net/ipv4/ipvs/ip_vs_sed.c

   1 /*
   2  * IPVS:        Shortest Expected Delay scheduling module
   3  *
   4  * Authors:     Wensong Zhang <wensong@linuxvirtualserver.org>
   5  *
   6  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  *              as published by the Free Software Foundation; either version
   9  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * Changes:
  12  *
  13  */
  14
  15 /*
  16  * The SED algorithm attempts to minimize each job's expected delay until
  17  * completion. The expected delay that the job will experience is
  18  * (Ci + 1) / Ui if sent to the ith server, in which Ci is the number of
  19  * jobs on the ith server and Ui is the fixed service rate (weight) of
  20  * the ith server. The SED algorithm adopts a greedy policy that each does
  21  * what is in its own best interest, i.e. to join the queue which would
  22  * minimize its expected delay of completion.
  23  *
  24  * See the following paper for more information:
  25  * A. Weinrib and S. Shenker, Greed is not enough: Adaptive load sharing
  26  * in large heterogeneous systems. In Proceedings IEEE INFOCOM'88,
  27  * pages 986-994, 1988.
  28  *
  29  * Thanks must go to Marko Buuri <marko@buuri.name> for talking SED to me.
  30  *
  31  * The difference between SED and WLC is that SED includes the incoming
  32  * job in the cost function (the increment of 1). SED may outperform
  33  * WLC, while scheduling big jobs under larger heterogeneous systems
  34  * (the server weight varies a lot).
  35  *
  36  */
  37
  38 #include <linux/module.h>
  39 #include <linux/kernel.h>
  40
  41 #include <net/ip_vs.h>
  42
  43
  44 static inline unsigned int
  45 ip_vs_sed_dest_overhead(struct ip_vs_dest *dest)
  46 {
  47         /*
  48          * We only use the active connection number in the cost
  49          * calculation here.
  50          */
  51         return atomic_read(&dest->activeconns) + 1;
  52 }
  53
  54
  55 /*
  56  *      Weighted Least Connection scheduling
  57  */
  58 static struct ip_vs_dest *
  59 ip_vs_sed_schedule(struct ip_vs_service *svc, const struct sk_buff *skb)
  60 {
  61         struct ip_vs_dest *dest, *least;
  62         unsigned int loh, doh;
  63
  64         IP_VS_DBG(6, "ip_vs_sed_schedule(): Scheduling...\n");
  65
  66         /*
  67          * We calculate the load of each dest server as follows:
  68          *      (server expected overhead) / dest->weight
  69          *
  70          * Remember -- no floats in kernel mode!!!
  71          * The comparison of h1*w2 > h2*w1 is equivalent to that of
  72          *                h1/w1 > h2/w2
  73          * if every weight is larger than zero.
  74          *
  75          * The server with weight=0 is quiesced and will not receive any
  76          * new connections.
  77          */
  78
  79         list_for_each_entry(dest, &svc->destinations, n_list) {
  80                 if (!(dest->flags & IP_VS_DEST_F_OVERLOAD) &&
  81                     atomic_read(&dest->weight) > 0) {
  82                         least = dest;
  83                         loh = ip_vs_sed_dest_overhead(least);
  84                         goto nextstage;
  85                 }
  86         }
  87         return NULL;
  88
  89         /*
  90          *    Find the destination with the least load.
  91          */
  92   nextstage:
  93         list_for_each_entry_continue(dest, &svc->destinations, n_list) {
  94                 if (dest->flags & IP_VS_DEST_F_OVERLOAD)
  95                         continue;
  96                 doh = ip_vs_sed_dest_overhead(dest);
  97                 if (loh * atomic_read(&dest->weight) >
  98                     doh * atomic_read(&least->weight)) {
  99                         least = dest;
 100                         loh = doh;
 101                 }
 102         }
 103
 104         IP_VS_DBG(6, "SED: server %u.%u.%u.%u:%u "
 105                   "activeconns %d refcnt %d weight %d overhead %d\n",
 106                   NIPQUAD(least->addr), ntohs(least->port),
 107                   atomic_read(&least->activeconns),
 108                   atomic_read(&least->refcnt),
 109                   atomic_read(&least->weight), loh);
 110
 111         return least;
 112 }
 113
 114
 115 static struct ip_vs_scheduler ip_vs_sed_scheduler =
 116 {
 117         .name =                 "sed",
 118         .refcnt =               ATOMIC_INIT(0),
 119         .module =               THIS_MODULE,
 120         .n_list =               LIST_HEAD_INIT(ip_vs_sed_scheduler.n_list),
 121         .schedule =             ip_vs_sed_schedule,
 122 };
 123
 124
 125 static int __init ip_vs_sed_init(void)
 126 {
 127         return register_ip_vs_scheduler(&ip_vs_sed_scheduler);
 128 }
 129
 130 static void __exit ip_vs_sed_cleanup(void)
 131 {
 132         unregister_ip_vs_scheduler(&ip_vs_sed_scheduler);
 133 }
 134
 135 module_init(ip_vs_sed_init);
 136 module_exit(ip_vs_sed_cleanup);
 137 MODULE_LICENSE("GPL");