home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc0824.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  59KB  |  2,043 lines

  1.        DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  2.  
  3.  
  4.  
  5.                       THE CRONUS VIRTUAL LOCAL NETWORK 
  6.  
  7.                             William I. MacGregor                               Daniel C. Tappan                         Bolt Beranek and Newman Inc. 
  8.  
  9.                                25 August 1982 
  10.  
  11.        [The purpose of this note is to describe the CRONUS Virtual       Local Network, especially the addressing related features.       These features include a method for mapping between Internet       Addresses and Local Network addresses.  This is a topic of        current concern in the ARPA Internet community.  This note is       intended to stimulate discussion.  This is not a specification       of an Internet Standard.] 
  12.  
  13.  
  14.  
  15.        1  Purpose and Scope 
  16.  
  17.             This note defines the Cronus (1) Virtual Local Network 
  18.  
  19.       (VLN), a facility which provides interhost message transport to 
  20.  
  21.       the Cronus Distributed Operating System.  The VLN consists of a 
  22.  
  23.       'client interface specification' and an 'implementation'; the 
  24.  
  25.       client interface is expected to be available on every Cronus 
  26.  
  27.       host.  Client processes can send and receive datagrams using 
  28.  
  29.       specific, broadcast, or multicast addressing as defined in the 
  30.  
  31.       interface specification. 
  32.  
  33.        _______________       (1) The Cronus Distributed Operating System is being designed  by       Bolt  Beranek  and Newman Inc., as a component of the Distributed       Systems Technology Program  sponsored  by  Rome  Air  Development       Center.   This work is supported by the DOS Design/Implementation       contract, F30602-81-C-0132. 
  34.  
  35.  
  36.  
  37.                                       1 
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  47.  
  48.  
  49.  
  50.            From the viewpoint of other Cronus system software and 
  51.  
  52.       application programs, the VLN stands in place of a direct 
  53.  
  54.       interface to the physical local network (PLN).  This additional 
  55.  
  56.       level of abstraction is defined to meet two major system 
  57.  
  58.       objectives: 
  59.  
  60.         *  COMPATIBILITY.  The VLN defines a communication facility            which is compatible with the Internet Protocol (IP)            developed by DARPA; by implication the VLN is compatible            with higher-level protocols such as the Transmission Control            Protocol (TCP) based on IP. 
  61.  
  62.         *  SUBSTITUTABILITY.  Cronus software built above the VLN is            dependent only upon the VLN interface and not its            implementation.  It is possible to substitute one physical            local network for another in the VLN implementation,            provided that the VLN interface semantics are maintained. 
  63.  
  64.             (This note assumes the reader is familiar with the concepts 
  65.  
  66.       and terminology of the DARPA Internet Program; reference [6] is a 
  67.  
  68.       compilation of the important protocol specifications and other 
  69.  
  70.       documents.  Documents in [6] of special significance here are [5] 
  71.  
  72.       and [4].) 
  73.  
  74.             The compatibility goal is motivated by factors relating to 
  75.  
  76.       the Cronus design and its development environment.  A large body 
  77.  
  78.       of software has evolved, and continues to evolve, in the internet 
  79.  
  80.       community fostered by DARPA.  For example, the compatibility goal 
  81.  
  82.  
  83.  
  84.                                       2 
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  
  91.  
  92.  
  93.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  94.  
  95.  
  96.  
  97.       permits the Cronus design to assimilate existing software 
  98.  
  99.       components providing electronic mail, remote terminal access, and 
  100.  
  101.       file transfer in a straightforward manner.  In addition to the 
  102.  
  103.       roles of such services in the Cronus system, they are needed as 
  104.  
  105.       support for the design and development process.  The prototype 
  106.  
  107.       Cronus cluster, called the Advanced Development Model (ADM), will 
  108.  
  109.       be connected to the ARPANET, and it is important that the ADM 
  110.  
  111.       conform to the standards and conventions of the DARPA internet 
  112.  
  113.       community. 
  114.  
  115.             The substitutability goal reflects the belief that different 
  116.  
  117.       instances of the Cronus cluster will utilize different physical 
  118.  
  119.       local networks.  Substitution may be desirable for reasons of 
  120.  
  121.       cost, performance, or other properties of the physical local 
  122.  
  123.       network such as mechanical and electrical ruggedness.  The 
  124.  
  125.       existence of the VLN interface definition suggests a procedure 
  126.  
  127.       for physical local network substitution, namely, re- 
  128.  
  129.       implementation of the VLN interface on each Cronus host.  The 
  130.  
  131.       implementations will be functionally equivalent but can be 
  132.  
  133.       expected to differ along dimensions not specified by the VLN 
  134.  
  135.       interface definition.  Since different physical local networks 
  136.  
  137.  
  138.  
  139.                                        3 
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  149.  
  150.  
  151.  
  152.       are often quite similar, the task of "re-implementing" the VLN is 
  153.  
  154.       probably much less difficult than building the first 
  155.  
  156.       implementation; small modifications to an existing, exemplary 
  157.  
  158.       implementation may suffice. 
  159.  
  160.             The concepts of the Cronus VLN, and in particular the VLN 
  161.  
  162.       implementation based on Ethernet described in Section 4, have 
  163.  
  164.       significance beyond their application in the Cronus system.  Many 
  165.  
  166.       organizations are now beginning to install local networks and 
  167.  
  168.       immediately confront the compatibility issue.  For a number of 
  169.  
  170.       universities, for example, the compatibility problem is precisely 
  171.  
  172.       the interoperability of the Ethernet and the DARPA internet. 
  173.  
  174.       Although perhaps less immediate, the substitutability issue will 
  175.  
  176.       also be faced by other organizations as local network technology 
  177.  
  178.       advances, and the transfer of existing system and application 
  179.  
  180.       software to a new physical local network base becomes an economic 
  181.  
  182.       necessity. 
  183.  
  184.             Figure 1 shows the position of the VLN in the lowest layers 
  185.  
  186.       of the Cronus protocol hierarchy.  The VLN interface 
  187.  
  188.       specification given in the next section is actually a meta- 
  189.  
  190.       specification, like the specifications of IP and TCP, in that the 
  191.  
  192.  
  193.  
  194.                                       4 
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  204.  
  205.  
  206.  
  207.       programming details of the interface are host-dependent and 
  208.  
  209.       unspecified.  The precise representation of the VLN data 
  210.  
  211.       structures and operations can be expected to vary from machine to 
  212.  
  213.       machine, but the functional capabilities of the interface are the 
  214.  
  215.       same regardless of the host. 
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.                                       .                                      .                     |                .                  |                     |-----------------------------------|                     | Transmission  |  User      |      |                     | Control       |  Datagram  | ...  |                     | Protocol      |  Protocol  |      |                     |-----------------------------------|                     |        Internet Protocol          |                     |              (IP)                 |                     |-----------------------------------|                     |      Virtual Local Network        |                     |             (VLN)                 |                     |-----------------------------------|                     |      Physical Local Network       |                     |       (PLN, e.g. Ethernet)        |                      ----------------------------------- 
  222.  
  223.                       Figure 1 . Cronus Protocol Layering 
  224.  
  225.  
  226.  
  227.            The VLN is completely compatible with the Internet Protocol 
  228.  
  229.       as defined in [5], i.e., no changes or extensions to IP are 
  230.  
  231.  
  232.  
  233.                                       5  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  243.  
  244.  
  245.  
  246.       required to implement IP above the VLN.  In fact, this was a 
  247.  
  248.       requirement on the VLN design; a consequence was the timely 
  249.  
  250.       completion of the VLN design and avoidance of the lengthy delays 
  251.  
  252.       which often accompany attempts to change or extend a widely- 
  253.  
  254.       accepted standard. 
  255.  
  256.             The following sections define the VLN client interface and 
  257.  
  258.       illustrate how the VLN implementation might be organized for an 
  259.  
  260.       Ethernet PLN. 
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.        2  The VLN-to-Client Interface 
  267.  
  268.             The VLN layer provides a datagram transport service among 
  269.  
  270.       hosts in a Cronus 'cluster', and between these hosts and other 
  271.  
  272.       hosts in the DARPA internet.  The hosts belonging to a cluster 
  273.  
  274.       are directly attached to the same physical local network, but the 
  275.  
  276.       VLN hides the peculiarities of the PLN from other Cronus 
  277.  
  278.       software.  Communication with hosts outside the cluster is 
  279.  
  280.       achieved through some number of 'internet gateways', shown in 
  281.  
  282.       Figure 2, connected to the cluster.  The VLN layer is responsible 
  283.  
  284.  
  285.  
  286.                                        6 
  287.  
  288.  
  289.  
  290.  
  291.  
  292.  
  293.  
  294.  
  295.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  296.  
  297.  
  298.  
  299.       for routing datagrams to a gateway if they are addressed to hosts 
  300.  
  301.       outside the cluster, and for delivering incoming datagrams to the 
  302.  
  303.       appropriate VLN host.  A VLN is viewed as a network in the 
  304.  
  305.       internet, and thus has an internet network number.  (2) 
  306.  
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312.  
  313.  
  314.  
  315.  
  316.  
  317.  
  318.  
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.       _______________       (2) The PLN could possess its own network number, different  from       the  network  number  of  the  VLN  it implements, or the network       numbers could be the same.  Different  numbers  would  complicate       the  gateways  somewhat,  but  are  consistent  with  the VLN and       internet models.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.                                       7 
  338.  
  339.  
  340.  
  341.  
  342.  
  343.  
  344.  
  345.  
  346.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.                      to internet                       network X                           |                           |             -----       -----       -----       -----            |host1|     |gtwyA|     |host2|     |host3|             -----       -----       -----       -----               |           |           |           |           --------------------------------------------------                   |           |           |           |                 -----       -----       -----       -----                |host4|     |host5|     |gtwyB|     |host6|                 -----       -----       -----       -----                                           |                                           |                                      to internet                                       network Y 
  357.  
  358.                   Figure 2 . A Virtual Local Network Cluster 
  359.  
  360.  
  361.  
  362.            The VLN interface will have one client process on each host, 
  363.  
  364.       normally the host's IP implementation.  The one "client process" 
  365.  
  366.       may, in fact, be composed of several host processes; but the VLN 
  367.  
  368.       layer will not distinguish among them, i.e., it performs no 
  369.  
  370.       multiplexing/demultiplexing function.  (3)       _______________       (3) In the  Cronus  system,  multiplexing/demultiplexing  of  the       datagram  stream  will be performed above the IP level, primarily 
  371.  
  372.  
  373.  
  374.                                       8 
  375.  
  376.  
  377.  
  378.  
  379.  
  380.  
  381.  
  382.  
  383.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  384.  
  385.  
  386.  
  387.            The structure of messages which pass through the VLN 
  388.  
  389.       interface between client processes and the VLN implementation is 
  390.  
  391.       identical to the structure of internet datagrams constructed in 
  392.  
  393.       accordance with the Internet Protocol.  Any representation for 
  394.  
  395.       internet datagrams is also a satisfactory representation for VLN 
  396.  
  397.       datagrams, and in practice this representation will vary from 
  398.  
  399.       host to host.  The VLN definition merely asserts that there is 
  400.  
  401.       ONE well-defined representation for internet datagrams, and thus 
  402.  
  403.       VLN datagrams, on any host supporting the VLN interface.  The 
  404.  
  405.       argument name "Datagram" in the VLN operation definitions below 
  406.  
  407.       refers to this well-defined but host-dependent datagram 
  408.  
  409.       representation. 
  410.  
  411.             The VLN guarantees that a datagram of 576 or fewer octets 
  412.  
  413.       (i.e., the Total Length field of its internet header is less than 
  414.  
  415.       or equal to 576) can be transferred between any two VLN clients. 
  416.  
  417.       Larger datagrams may be transferred between some client pairs. 
  418.  
  419.       Clients should generally avoid sending datagrams exceeding 576 
  420.  
  421.       octets unless there is clear need to do so, and the sender is 
  422.  
  423.       certain that all hosts involved can process the outsize       _______________       in conjunction with Cronus object management. 
  424.  
  425.  
  426.  
  427.                                        9 
  428.  
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434.  
  435.  
  436.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  437.  
  438.  
  439.  
  440.       datagrams. 
  441.  
  442.             The representation of an VLN datagram is unconstrained by 
  443.  
  444.       the VLN specification, and the VLN implementor has many 
  445.  
  446.       reasonable alternatives.  Perhaps the simplest representation is 
  447.  
  448.       a contiguous block of memory locations, either passed by 
  449.  
  450.       reference or copied across the VLN-to-client interface.  It may 
  451.  
  452.       be beneficial to represent a datagram as a linked list instead, 
  453.  
  454.       however, in order to reduce the number of times datagram text is 
  455.  
  456.       copied as the datagram passes through the protocol hierarchy at 
  457.  
  458.       the sending and receiving hosts.  When a message is passing down 
  459.  
  460.       (towards the physical layer) it is successively "wrapped" by the 
  461.  
  462.       protocol layers.  Addition of the "wrapper"--header and trailer 
  463.  
  464.       fields--can be done without copying the message text if the 
  465.  
  466.       header and trailer can be linked into the message representation. 
  467.  
  468.       In the particular, when an IP implementation is the client of the 
  469.  
  470.       VLN layer a linked structure is also desirable to permit 
  471.  
  472.       'reassembly' of datagrams (the merger of several 'fragment' 
  473.  
  474.       datagrams into one larger datagram) inside the IP layer without 
  475.  
  476.       copying data repeatedly.  If properly designed, one linked list 
  477.  
  478.       structure can speed up both wrapping/unwrapping and datagram 
  479.  
  480.  
  481.  
  482.                                       10 
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.  
  490.  
  491.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  492.  
  493.  
  494.  
  495.       reassembly in the IP layer. 
  496.  
  497.             Although the structure of internet and VLN datagrams is 
  498.  
  499.       identical, the VLN-to-client interface places its own 
  500.  
  501.       interpretation on internet header fields, and differs from the 
  502.  
  503.       IP-to-client interface in significant respects: 
  504.  
  505.         1.  The VLN layer utilizes only the Source Address, Destination             Address, Total Length, and Header Checksum fields in the             internet datagram; other fields are accurately transmitted             from the sending to the receiving client. 
  506.  
  507.         2.  Internet datagram fragmentation and reassembly is not             performed in the VLN layer, nor does the VLN layer             implement any aspect of internet datagram option             processing. 
  508.  
  509.         3.  At the VLN interface, a special interpretation is placed             upon the Destination Address in the internet header, which             allows VLN broadcast and multicast addresses to be encoded             in the internet address structure. 
  510.  
  511.         4.  With high probability, duplicate delivery of datagrams sent             between hosts on the same VLN does not occur. 
  512.  
  513.         5.  Between two VLN clients S and R in the same Cronus cluster,             the sequence of datagrams received by R is a subsequence of             the sequence sent by S to R; a stronger sequencing property             holds for broadcast and multicast addressing. 
  514.  
  515.  
  516.  
  517.  
  518.  
  519.  
  520.  
  521.  
  522.  
  523.  
  524.  
  525.                                      11 
  526.  
  527.  
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532.  
  533.  
  534.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  535.  
  536.  
  537.  
  538.       2.1  VLN Addressing 
  539.  
  540.             In the DARPA internet an 'internet address' is defined to be 
  541.  
  542.       a 32 bit quantity which is partitioned into two fields, a network 
  543.  
  544.       number and a 'local address'.  VLN addresses share this basic 
  545.  
  546.       structure, and are perceived by hosts outside the Cronus system 
  547.  
  548.       as ordinary internet addresses.  A sender outside a Cronus 
  549.  
  550.       cluster may direct an internet datagram into the cluster by 
  551.  
  552.       specifying the VLN network number in the network number field of 
  553.  
  554.       the destination address; senders in the cluster may transmit 
  555.  
  556.       messages to internet hosts outside the cluster in a similar way. 
  557.  
  558.       The VLN in a Cronus cluster, however, attaches special meaning to 
  559.  
  560.       the local address field of a VLN address, as explained below. 
  561.  
  562.             Each network in the internet community is assigned a 
  563.  
  564.       'class', either A, B, or C, and a network number in its class. 
  565.  
  566.       The partitioning of the 32 bit internet address into network 
  567.  
  568.       number and local address fields is a function of the class of the 
  569.  
  570.       network number, as follows: 
  571.  
  572.  
  573.  
  574.  
  575.  
  576.  
  577.  
  578.  
  579.  
  580.                                      12  
  581.  
  582.  
  583.  
  584.  
  585.  
  586.  
  587.  
  588.  
  589.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  590.  
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.                                Width of            Width of                              Network Number      Local Address 
  598.  
  599.               Class A            7 bits             24 bits 
  600.  
  601.               Class B           14 bits             16 bits 
  602.  
  603.               Class C           21 bits              8 bits 
  604.  
  605.                        Table 1. Internet Address Formats 
  606.  
  607.        The bits not included in the network number or local address 
  608.  
  609.       fields encode the network class, e.g., a 3 bit prefix of 110 
  610.  
  611.       designates a class C address (see [4]). 
  612.  
  613.             The interpretation of the local address field of an internet 
  614.  
  615.       address is the responsibility of the network designated in the 
  616.  
  617.       network number field.  In the ARPANET (a class A network, with 
  618.  
  619.       network number 10) the local address refers to a specific 
  620.  
  621.       physical host; this is the most common use of the local address 
  622.  
  623.       field.  VLN addresses, in contrast, may refer to all hosts 
  624.  
  625.       (broadcast) or groups of hosts (multicast) in a Cronus cluster, 
  626.  
  627.       as well as specific hosts inside or outside of the Cluster. 
  628.  
  629.       Specific, broadcast, and multicast addresses are all encoded in 
  630.  
  631.  
  632.  
  633.                                      13 
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638.  
  639.  
  640.  
  641.  
  642.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  643.  
  644.  
  645.  
  646.       the VLN local address field.  (4) 
  647.  
  648.             The meaning of the local address field of a VLN address is 
  649.  
  650.       defined in the table below. 
  651.  
  652.  
  653.  
  654.  
  655.  
  656.               ADDRESS MODES         VLN LOCAL ADDRESS VALUES 
  657.  
  658.                Specific Host             0     to  1,023 
  659.  
  660.               Multicast                 1,024 to 65,534 
  661.  
  662.               Broadcast                          65,535 
  663.  
  664.                        Table 2. VLN Local Address Modes 
  665.  
  666.        In order to represent the full range of specific, broadcast, and 
  667.  
  668.       multicast addresses in the local address field, a VLN network 
  669.  
  670.       should be either class A or class B.  If a VLN is a class A 
  671.  
  672.       internet network, a VLN local address occupies the low-order 16 
  673.  
  674.       bits of the 24 bit internet local address field, and the upper 8 
  675.  
  676.       bits of the internet local address are zero.  If a VLN is a class       _______________       (4) The ability of hosts outside a  Cronus  cluster  to  transmit       datagrams  with  VLN broadcast or multicast destination addresses       into the cluster may be restricted by the cluster gateway(s), for       reasons of system security. 
  677.  
  678.  
  679.  
  680.                                       14 
  681.  
  682.  
  683.  
  684.  
  685.  
  686.  
  687.  
  688.  
  689.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  690.  
  691.  
  692.  
  693.       B network, the internet local address field is fully utilized by 
  694.  
  695.       the VLN local address. 
  696.  
  697.  
  698.  
  699.  
  700.  
  701.        2.2  VLN Operations 
  702.  
  703.             There are seven operations defined at the VLN interface and 
  704.  
  705.       available to the VLN client on each host.  An implementation of 
  706.  
  707.       the VLN interface has wide lattitude in the presentation of these 
  708.  
  709.       operations to the client; for example, the operations may or may 
  710.  
  711.       not return error codes. 
  712.  
  713.             A VLN implementation may define the operations to occur 
  714.  
  715.       synchronously or asynchronously with respect to the client's 
  716.  
  717.       computation.  We expect that the ResetVLNInterface, MyVLNAddress, 
  718.  
  719.       SendVLNDatagram, PurgeMAddresses, AttendMAddress, and 
  720.  
  721.       IgnoreMAddress operations will usually be synchronous with 
  722.  
  723.       respect to the client, but ReceiveVLNDatagram will usually be 
  724.  
  725.       asynchronous, i.e., the client may initiate the operation, 
  726.  
  727.       continue to compute, and at some later time be notified that a 
  728.  
  729.       datagram is available.  (The alternatives to asynchronous 
  730.  
  731.  
  732.  
  733.                                       15 
  734.  
  735.  
  736.  
  737.  
  738.  
  739.  
  740.  
  741.  
  742.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  743.  
  744.  
  745.  
  746.       ReceiveVLNDatagram are A) a blocking receive operation; and B) a 
  747.  
  748.       non-blocking but synchronous receive operation, which returns a 
  749.  
  750.       failure code immediately if a datagram is not available.  Either 
  751.  
  752.       alternative may satisfy particular requirements, but an 
  753.  
  754.       asynchronous receive subsumes these and is more generally 
  755.  
  756.       useful.) At a minimum, the client must have fully synchronous 
  757.  
  758.       access to each of the operations; more elaborate mechanisms may 
  759.  
  760.       be provided at the option of the VLN implementation. 
  761.  
  762.        VLN OPERATIONS 
  763.  
  764.  
  765.  
  766.           ResetVLNInterface 
  767.  
  768.               The VLN layer for this host is reset (e.g., for the               Ethernet VLN implementation the operation ClearVPMap is               performed, and a frame of type "Cronus VLN" and subtype               "Mapping Update" is broadcast; see Section 4.2).  This               operation does not affect the set of attended VLN               multicast addresses. 
  769.  
  770.           function MyVLNAddress() 
  771.  
  772.               Returns the specific VLN address of this host; this can               always be done without communication with any other host. 
  773.  
  774.           SendVLNDatagram(Datagram) 
  775.  
  776.               When this operation completes, the VLN layer has copied               the Datagram and it is either "in transmission" or               "delivered", i.e., the transmitting process cannot assume               that the message has been delivered when SendVLNDatagram 
  777.  
  778.  
  779.  
  780.                                      16 
  781.  
  782.  
  783.  
  784.  
  785.  
  786.  
  787.  
  788.  
  789.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  790.  
  791.  
  792.  
  793.               completes. 
  794.  
  795.           ReceiveVLNDatagram(Datagram) 
  796.  
  797.               When this operation completes, Datagram is a               representation of a VLN datagram sent by a VLN client and               not previously received by the client invoking               ReceiveVLNDatagram. 
  798.  
  799.           PurgeMAddresses() 
  800.  
  801.               When this operation completes, no VLN multicast addresses               are registered with the local VLN component. 
  802.  
  803.           function AttendMAddress(MAddress) 
  804.  
  805.               If this operation returns True then MAddress, which must               be a VLN multicast address, is registered as an "alias"               for this host, and messages addressed to MAddress by VLN               clients will be delivered to the client on this host. 
  806.  
  807.           IgnoreMAddress(MAddress) 
  808.  
  809.               When this operation completes, MAddress is not registered               as a multicast address for the client on this host. 
  810.  
  811.             Whenever a Cronus host comes up, ResetVLNInterface and 
  812.  
  813.       PurgeMAddresses are performed implicitly by the VLN layer before 
  814.  
  815.       it will accept a request from the client or incoming traffic from 
  816.  
  817.       the PLN.  They may also be invoked by the client during normal 
  818.  
  819.       operation.  As described in Section 4.2 below, a VLN component 
  820.  
  821.       may depend upon state information obtained dynamically from other        hosts, and there is a possibility that incorrect information 
  822.  
  823.  
  824.  
  825.                                       17 
  826.  
  827.  
  828.  
  829.  
  830.  
  831.  
  832.  
  833.  
  834.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  835.  
  836.  
  837.  
  838.       might enter a component's state tables.  (This might happen, for 
  839.  
  840.       example, if the PLN address of a Cronus host were changed but its 
  841.  
  842.       VLN address preserved--the old VLN-to-PLN address mappings held 
  843.  
  844.       by other hosts would then be incorrect.) A cautious VLN client 
  845.  
  846.       could call ResetVLNInterface at periodic intervals (every hour, 
  847.  
  848.       say) to force the VLN component to reconstitute its dynamic 
  849.  
  850.       tables. 
  851.  
  852.             A VLN component will place a limit on the number of 
  853.  
  854.       multicast addresses to which it will simultaneously "attend"; if 
  855.  
  856.       the client attempts to register more addresses than this, 
  857.  
  858.       AttendMAddress will return False with no other effect.  The 
  859.  
  860.       actual limit will vary among VLN components, but it will usually 
  861.  
  862.       be between 10 and 100 multicast addresses.  Components may 
  863.  
  864.       implement limits as large as the entire multicast address space 
  865.  
  866.       (64,511 addresses). 
  867.  
  868.             The VLN layer does not guarantee any minimum amount of 
  869.  
  870.       buffering for datagrams, at either the sending or receiving 
  871.  
  872.       host(s).  It does guarantee, however, that a SendVLNDatagram 
  873.  
  874.       operation invoked by a VLN client will eventually complete; this 
  875.  
  876.       implies that datagrams may be lost if buffering is insufficient 
  877.  
  878.  
  879.  
  880.                                      18 
  881.  
  882.  
  883.  
  884.  
  885.  
  886.  
  887.  
  888.  
  889.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  890.  
  891.  
  892.  
  893.       and receiving clients are too slow.  The VLN layer will do its 
  894.  
  895.       best to discard packets for this reason very infrequently. 
  896.  
  897.  
  898.  
  899.  
  900.  
  901.        2.3  Reliability Guarantees 
  902.  
  903.             Guarantees are never absolute--there is always some 
  904.  
  905.       probability, however remote, that a catastrophe will occur and a 
  906.  
  907.       promise be broken.  Nevertheless, the concept of a guarantee is 
  908.  
  909.       still valuable, because the improbability of a catastrophic 
  910.  
  911.       failure influences the design and cost of the recovery mechanisms 
  912.  
  913.       needed to overcome it.  In this spirit, the word "guarantee" as 
  914.  
  915.       used here implies only that the alternatives to correct function 
  916.  
  917.       (i.e., catastrophic failures) are extremely rare events. 
  918.  
  919.             The VLN does not attempt to guarantee reliable delivery of 
  920.  
  921.       datagrams, nor does it provide negative acknowlegements of 
  922.  
  923.       damaged or discarded datagrams.  It does guarantee that received 
  924.  
  925.       datagrams are accurate representations of transmitted datagrams. 
  926.  
  927.             The VLN also guarantees that datagrams will not "replicate" 
  928.  
  929.       during transmission, i.e., for each intended receiver, a given 
  930.  
  931.  
  932.  
  933.                                      19 
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939.  
  940.  
  941.  
  942.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  943.  
  944.  
  945.  
  946.       datagram is received once or not at all.  (5) 
  947.  
  948.             Between two VLN clients S and R in the same cluster, the 
  949.  
  950.       sequence of datagrams received by R is a subsequence of the 
  951.  
  952.       sequence sent by S to R, i.e., datagrams are received in order, 
  953.  
  954.       possibly with omissions. 
  955.  
  956.             A stronger sequencing property holds for broadcast and 
  957.  
  958.       multicast transmissions.  If receivers R1 and R2 both receive 
  959.  
  960.       broadcast or multicast datagrams D1 and D2, either they both 
  961.  
  962.       receive D1 before D2, or they both receive D2 before D1. 
  963.  
  964.  
  965.  
  966.  
  967.  
  968.  
  969.  
  970.       3  Desirable Characteristics of a Physical Local Network 
  971.  
  972.             While it is conceivable that a VLN could be implemented on a 
  973.  
  974.       long-haul or virtual-circuit-oriented PLN, these networks are 
  975.  
  976.       generally ill-suited to the task.  The ARPANET, for example, does 
  977.  
  978.       not support broadcast or multicast addressing modes, nor does it       _______________       (5) A protocol operating above the  VLN  layer  (e.g.,  TCP)  may       employ  a  retransmission strategy; the VLN layer does nothing to       filter duplicates arising in this way. 
  979.  
  980.  
  981.  
  982.                                       20 
  983.  
  984.  
  985.  
  986.  
  987.  
  988.  
  989.  
  990.  
  991.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  992.  
  993.  
  994.  
  995.       provide the VLN sequencing guarantees.  If the ARPANET were the 
  996.  
  997.       base for a VLN implementation, broadcast and multicast would have 
  998.  
  999.       to be constructed from specific addressing, and a network-wide 
  1000.  
  1001.       synchronization mechanism would be required to implement the 
  1002.  
  1003.       sequencing guarantees.  Although the compatibility and 
  1004.  
  1005.       substitutability benefits might still be achieved, the 
  1006.  
  1007.       implementation would be costly, and performance poor. 
  1008.  
  1009.             A good implementation base for a Cronus VLN would be a 
  1010.  
  1011.       high-bandwidth local network with all or most of these 
  1012.  
  1013.       characteristics: 
  1014.  
  1015.         1.  The ability to encapsulate a VLN datagram in a single PLN             datagram. 
  1016.  
  1017.         2.  An efficient broadcast addressing mode. 
  1018.  
  1019.         3.  Natural resistance to datagram replication during             transmission. 
  1020.  
  1021.         4.  Sequencing guarantees like those of the VLN interface. 
  1022.  
  1023.         5.  A strong error-detecting code (datagram checksum). 
  1024.  
  1025.       Good candidates include Ethernet, the Flexible Intraconnect, and 
  1026.  
  1027.       Pronet, among others. 
  1028.  
  1029.  
  1030.  
  1031.  
  1032.  
  1033.  
  1034.  
  1035.                                       21 
  1036.  
  1037.  
  1038.  
  1039.  
  1040.  
  1041.  
  1042.  
  1043.  
  1044.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1045.  
  1046.  
  1047.  
  1048.       4  A VLN Implementation Based on Ethernet 
  1049.  
  1050.             The Ethernet local network specification is the result of a 
  1051.  
  1052.       collaborative effort by Digital Equipment Corp., Intel Corp., and 
  1053.  
  1054.       Xerox Corp.  The Version 1.0 specification [3] was released in 
  1055.  
  1056.       September, 1980. Useful background information on the Ethernet 
  1057.  
  1058.       internetworking model is supplied in [2]. 
  1059.  
  1060.             The Ethernet VLN implementation begins with the assumption, 
  1061.  
  1062.       in accordance with the model developed in [2], that the addresses 
  1063.  
  1064.       of specific Ethernet hosts are arbitrary, 48 bit quantities, not 
  1065.  
  1066.       under the control of DOS Design/Implementation Project.  The VLN 
  1067.  
  1068.       implementation must, therefore, develop a strategy to map VLN 
  1069.  
  1070.       addresses to specific Ethernet addresses. 
  1071.  
  1072.             A second important assumption is that the VLN-address-to- 
  1073.  
  1074.       Ethernet-address mapping should not be maintained manually in 
  1075.  
  1076.       each VLN host.  Manual procedures are too cumbersome and error- 
  1077.  
  1078.       prone when a local network may consist of hundreds of hosts, and 
  1079.  
  1080.       hosts may join and leave the network frequently.  A protocol is 
  1081.  
  1082.       described below which allows hosts to dynamically construct the 
  1083.  
  1084.       mapping, beginning only with knowledge of their own VLN and 
  1085.  
  1086.  
  1087.  
  1088.                                       22 
  1089.  
  1090.  
  1091.  
  1092.  
  1093.  
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1098.  
  1099.  
  1100.  
  1101.       Ethernet host addresses. 
  1102.  
  1103.             The succeeding sections discuss the VLN implementation based 
  1104.  
  1105.       on the Ethernet PLN in detail, as designed for the Cronus 
  1106.  
  1107.       prototype currently being assembled by Bolt Beranek and Newman, 
  1108.  
  1109.       Inc. 
  1110.  
  1111.  
  1112.  
  1113.  
  1114.  
  1115.       4.1  Datagram Encapsulation 
  1116.  
  1117.             An internet datagram is encapsulated in an Ethernet frame by 
  1118.  
  1119.       placing the internet datagram in the Ethernet frame data field, 
  1120.  
  1121.       and setting the Ethernet type field to "DoD IP". 
  1122.  
  1123.             To guarantee agreement by the sending and receiving VLN 
  1124.  
  1125.       components on the ordering of internet datagram octets within an 
  1126.  
  1127.       encapsulating Ethernet frame, the Ethernet octet ordering is 
  1128.  
  1129.       required to be consistent with the IP octet ordering. 
  1130.  
  1131.       Specifically, if IP(i) and IP(j) are internet datagram octets and 
  1132.  
  1133.       i<j, and EF(k) and EF(l) are the Ethernet frame octets which 
  1134.  
  1135.       represent IP(i) and IP(j) once encapsulated, then k<l.  Bit 
  1136.  
  1137.  
  1138.  
  1139.  
  1140.  
  1141.                                       23 
  1142.  
  1143.  
  1144.  
  1145.  
  1146.  
  1147.  
  1148.  
  1149.  
  1150.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1151.  
  1152.  
  1153.  
  1154.       orderings within octets must also be consistent. (6) 
  1155.  
  1156.  
  1157.  
  1158.  
  1159.  
  1160.  
  1161.  
  1162.       4.2  VLN Specific Addressing Mode 
  1163.  
  1164.             Each VLN component maintains a virtual-to-physical address 
  1165.  
  1166.       map (the VPMap) which translates a 32 bit specific VLN host 
  1167.  
  1168.       address (7) in this cluster to a 48 bit Ethernet address.  (8) 
  1169.  
  1170.       The VPMap data structure and the operations on it can be 
  1171.  
  1172.       efficiently implemented using standard hashing techniques.  Only 
  1173.  
  1174.       three operations defined on the VPMap are discussed in this note: 
  1175.  
  1176.       ClearVPMap, TranslateVtoP, and StoreVPPair. 
  1177.  
  1178.             Each host has an Ethernet host address (EHA) to which its 
  1179.  
  1180.       controller will respond, determined by Xerox and the controller 
  1181.  
  1182.       manufacturer (see Section 4.5.2).  At host initialization time,       _______________       (6) See [1] for a lively discussion of the problems arising  from       the failure of communicants to agree upon consistent orderings.       (7) Since the high-order 22 bits of the address are constant  for       all  specific  host addresses in a cluster, only the low-order 10       bits of the address are significant.       (8) The least significant bit of the first octet of the  Ethernet       address  is  always 0, since these are not broadcast or multicast       addresses. 
  1183.  
  1184.  
  1185.  
  1186.                                       24 
  1187.  
  1188.  
  1189.  
  1190.  
  1191.  
  1192.  
  1193.  
  1194.  
  1195.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1196.  
  1197.  
  1198.  
  1199.  
  1200.  
  1201.        0                   1                   2                   3        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                     Destination Address                       |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       | Destination Address (contd.)  |        Source Address         |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                   Source Address (contd.)                     |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |      Type  ("DoD IP")         |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1202.  
  1203.                                       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                                       |Version|  IHL  |Type of Service|       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |        Total Length           |        Identification         |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |Flags|     Fragment Offset     |  Time to Live |    Protocol   |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |       Header Checksum         |         Source Address        |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |    Source Address (contd.)    |      Destination Address      |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       | Destination Address (contd.)  |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1204.  
  1205.                                       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                                       |                               |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               +       .                                                               .       .                            Data                               .       .                                                               .       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1206.  
  1207.       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                     Frame Check Sequence                      |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1208.  
  1209.                  Table 3. An Encapsulated Internet Datagram 
  1210.  
  1211.  
  1212.  
  1213.                                      25 
  1214.  
  1215.  
  1216.  
  1217.  
  1218.  
  1219.  
  1220.  
  1221.  
  1222.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1223.  
  1224.  
  1225.  
  1226.       the local VLN component establishes a second host address, the 
  1227.  
  1228.       multicast host address (MHA), constructed from the host's VLN 
  1229.  
  1230.       address.  Represented as a sequence of octets in hexadecimal, the 
  1231.  
  1232.       MHA has the form: 
  1233.  
  1234.  
  1235.  
  1236.                A  B  C  D  E  F 
  1237.  
  1238.               09-00-08-00-hh-hh 
  1239.  
  1240.       A is the first octet transmitted, and F the last.  The two octets 
  1241.  
  1242.       E and F contain the host local address: 
  1243.  
  1244.  
  1245.  
  1246.                   E         F 
  1247.  
  1248.               000000hh  hhhhhhhh                     ^          ^                    MSB        LSB 
  1249.  
  1250.             When the VLN client invokes SendVLNDatagram to send a 
  1251.  
  1252.       specifically addressed datagram, the local VLN component 
  1253.  
  1254.       encapsulates the datagram in an Ethernet frame and transmits it 
  1255.  
  1256.       without delay.  The Source Address in the Ethernet frame is the 
  1257.  
  1258.       EHA of the sending host.  The Ethernet Destination Address is 
  1259.  
  1260.       formed from the destination VLN address in the datagram, and is 
  1261.  
  1262.       either: 
  1263.  
  1264.  
  1265.  
  1266.                                       26 
  1267.  
  1268.  
  1269.  
  1270.  
  1271.  
  1272.  
  1273.  
  1274.  
  1275.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1276.  
  1277.  
  1278.  
  1279.           - the EHA of the destination host, if the TranslateVtoP             operation on the VPMap succeeds, 
  1280.  
  1281.         or 
  1282.  
  1283.           - the MHA formed from the host number in the destination VLN             address, as described above. 
  1284.  
  1285.             When a VLN component receives an Ethernet frame with type 
  1286.  
  1287.       "DoD IP", it decapsulates the internet datagram and delivers it 
  1288.  
  1289.       to its client.  If the frame was addressed to the EHA of the 
  1290.  
  1291.       receiving host, no further action is taken, but if the frame was 
  1292.  
  1293.       addressed to the MHA of the receiving host the VLN component will 
  1294.  
  1295.       broadcast an update for the VPMaps of the other hosts.  This will 
  1296.  
  1297.       permit the other hosts to use the EHA of this host for future 
  1298.  
  1299.       traffic.  The type field of the Ethernet frame containing the 
  1300.  
  1301.       update is "Cronus VLN", and the format of the data octets in the 
  1302.  
  1303.       frame is: 
  1304.  
  1305.  
  1306.  
  1307.         0                   1                   2                   3        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |   Subtype ("Mapping Update")  |        Host VLN Address       |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |   Host VLN Address (contd.)   |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1308.  
  1309.       When a local VLN component receives an Ethernet frame with type 
  1310.  
  1311.  
  1312.  
  1313.                                      27 
  1314.  
  1315.  
  1316.  
  1317.  
  1318.  
  1319.  
  1320.  
  1321.  
  1322.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1323.  
  1324.  
  1325.  
  1326.       "Cronus VLN" and subtype "Mapping Update", it performs a 
  1327.  
  1328.       StoreVPPair operation using the Ethernet Source Address field and 
  1329.  
  1330.       the host VLN address sent as frame data. 
  1331.  
  1332.             This multicast mechanism could be extended to perform other 
  1333.  
  1334.       address mapping functions, for example, to discover the addresses 
  1335.  
  1336.       of a cluster's gateways.  Suppose all gateways register the same 
  1337.  
  1338.       Multicast Gateway Address (MGA, analogous to MHA) with their 
  1339.  
  1340.       Ethernet controllers; the MGA then becomes a "logical name" for 
  1341.  
  1342.       the gateway function in a Cronus cluster.  If a host needs to 
  1343.  
  1344.       send a datagram out of the cluster and doesn't know what specific 
  1345.  
  1346.       gateway address to use, the host can multicast the datagram to 
  1347.  
  1348.       all gateways by sending to MGA.  One or more of the gateways can 
  1349.  
  1350.       forward the datagram, and transmit a "Gateway Mapping Update" 
  1351.  
  1352.       (containing the gateway's specific Ethernet address) back to the 
  1353.  
  1354.       originating host.  Specific gateway addresses could be cached in 
  1355.  
  1356.       a structure similar to the VPMap, keyed to the destination 
  1357.  
  1358.       network number. (9) 
  1359.  
  1360.       _______________       (9) Because the Cronus Advanced Development  Model  will  contain       only  one  gateway,  a  simpler  mechanism  will  be  implemented       initially; the specific Ethernet address of the gateway  will  be       "well-known" to all VLN components. 
  1361.  
  1362.  
  1363.  
  1364.                                       28 
  1365.  
  1366.  
  1367.  
  1368.  
  1369.  
  1370.  
  1371.  
  1372.  
  1373.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1374.  
  1375.  
  1376.  
  1377.            The approach just outlined suggests that all knowledge of 
  1378.  
  1379.       the existence and connectivity of gateways would be isolated in 
  1380.  
  1381.       the VLN layer of cluster hosts.  Other mechanisms, e.g., based on 
  1382.  
  1383.       the ICMP component of the Internet Protocol, could be used 
  1384.  
  1385.       instead to disseminate information about gateways to cluster 
  1386.  
  1387.       hosts (see [7]).  These would require, however, specific Ethernet 
  1388.  
  1389.       addresses to be visible above the VLN layer, a situation the 
  1390.  
  1391.       current design avoids. 
  1392.  
  1393.  
  1394.  
  1395.  
  1396.  
  1397.        4.3  VLN Broadcast and Multicast Addressing Modes 
  1398.  
  1399.             A VLN datagram will be transmitted in broadcast mode if the 
  1400.  
  1401.       argument to SendVLNDatagram specifies the VLN broadcast address 
  1402.  
  1403.       (local address = 65,535, decimal) as the destination.  Broadcast 
  1404.  
  1405.       is implemented in the most straightforward way:  the VLN datagram 
  1406.  
  1407.       is encapsulated in an Ethernet frame with type "DoD IP", and the 
  1408.  
  1409.       frame destination address is set to the Ethernet broadcast 
  1410.  
  1411.       address.  The receiving VLN component merely decapsulates and 
  1412.  
  1413.       delivers the VLN datagram. 
  1414.  
  1415.  
  1416.  
  1417.  
  1418.  
  1419.                                      29 
  1420.  
  1421.  
  1422.  
  1423.  
  1424.  
  1425.  
  1426.  
  1427.  
  1428.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1429.  
  1430.  
  1431.  
  1432.            The implementation of the VLN multicast addressing mode is 
  1433.  
  1434.       more complex, for several reasons.  Typically, each VLN host will 
  1435.  
  1436.       define a constant called Max_Attended, equal to the maximum 
  1437.  
  1438.       number of VLN multicast addresses which can be simultaneously 
  1439.  
  1440.       "attended" by this host.  Max_Attended should not be a function 
  1441.  
  1442.       of the particular Ethernet controller(s) the host may be using, 
  1443.  
  1444.       but only of the software resources (buffer space and processor 
  1445.  
  1446.       time) that the host dedicates to VLN multicast processing.  The 
  1447.  
  1448.       protocol below permits a host to attend any number of VLN 
  1449.  
  1450.       multicast addresses, from 0 to 64,511 (the entire VLN multicast 
  1451.  
  1452.       address space), independent of the controller in use. 
  1453.  
  1454.             Understanding of the VLN multicast protocol requires some 
  1455.  
  1456.       knowledge of the behavior of existing Ethernet controllers.  The 
  1457.  
  1458.       Ethernet specification does not specify whether a controller must 
  1459.  
  1460.       perform multicast address recognition, or if it does, how many 
  1461.  
  1462.       multicast addresses it must be prepared to recognize.  As a 
  1463.  
  1464.       result Ethernet controller designs vary widely in their behavior. 
  1465.  
  1466.       For example, the 3COM Model 3C400 controller follows the first 
  1467.  
  1468.       pattern and performs no multicast address recognition, instead 
  1469.  
  1470.       passing all multicast frames to the host for further processing. 
  1471.  
  1472.  
  1473.  
  1474.                                       30 
  1475.  
  1476.  
  1477.  
  1478.  
  1479.  
  1480.  
  1481.  
  1482.  
  1483.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1484.  
  1485.  
  1486.  
  1487.       The Intel Model iSBC 550 controller permits the host to register 
  1488.  
  1489.       a maximum of 8 multicast addresses with the controller, and the 
  1490.  
  1491.       Interlan Model NM10 controller permits a maximum of 63 registered 
  1492.  
  1493.       addresses. 
  1494.  
  1495.             It would be possible to implement the VLN multicast mode 
  1496.  
  1497.       using only the Ethernet broadcast mechanism.  This would imply, 
  1498.  
  1499.       however, that every VLN host would receive and process every VLN 
  1500.  
  1501.       multicast, often only to discard the datagram because it is 
  1502.  
  1503.       misaddressed.  More efficient operation is possible if at least 
  1504.  
  1505.       some Ethernet multicast addresses are used, since Ethernet 
  1506.  
  1507.       controllers with multicast recognition can discard misaddressed 
  1508.  
  1509.       frames more rapidly than their hosts, reducing both the processor 
  1510.  
  1511.       time and buffer space demands upon the host. 
  1512.  
  1513.             The protocol specified below satisfies the design 
  1514.  
  1515.       constraints and is especially simple. 
  1516.  
  1517.             A VLN-wide constant, Min_Attendable, is equal to the 
  1518.  
  1519.       smallest number of Ethernet multicast addresses that can be 
  1520.  
  1521.       simultaneously attended by any host in the VLN, or 64,511, 
  1522.  
  1523.       whichever is smaller.  A network composed of hosts with the Intel 
  1524.  
  1525.  
  1526.  
  1527.                                       31 
  1528.  
  1529.  
  1530.  
  1531.  
  1532.  
  1533.  
  1534.  
  1535.  
  1536.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1537.  
  1538.  
  1539.  
  1540.       and Interlan controllers mentioned above, for example, would have 
  1541.  
  1542.       Min_Attendable equal to 7; (10) a network composed only of hosts 
  1543.  
  1544.       with 3COM Model 3C400 controllers would have Min_Attendable equal 
  1545.  
  1546.       to 64,511, since the controller itself does not restrict the 
  1547.  
  1548.       number of Ethernet multicast addresses to which a host may 
  1549.  
  1550.       attend.  (11) 
  1551.  
  1552.             The local address field of a VLN multicast address can be 
  1553.  
  1554.       represented in two octets, in hexadecimal: 
  1555.  
  1556.               mm-mm 
  1557.  
  1558.        From Table 1, mm-mm considered as a decimal integer M is in the 
  1559.  
  1560.       range 1,024 to 65,534.  When SendVLNDatagram is invoked with a 
  1561.  
  1562.       VLN multicast datagram, there are two cases: 
  1563.  
  1564.         1.  (M - 1,023) <= Min_Attendable.  In this case, the datagram             is encapsulated in a "DoD IP" Ethernet frame, and multicast             with the Ethernet address 
  1565.  
  1566.                     09-00-08-00-mm-mm 
  1567.  
  1568.             A VLN component which attends VLN multicast addresses in       _______________       (10) Min_Attendable is 7, rather than 8,  because  one  multicast       slot  in  the  controller must be reserved for the host's MHA, as       described in Section 4.2.       (11) For the Cronus Advanced Development Model, Min_Attendable is       currently defined to be 60. 
  1569.  
  1570.  
  1571.  
  1572.                                       32 
  1573.  
  1574.  
  1575.  
  1576.  
  1577.  
  1578.  
  1579.  
  1580.  
  1581.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1582.  
  1583.  
  1584.  
  1585.             this range should receive Ethernet multicast addresses in             this format, if necessary by registering the addresses with             its Ethernet controller. 
  1586.  
  1587.         2.  (M - 1,023) > Min_Attendable.  The datagram is encapsulated             in a "DoD IP" Ethernet frame, and transmitted to the             Ethernet broadcast address.  A VLN component which attends             VLN multicast addresses in this range must receive all             broadcast frames, and filter them on the basis of frame             type and VLN destination address (found in the IP             destination address field). 
  1588.  
  1589.             There are two drawbacks to this protocol that might induce a 
  1590.  
  1591.       more complex design:  1) because Min_Attendable is the "lowest 
  1592.  
  1593.       common denominator" for the ability of Ethernet controllers to 
  1594.  
  1595.       recognize multicast addresses, some controller capabilities may 
  1596.  
  1597.       be wasted; 2) small VLN addresses (less than Max_Attendable + 
  1598.  
  1599.       1,024) will probably be handled more efficiently than large VLN 
  1600.  
  1601.       multicast addresses.  The second factor complicates the 
  1602.  
  1603.       assignment of VLN multicast addresses to functions, since the 
  1604.  
  1605.       particular assignment affects multicast performance. 
  1606.  
  1607.  
  1608.  
  1609.  
  1610.  
  1611.  
  1612.  
  1613.  
  1614.  
  1615.  
  1616.  
  1617.  
  1618.  
  1619.                                       33 
  1620.  
  1621.  
  1622.  
  1623.  
  1624.  
  1625.  
  1626.  
  1627.  
  1628.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1629.  
  1630.  
  1631.  
  1632.       4.4  Reliability Guarantees 
  1633.  
  1634.             Delivered datagrams are accurate copies of transmitted 
  1635.  
  1636.       datagrams because VLN components do not deliver incoming 
  1637.  
  1638.       datagrams with invalid Frame Check Sequences.  The 32 bit CRC 
  1639.  
  1640.       error detecting code applied to Ethernet frames is very powerful, 
  1641.  
  1642.       and the probability of an undetected error occuring "on the wire" 
  1643.  
  1644.       is very small.  The probability of an error being introduced 
  1645.  
  1646.       before the checksum is computed or after it is checked is 
  1647.  
  1648.       comparable to the probability of an error in a disk subsystem 
  1649.  
  1650.       before a write operation or after a read; often, but not always, 
  1651.  
  1652.       it can be ignored. 
  1653.  
  1654.             Datagram duplication does not occur because the VLN layer 
  1655.  
  1656.       does not perform datagram retransmissions, the primary source of 
  1657.  
  1658.       duplicates in other networks.  Ethernet controllers do perform 
  1659.  
  1660.       retransmission as a result of "collisions" on the channel, but 
  1661.  
  1662.       the "collision enforcement" or "jam" assures that no controller 
  1663.  
  1664.       receives a valid frame if a collision occurs. 
  1665.  
  1666.             The sequencing guarantees hold because mutually exclusive 
  1667.  
  1668.       access to the transmission medium defines a total ordering on 
  1669.  
  1670.  
  1671.  
  1672.                                       34 
  1673.  
  1674.  
  1675.  
  1676.  
  1677.  
  1678.  
  1679.  
  1680.  
  1681.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1682.  
  1683.  
  1684.  
  1685.       Ethernet transmissions, and because a VLN component buffers all 
  1686.  
  1687.       datagrams in FIFO order, if it buffers more than one datagram. 
  1688.  
  1689.  
  1690.  
  1691.  
  1692.  
  1693.        4.5  Use of Assigned Numbers 
  1694.  
  1695.             On a philosophical note, protocols such as IP and TCP exist 
  1696.  
  1697.       to provide communication services to extensible sets of clients; 
  1698.  
  1699.       new clients and usages continue to emerge over the life of a 
  1700.  
  1701.       protocol.  Because a protocol implementation must have some 
  1702.  
  1703.       unambiguous knowledge of the "names" of the clients, sockets, 
  1704.  
  1705.       hosts, networks, etc., with which it interacts, a need arises for 
  1706.  
  1707.       the continuing administration of the 'assigned numbers' related 
  1708.  
  1709.       to the protocol.  Typically the organization which declares a 
  1710.  
  1711.       protocol to be a standard also becomes the administrator for its 
  1712.  
  1713.       assigned numbers.  The organization will designate an office to 
  1714.  
  1715.       assign numbers to the clients, sockets, hosts, networks, etc., 
  1716.  
  1717.       that emerge over time.  The office will also prepare lists of 
  1718.  
  1719.       number assignments that are distributed to protocol users; the 
  1720.  
  1721.       reference [4] is a list of this kind. 
  1722.  
  1723.  
  1724.  
  1725.  
  1726.  
  1727.                                      35 
  1728.  
  1729.  
  1730.  
  1731.  
  1732.  
  1733.  
  1734.  
  1735.  
  1736.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1737.  
  1738.  
  1739.  
  1740.            There are three organizations responsible for number 
  1741.  
  1742.       assignment related to the Ethernet-based VLN implementation: 
  1743.  
  1744.       DARPA, Xerox, and the DOS Design/Implementation Project; their 
  1745.  
  1746.       respective roles are described below. 
  1747.  
  1748.  
  1749.  
  1750.  
  1751.  
  1752.       4.5.1  DARPA 
  1753.  
  1754.             DARPA administers the internet network number and internet 
  1755.  
  1756.       protocol number assignments.  The Ethernet-based VLN 
  1757.  
  1758.       implementation does not involve DARPA assigned numbers, but any 
  1759.  
  1760.       particular 'instance' of a Cronus VLN is expected to have a class 
  1761.  
  1762.       A or B internet network number assigned by DARPA.  For example, 
  1763.  
  1764.       the prototype Cronus system (the Advanced Development Model) 
  1765.  
  1766.       being constructed at Bolt Beranek and Newman, Inc., has class B 
  1767.  
  1768.       network number 128.011.xxx.xxx. 
  1769.  
  1770.             Protocols built above the VLN will make use of other DARPA 
  1771.  
  1772.       assigned numbers, e.g., the Cronus object-operation protocol 
  1773.  
  1774.       requires an internet protocol number. 
  1775.  
  1776.  
  1777.  
  1778.  
  1779.  
  1780.  
  1781.  
  1782.                                      36 
  1783.  
  1784.  
  1785.  
  1786.  
  1787.  
  1788.  
  1789.  
  1790.  
  1791.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1792.  
  1793.  
  1794.  
  1795.       4.5.2  The Xerox Ethernet Address Administration Office 
  1796.  
  1797.             The Ethernet Address Administration Office at Xerox Corp. 
  1798.  
  1799.       administers Ethernet specific and multicast address assignments, 
  1800.  
  1801.       and Ethernet frame type assignments. 
  1802.  
  1803.             It is the intent of the Xerox internetworking model that 
  1804.  
  1805.       every Ethernet host have a distinct specific address, and that 
  1806.  
  1807.       the address space be large enough to accomodate a very large 
  1808.  
  1809.       population of inexpensive hosts (e.g., personal workstations). 
  1810.  
  1811.       They have therefore chosen to delegate the authority to assign 
  1812.  
  1813.       specific addresses to the manufacturers of Ethernet controllers, 
  1814.  
  1815.       by granting them large blocks of addresses on request. 
  1816.  
  1817.       Manufacturers are expected to assign specific addresses from 
  1818.  
  1819.       these blocks densely, e.g., sequentially, one per controller, and 
  1820.  
  1821.       to consume all of them before requesting another block. 
  1822.  
  1823.             The preceding paragraph explains the Xerox address 
  1824.  
  1825.       assignment policy not because the DOS Design/Implementation 
  1826.  
  1827.       Project intends to manufacture Ethernet controllers (!), but 
  1828.  
  1829.       because Xerox has chosen to couple the assignment of specific and 
  1830.  
  1831.       multicast Ethernet addresses.  An assigned block is defined by a 
  1832.  
  1833.  
  1834.  
  1835.                                       37 
  1836.  
  1837.  
  1838.  
  1839.  
  1840.  
  1841.  
  1842.  
  1843.  
  1844.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1845.  
  1846.  
  1847.  
  1848.       23-bit constant, which specifies the contents of the first three 
  1849.  
  1850.       octets of an Ethernet address, except for the broadcast/multicast 
  1851.  
  1852.       bit (the least significant bit of the first octet).  The 
  1853.  
  1854.       possessor of an assigned block thus has in hand 2**24 specific 
  1855.  
  1856.       addresses and 2**24 multicast addresses, to parcel out as 
  1857.  
  1858.       necessary. 
  1859.  
  1860.             The block assigned for use in the Cronus system is defined 
  1861.  
  1862.       by the octets 08-00-08 (hex).  The specific addresses in this 
  1863.  
  1864.       block range from 08-00-08-00-00-00 to 08-00-08-FF-FF-FF (hex), 
  1865.  
  1866.       and the multicast addresses range from 09-00-08-00-00-00 to 09- 
  1867.  
  1868.       00-08-FF-FF-FF (hex).  Only a fraction of the multicast addresses 
  1869.  
  1870.       are actually utilized, as explained in Sections 4.2 and 4.3. 
  1871.  
  1872.             The Ethernet Address Administration Office has designated a 
  1873.  
  1874.       public frame type, "DoD IP", 08-00 (hex), to be used for 
  1875.  
  1876.       encapsulated internet protocol datagrams.  The Ethernet VLN 
  1877.  
  1878.       implementation uses this frame type exclusively for datagram 
  1879.  
  1880.       encapsulation. In addition, the Cronus system uses two private 
  1881.  
  1882.       Ethernet frame types, assigned by the Ethernet Address 
  1883.  
  1884.       Administration Office: 
  1885.  
  1886.  
  1887.  
  1888.  
  1889.  
  1890.                                      38 
  1891.  
  1892.  
  1893.  
  1894.  
  1895.  
  1896.  
  1897.  
  1898.  
  1899.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1900.  
  1901.  
  1902.  
  1903.  
  1904.  
  1905.               NAME             TYPE 
  1906.  
  1907.               Cronus VLN       80-03               Cronus Direct    80-04 
  1908.  
  1909.       (The use of the "Cronus Direct" frame type is not described in 
  1910.  
  1911.       this note.) 
  1912.  
  1913.             The same Ethernet address and frame type assignments will be 
  1914.  
  1915.       used by every instance of a Cronus VLN; no further assignments 
  1916.  
  1917.       from the Ethernet Address Administration Office are anticipated. 
  1918.  
  1919.  
  1920.  
  1921.  
  1922.  
  1923.        4.5.3  The DOS Design/Implementation Project 
  1924.  
  1925.             The DOS Design/Implementation Project assumes responsibility 
  1926.  
  1927.       for the assignment of subtypes of the Ethernet frame type "Cronus 
  1928.  
  1929.       VLN".  No assignments of subtypes for purposes unrelated to the 
  1930.  
  1931.       Cronus system design are expected, nor are assignments to other 
  1932.  
  1933.       organizations.  The subtypes currently assigned are: 
  1934.  
  1935.  
  1936.  
  1937.  
  1938.  
  1939.  
  1940.  
  1941.  
  1942.  
  1943.                                      39 
  1944.  
  1945.  
  1946.  
  1947.  
  1948.  
  1949.  
  1950.  
  1951.  
  1952.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  1953.  
  1954.  
  1955.  
  1956.  
  1957.  
  1958.               NAME                 SUBTYPE 
  1959.  
  1960.               Mapping Update       00-01 
  1961.  
  1962.  
  1963.  
  1964.  
  1965.  
  1966.  
  1967.  
  1968.  
  1969.  
  1970.  
  1971.  
  1972.  
  1973.  
  1974.  
  1975.  
  1976.  
  1977.  
  1978.  
  1979.  
  1980.  
  1981.  
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986.  
  1987.  
  1988.  
  1989.  
  1990.  
  1991.  
  1992.  
  1993.  
  1994.  
  1995.  
  1996.  
  1997.  
  1998.  
  1999.  
  2000.                                      40 
  2001.  
  2002.  
  2003.  
  2004.  
  2005.  
  2006.  
  2007.  
  2008.  
  2009.       DOS-26 Rev A                                Virtual Local Network       RFC 824 
  2010.  
  2011.  
  2012.  
  2013.                                  REFERENCES 
  2014.  
  2015.        [1]           "On holy wars and a plea for peace," Danny Cohen, Computer,           V 14 N 10, October 1981, pp. 48-54. 
  2016.  
  2017.       [2]           "48-bit absolute internet and Ethernet host numbers," Yogen           K. Dalal and Robert S. Printis, Proc. of the 7th Data           Communications Symposium, October 1981. 
  2018.  
  2019.       [3]           "The Ethernet:  a local area network, data link layer and           physical layer specifications," Digital Equipment Corp., Intel           Corp., and Xerox Corp., Version 1.0, September 1980. 
  2020.  
  2021.       [4]           "Assigned numbers," Jon Postel, RFC 790, USC/Information           Sciences Institute, September 1981. 
  2022.  
  2023.       [5]           "Internet Protocol - DARPA internet program protocol           specification," Jon Postel, ed., RFC 791, USC/Information           Sciences Institute, September 1981. 
  2024.  
  2025.       [6]           "Internet protocol transition workbook," Network Information           Center, SRI International, Menlo Park, California, March 1982. 
  2026.  
  2027.       [7]           "IP - Local Area Network Addressing Issues," Robert Gurwitz           and Robert Hinden, Bolt Beranek and Newman Inc., (draft)           August 1982. 
  2028.  
  2029.  
  2030.  
  2031.  
  2032.  
  2033.  
  2034.  
  2035.  
  2036.  
  2037.                                       41 
  2038.  
  2039.  
  2040.  
  2041.  
  2042.  
  2043.