++;
 431     }
 432
 433     // if no path to a one-hop neighbour was found, ignore this node
 434
 435     if (walker != NULL)
 436     {
 437       olsr_printf(2, "%s:%s (one-hop)\n", olsr_ip_to_string(&walker->addr),
 438                   etx_to_string(walker->path_etx));
 439
 440       // node reachable => add to the set of unprocessed nodes
 441       // for HNA processing
 442
 443       vert->done = OLSR_FALSE;
 444     }
 445
 446     else
 447     {
 448       olsr_printf(2, "FAILED\n", olsr_ip_to_string(&vert->addr));
 449       continue;
 450     }
 451
 452 #if defined linux && 0
 453     /*
 454      * on Linux we can add a new route for a destination before removing
 455      * the old route, so frequent route updates are not a problem, as
 456      * we never have a time window in which there isn't any route; hence
 457      * we can use the more volatile ETX value instead of the hop count
 458      */
 459
 460     hops = (int)vert->path_etx;
 461
 462     if (hops > 100)
 463       hops = 100;
 464 #endif
 465
 466     // add a route to the main address of the destination node
 467
 468     olsr_insert_routing_table(&vert->addr,
 469                               get_neighbor_nexthop(&walker->addr), hops);
 470
 471     // add routes to the remaining interfaces of the destination node
 472
 473     for (mid_walker = mid_lookup_aliases(&vert->addr); mid_walker != NULL;
 474          mid_walker = mid_walker->next_alias)
 475       olsr_insert_routing_table(&mid_walker->alias,
 476                                 get_neighbor_nexthop(&walker->addr), hops);
 477   }
 478
 479   // add HNA routes - the set of unprocessed network nodes contains
 480   // all reachable network nodes
 481
 482   for (;;)
 483   {
 484     // extract the network node with the best ETX and remove it
 485     // from the set of unprocessed network nodes
 486
 487     vert = extract_best(&vertex_list);
 488
 489     // no more nodes left
 490
 491     if (vert == NULL)
 492       break;
 493
 494     // find the node's HNAs
 495
 496     hna_gw = olsr_lookup_hna_gw(&vert->addr);
 497
 498     // node doesn't announce any HNAs
 499
 500     if (hna_gw == NULL)
 501       continue;
 502
 503     // loop through the node's HNAs
 504
 505     for (hna = hna_gw->networks.next; hna != &hna_gw->networks;
 506          hna = hna->next)
 507     {
 508       // we already have a route via a previous (better) node
 509
 510       if (olsr_lookup_routing_table(&hna->A_network_addr) != NULL)
 511         continue;
 512
 513       // find route to the node
 514
 515       gw_rt = olsr_lookup_routing_table(&hna_gw->A_gateway_addr);
 516
 517       // should never happen as we only process reachable nodes
 518
 519       if (gw_rt == NULL)
 520       {
 521         fprintf(stderr, "LQ HNA processing: Gateway without a route.");
 522         continue;
 523       }
 524
 525       // create route for the HNA
 526
 527       hna_rt = olsr_malloc(sizeof(struct rt_entry), "LQ HNA route entry");
 528
 529       // set HNA IP address and netmask
 530
 531       COPY_IP(&hna_rt->rt_dst, &hna->A_network_addr);
 532       hna_rt->rt_mask = hna->A_netmask;
 533
 534       // copy remaining fields from the node's route
 535
 536       COPY_IP(&hna_rt->rt_router, &gw_rt->rt_router);
 537       hna_rt->rt_metric = gw_rt->rt_metric;
 538       hna_rt->rt_if = gw_rt->rt_if;
 539
 540       // we're not a host route
 541
 542       hna_rt->rt_flags = RTF_UP | RTF_GATEWAY;
 543
 544       // find the correct list
 545
 546       head_rt = &routingtable[olsr_hashing(&hna->A_network_addr)];
 547
 548       // enqueue
 549
 550       head_rt->next->prev = hna_rt;
 551       hna_rt->next = head_rt->next;
 552
 553       head_rt->next = hna_rt;
 554       hna_rt->prev = head_rt;
 555     }
 556   }
 557
 558   // free the graph
 559
 560   free_everything(&vertex_list);
 561
 562   // move the route changes into the kernel
 563
 564   olsr_update_kernel_routes();
 565
 566   // free the saved routing table
 567
 568   olsr_free_routing_table(old_routes);
 569 }