mptcp: faster active backup recovery
authorPaolo Abeni <pabeni@redhat.com>
Fri, 13 Aug 2021 22:15:45 +0000 (15:15 -0700)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Sat, 14 Aug 2021 10:37:25 +0000 (11:37 +0100)
The msk can use backup subflows to transmit in-sequence data
only if there are no other active subflow. On active backup
scenario, the MPTCP connection can do forward progress only
due to MPTCP retransmissions - rtx can pick backup subflows.

This patch introduces a new flag flow MPTCP subflows: if the
underlying TCP connection made no progresses for long time,
and there are other less problematic subflows available, the
given subflow become stale.

Stale subflows are not considered active: if all non backup
subflows become stale, the MPTCP scheduler can pick backup
subflows for plain transmissions.

Stale subflows can return in active state, as soon as any reply
from the peer is observed.

Active backup scenarios can now leverage the available b/w
with no restrinction.

Closes: https://github.com/multipath-tcp/mptcp_net-next/issues/207
Signed-off-by: Paolo Abeni <pabeni@redhat.com>
Signed-off-by: Mat Martineau <mathew.j.martineau@linux.intel.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
Documentation/networking/mptcp-sysctl.rst
net/mptcp/ctrl.c
net/mptcp/pm.c
net/mptcp/pm_netlink.c
net/mptcp/protocol.c
net/mptcp/protocol.h

index 76d939e688b8485a2eacb33d19f44ee89eaba3b0..b0d4da71e68efb62f825e104bb3cde2aefed4a85 100644 (file)
@@ -45,3 +45,15 @@ allow_join_initial_addr_port - BOOLEAN
        This is a per-namespace sysctl.
 
        Default: 1
+
+stale_loss_cnt - INTEGER
+       The number of MPTCP-level retransmission intervals with no traffic and
+       pending outstanding data on a given subflow required to declare it stale.
+       The packet scheduler ignores stale subflows.
+       A low stale_loss_cnt  value allows for fast active-backup switch-over,
+       an high value maximize links utilization on edge scenarios e.g. lossy
+       link with high BER or peer pausing the data processing.
+
+       This is a per-namespace sysctl.
+
+       Default: 4
index 63bba9d8e289fb5c50672b04972e2a9e66296ee9..8b235468c88ffa0847465ce20cec22c5338de888 100644 (file)
@@ -22,6 +22,7 @@ struct mptcp_pernet {
 #endif
 
        unsigned int add_addr_timeout;
+       unsigned int stale_loss_cnt;
        u8 mptcp_enabled;
        u8 checksum_enabled;
        u8 allow_join_initial_addr_port;
@@ -52,12 +53,18 @@ int mptcp_allow_join_id0(const struct net *net)
        return mptcp_get_pernet(net)->allow_join_initial_addr_port;
 }
 
+unsigned int mptcp_stale_loss_cnt(const struct net *net)
+{
+       return mptcp_get_pernet(net)->stale_loss_cnt;
+}
+
 static void mptcp_pernet_set_defaults(struct mptcp_pernet *pernet)
 {
        pernet->mptcp_enabled = 1;
        pernet->add_addr_timeout = TCP_RTO_MAX;
        pernet->checksum_enabled = 0;
        pernet->allow_join_initial_addr_port = 1;
+       pernet->stale_loss_cnt = 4;
 }
 
 #ifdef CONFIG_SYSCTL
@@ -95,6 +102,12 @@ static struct ctl_table mptcp_sysctl_table[] = {
                .extra1       = SYSCTL_ZERO,
                .extra2       = SYSCTL_ONE
        },
+       {
+               .procname = "stale_loss_cnt",
+               .maxlen = sizeof(unsigned int),
+               .mode = 0644,
+               .proc_handler = proc_douintvec_minmax,
+       },
        {}
 };
 
@@ -114,6 +127,7 @@ static int mptcp_pernet_new_table(struct net *net, struct mptcp_pernet *pernet)
        table[1].data = &pernet->add_addr_timeout;
        table[2].data = &pernet->checksum_enabled;
        table[3].data = &pernet->allow_join_initial_addr_port;
+       table[4].data = &pernet->stale_loss_cnt;
 
        hdr = register_net_sysctl(net, MPTCP_SYSCTL_PATH, table);
        if (!hdr)
index 9ff17c5205ceba04508ed99ab73a1016c87db0ca..d8a85fe923609e92d06c133087fb6c805b5ff3b2 100644 (file)
@@ -320,8 +320,10 @@ void mptcp_pm_subflow_chk_stale(const struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk)
        } else if (subflow->stale_rcv_tstamp == rcv_tstamp) {
                if (subflow->stale_count < U8_MAX)
                        subflow->stale_count++;
+               mptcp_pm_nl_subflow_chk_stale(msk, ssk);
        } else {
                subflow->stale_count = 0;
+               mptcp_subflow_set_active(subflow);
        }
 }
 
index 56263c2c4014cd81359a5bd84bccd227f56c60c5..c0eb14e05beafdaf0fad5fff714e8bdc5caa91e3 100644 (file)
@@ -46,6 +46,7 @@ struct pm_nl_pernet {
        spinlock_t              lock;
        struct list_head        local_addr_list;
        unsigned int            addrs;
+       unsigned int            stale_loss_cnt;
        unsigned int            add_addr_signal_max;
        unsigned int            add_addr_accept_max;
        unsigned int            local_addr_max;
@@ -899,6 +900,42 @@ static const struct nla_policy mptcp_pm_policy[MPTCP_PM_ATTR_MAX + 1] = {
        [MPTCP_PM_ATTR_SUBFLOWS]        = { .type       = NLA_U32,      },
 };
 
+void mptcp_pm_nl_subflow_chk_stale(const struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk)
+{
+       struct mptcp_subflow_context *iter, *subflow = mptcp_subflow_ctx(ssk);
+       struct sock *sk = (struct sock *)msk;
+       unsigned int active_max_loss_cnt;
+       struct net *net = sock_net(sk);
+       unsigned int stale_loss_cnt;
+       bool slow;
+
+       stale_loss_cnt = mptcp_stale_loss_cnt(net);
+       if (subflow->stale || !stale_loss_cnt || subflow->stale_count <= stale_loss_cnt)
+               return;
+
+       /* look for another available subflow not in loss state */
+       active_max_loss_cnt = max_t(int, stale_loss_cnt - 1, 1);
+       mptcp_for_each_subflow(msk, iter) {
+               if (iter != subflow && mptcp_subflow_active(iter) &&
+                   iter->stale_count < active_max_loss_cnt) {
+                       /* we have some alternatives, try to mark this subflow as idle ...*/
+                       slow = lock_sock_fast(ssk);
+                       if (!tcp_rtx_and_write_queues_empty(ssk)) {
+                               subflow->stale = 1;
+                               __mptcp_retransmit_pending_data(sk);
+                       }
+                       unlock_sock_fast(ssk, slow);
+
+                       /* always try to push the pending data regarless of re-injections:
+                        * we can possibly use backup subflows now, and subflow selection
+                        * is cheap under the msk socket lock
+                        */
+                       __mptcp_push_pending(sk, 0);
+                       return;
+               }
+       }
+}
+
 static int mptcp_pm_family_to_addr(int family)
 {
 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
@@ -1922,6 +1959,7 @@ static int __net_init pm_nl_init_net(struct net *net)
 
        INIT_LIST_HEAD_RCU(&pernet->local_addr_list);
        pernet->next_id = 1;
+       pernet->stale_loss_cnt = 4;
        spin_lock_init(&pernet->lock);
 
        /* No need to initialize other pernet fields, the struct is zeroed at
index 5fafa7a4cd6958d4317240bd7ebeaaf90c3d5982..18d3adccba5c52190b5d4cdf176a68417631f19a 100644 (file)
@@ -1391,6 +1391,27 @@ struct subflow_send_info {
        u64 ratio;
 };
 
+void mptcp_subflow_set_active(struct mptcp_subflow_context *subflow)
+{
+       if (!subflow->stale)
+               return;
+
+       subflow->stale = 0;
+}
+
+bool mptcp_subflow_active(struct mptcp_subflow_context *subflow)
+{
+       if (unlikely(subflow->stale)) {
+               u32 rcv_tstamp = READ_ONCE(tcp_sk(mptcp_subflow_tcp_sock(subflow))->rcv_tstamp);
+
+               if (subflow->stale_rcv_tstamp == rcv_tstamp)
+                       return false;
+
+               mptcp_subflow_set_active(subflow);
+       }
+       return __mptcp_subflow_active(subflow);
+}
+
 /* implement the mptcp packet scheduler;
  * returns the subflow that will transmit the next DSS
  * additionally updates the rtx timeout
@@ -1472,7 +1493,7 @@ static void mptcp_push_release(struct sock *sk, struct sock *ssk,
        release_sock(ssk);
 }
 
-static void __mptcp_push_pending(struct sock *sk, unsigned int flags)
+void __mptcp_push_pending(struct sock *sk, unsigned int flags)
 {
        struct sock *prev_ssk = NULL, *ssk = NULL;
        struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
@@ -2115,7 +2136,7 @@ static void mptcp_timeout_timer(struct timer_list *t)
  *
  * A backup subflow is returned only if that is the only kind available.
  */
-static struct sock *mptcp_subflow_get_retrans(const struct mptcp_sock *msk)
+static struct sock *mptcp_subflow_get_retrans(struct mptcp_sock *msk)
 {
        struct sock *backup = NULL, *pick = NULL;
        struct mptcp_subflow_context *subflow;
@@ -2129,7 +2150,7 @@ static struct sock *mptcp_subflow_get_retrans(const struct mptcp_sock *msk)
        mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
                struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 
-               if (!mptcp_subflow_active(subflow))
+               if (!__mptcp_subflow_active(subflow))
                        continue;
 
                /* still data outstanding at TCP level? skip this */
index 43ff6c5baddc7cae5d1400e84a97404c82f4a277..8bdd038def3838169dbd3e023769a85d06cff1b9 100644 (file)
@@ -432,7 +432,8 @@ struct mptcp_subflow_context {
                send_mp_prio : 1,
                rx_eof : 1,
                can_ack : 1,        /* only after processing the remote a key */
-               disposable : 1;     /* ctx can be free at ulp release time */
+               disposable : 1,     /* ctx can be free at ulp release time */
+               stale : 1;          /* unable to snd/rcv data, do not use for xmit */
        enum mptcp_data_avail data_avail;
        u32     remote_nonce;
        u64     thmac;
@@ -560,9 +561,11 @@ int mptcp_is_enabled(const struct net *net);
 unsigned int mptcp_get_add_addr_timeout(const struct net *net);
 int mptcp_is_checksum_enabled(const struct net *net);
 int mptcp_allow_join_id0(const struct net *net);
+unsigned int mptcp_stale_loss_cnt(const struct net *net);
 void mptcp_subflow_fully_established(struct mptcp_subflow_context *subflow,
                                     struct mptcp_options_received *mp_opt);
 bool __mptcp_retransmit_pending_data(struct sock *sk);
+void __mptcp_push_pending(struct sock *sk, unsigned int flags);
 bool mptcp_subflow_data_available(struct sock *sk);
 void __init mptcp_subflow_init(void);
 void mptcp_subflow_shutdown(struct sock *sk, struct sock *ssk, int how);
@@ -581,7 +584,7 @@ void mptcp_info2sockaddr(const struct mptcp_addr_info *info,
                         struct sockaddr_storage *addr,
                         unsigned short family);
 
-static inline bool mptcp_subflow_active(struct mptcp_subflow_context *subflow)
+static inline bool __mptcp_subflow_active(struct mptcp_subflow_context *subflow)
 {
        struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 
@@ -593,6 +596,10 @@ static inline bool mptcp_subflow_active(struct mptcp_subflow_context *subflow)
        return ((1 << ssk->sk_state) & (TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT));
 }
 
+void mptcp_subflow_set_active(struct mptcp_subflow_context *subflow);
+
+bool mptcp_subflow_active(struct mptcp_subflow_context *subflow);
+
 static inline void mptcp_subflow_tcp_fallback(struct sock *sk,
                                              struct mptcp_subflow_context *ctx)
 {
@@ -699,6 +706,7 @@ void mptcp_crypto_hmac_sha(u64 key1, u64 key2, u8 *msg, int len, void *hmac);
 void __init mptcp_pm_init(void);
 void mptcp_pm_data_init(struct mptcp_sock *msk);
 void mptcp_pm_subflow_chk_stale(const struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk);
+void mptcp_pm_nl_subflow_chk_stale(const struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk);
 void mptcp_pm_new_connection(struct mptcp_sock *msk, const struct sock *ssk, int server_side);
 void mptcp_pm_fully_established(struct mptcp_sock *msk, const struct sock *ssk, gfp_t gfp);
 bool mptcp_pm_allow_new_subflow(struct mptcp_sock *msk);