www.tinc-vpn.org Git - tinc/blob - src/graph.c

   1 /*
   2     graph.c -- graph algorithms
   3     Copyright (C) 2001 Guus Sliepen <guus@sliepen.warande.net>,
   4                   2001 Ivo Timmermans <itimmermans@bigfoot.com>
   5
   6     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with this program; if not, write to the Free Software
  18     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19
  20     $Id: graph.c,v 1.1.2.2 2001/10/28 22:42:49 guus Exp $
  21 */
  22
  23 /* We need to generate two trees from the graph:
  24
  25    1. A minimum spanning tree for broadcasts,
  26    2. A single-source shortest path tree for unicasts.
  27
  28    Actually, the first one alone would suffice but would make unicast packets
  29    take longer routes than necessary.
  30
  31    For the MST algorithm we can choose from Prim's or Kruskal's. I personally
  32    favour Kruskal's, because we make an extra AVL tree of edges sorted on
  33    weights (metric). That tree only has to be updated when an edge is added or
  34    removed, and during the MST algorithm we just have go linearly through that
  35    tree, adding safe edges until #edges = #nodes - 1.
  36
  37    For the SSSP algorithm Dijkstra's seems to be a nice choice. Currently a
  38    simple breadth-first search is presented here.
  39 */
  40
  41 #include <syslog.h>
  42 #include "config.h"
  43
  44 #include <avl_tree.h>
  45
  46 #include "node.h"
  47 #include "edge.h"
  48 #include "connection.h"
  49
  50 #include "system.h"
  51
  52 /* Implementation of Kruskal's algorithm.
  53    Running time: O(E)
  54    Please note that sorting on weight is already done by add_edge().
  55 */
  56
  57 void mst_kruskal(void)
  58 {
  59   avl_node_t *node;
  60   edge_t *e;
  61   node_t *n;
  62   connection_t *c;
  63   int nodes = 0;
  64   int safe_edges = 0;
  65
  66   syslog(LOG_DEBUG, _("Running Kruskal's algorithm:"));
  67
  68   /* Clear visited status on nodes */
  69
  70   for(node = node_tree->head; node; node = node->next)
  71     {
  72       n = (node_t *)node->data;
  73       n->status.visited = 0;
  74       nodes++;
  75     }
  76
  77   /* Clear MST status on connections */
  78
  79   for(node = connection_tree->head; node; node = node->next)
  80     {
  81       c = (connection_t *)node->data;
  82       c->status.mst = 0;
  83     }
  84
  85   /* Add safe edges */
  86
  87   for(node = edge_weight_tree->head; node; node = node->next)
  88     {
  89 // Algorithm should work without this:
  90 //      if(safe_edges = nodes - 1)
  91 //        break;
  92
  93       e = (edge_t *)node->data;
  94
  95       if(e->from->status.visited && e->to->status.visited)
  96         continue;
  97
  98       e->from->status.visited = 1;
  99       e->to->status.visited = 1;
 100       if(e->connection)
 101         e->connection->status.mst = 1;
 102
 103       safe_edges++;
 104
 105       syslog(LOG_DEBUG, _("Adding safe edge %s - %s weight %d"), e->from->name, e->to->name, e->weight);
 106     }
 107
 108   syslog(LOG_DEBUG, _("Done."));
 109
 110   if(safe_edges != nodes - 1)
 111     {
 112       syslog(LOG_ERR, _("Implementation of Kruskal's algorithm is screwed: %d nodes, found %d safe edges"), nodes, safe_edges);
 113     }
 114 }
 115
 116 /* Implementation of a simple breadth-first search algorithm.
 117    Running time: O(E)
 118 */
 119
 120 void sssp_bfs(void)
 121 {
 122   avl_node_t *node, *from, *next, *to;
 123   edge_t *e;
 124   node_t *n, *check;
 125   int nodes = 0;
 126   int visited = 0;
 127   avl_tree_t *todo_tree;
 128
 129   syslog(LOG_DEBUG, _("Running BFS algorithm:"));
 130
 131   todo_tree = avl_alloc_tree(NULL, NULL);
 132
 133   /* Clear visited status on nodes */
 134
 135   for(node = node_tree->head; node; node = node->next)
 136     {
 137       n = (node_t *)node->data;
 138       n->status.visited = 0;
 139       nodes++;
 140     }
 141
 142   /* Begin with myself */
 143
 144   myself->status.visited = 1;
 145   myself->nexthop = myself;
 146   myself->via = myself;
 147   node = avl_alloc_node();
 148   node->data = myself;
 149   avl_insert_top(todo_tree, node);
 150   visited++;
 151
 152   /* Loop while todo_tree is filled */
 153
 154   while(todo_tree->head)
 155     {
 156       for(from = todo_tree->head; from; from = next)
 157         {
 158           next = from->next;
 159           n = (node_t *)from->data;
 160
 161           for(to = n->edge_tree->head; to; to = to->next)
 162             {
 163               e = (edge_t *)to->data;
 164
 165               if(e->from == n)
 166                 check = e->to;
 167               else
 168                 check = e->from;
 169
 170               if(!check->status.visited)
 171                 {
 172                   check->status.visited = 1;
 173                   check->nexthop = (n->nexthop == myself)?n:n->nexthop;
 174                   check->via = check; /* FIXME: only if !(e->options & INDIRECT), otherwise use n->via */
 175                   avl_insert_before(todo_tree, todo_tree->head, to);
 176                   visited++;
 177                 }
 178             }
 179
 180            avl_delete_node(todo_tree, from);
 181         }
 182     }
 183
 184   syslog(LOG_DEBUG, _("Done."));
 185
 186   if(visited != nodes)
 187     {
 188       syslog(LOG_ERR, _("Implementation of BFS algorithm is screwed: %d nodes, visited %d"), nodes, visited);
 189     }
 190 }