home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc0919.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  17KB  |  264 lines

  1.  
  2.  
  3. Network Working Group                                      Jeffrey Mogul Request for Comments: 919                    Computer Science Department                                                      Stanford University                                                             October 1984 
  4.  
  5.                      BROADCASTING INTERNET DATAGRAMS 
  6.  
  7.  Status of this Memo 
  8.  
  9.    We propose simple rules for broadcasting Internet datagrams on local    networks that support broadcast, for addressing broadcasts, and for    how gateways should handle them. 
  10.  
  11.    This RFC suggests a proposed protocol for the ARPA-Internet    community, and requests discussion and suggestions for improvements.    Distribution of this memo is unlimited. 
  12.  
  13. Acknowledgement 
  14.  
  15.    This proposal is the result of discussion with several other people,    especially J. Noel Chiappa and Christopher A. Kent, both of whom both    pointed me at important references. 
  16.  
  17. 1. Introduction 
  18.  
  19.    The use of broadcasts, especially on high-speed local area networks,    is a good base for many applications.  Since broadcasting is not    covered in the basic IP specification [13], there is no agreed-upon    way to do it, and so protocol designers have not made use of it. (The    issue has been touched upon before, e.g. [6], but has not been the    subject of a standard.) 
  20.  
  21.    We consider here only the case of unreliable, unsequenced, possibly    duplicated datagram broadcasts (for a discussion of TCP broadcasting,    see [11].) Even though unreliable and limited in length, datagram    broadcasts are quite useful [1]. 
  22.  
  23.    We assume that the data link layer of the local network supports    efficient broadcasting.  Most common local area networks do support    broadcast; for example, Ethernet [7, 5], ChaosNet [10], token ring    networks [2], etc. 
  24.  
  25.    We do not assume, however, that broadcasts are reliably delivered.    (One might consider providing a reliable broadcast protocol as a    layer above IP.) It is quite expensive to guarantee delivery of    broadcasts; instead, what we assume is that a host will receive most    of the broadcasts that are sent.  This is important to avoid    excessive use of broadcasts; since every host on the network devotes    at least some effort to every broadcast, they are costly. 
  26.  
  27.  
  28.  
  29. Mogul                                                           [Page 1] 
  30.  
  31.  
  32.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  33.  
  34.     When a datagram is broadcast, it imposes a cost on every host that    hears it.  Therefore, broadcasting should not be used    indiscriminately, but rather only when it is the best solution to a    problem. 
  35.  
  36.    Note: some organizations have divided their IP networks into subnets,    for which a standard [8] has been proposed.  This RFC does not cover    the numerous complications arising from the interactions between    subnets and broadcasting; see [9] for a complete discussion. 
  37.  
  38. 2. Terminology 
  39.  
  40.    Because broadcasting depends on the specific data link layer in use    on a local network, we must discuss it with reference to both    physical networks and logical networks. 
  41.  
  42.    The terms we will use in referring to physical networks are, from the    point of view of the host sending or forwarding a broadcast: 
  43.  
  44.    Local Hardware Network 
  45.  
  46.       The physical link to which the host is attached. 
  47.  
  48.    Remote Hardware Network 
  49.  
  50.       A physical network which is separated from the host by at least       one gateway. 
  51.  
  52.    Collection of Hardware Networks 
  53.  
  54.       A set of hardware networks (transitively) connected by gateways. 
  55.  
  56.    The IP world includes several kinds of logical network.  To avoid    ambiguity, we will use the following terms: 
  57.  
  58.    Internet 
  59.  
  60.       The DARPA Internet collection of IP networks. 
  61.  
  62.    IP Network 
  63.  
  64.       One or a collection of several hardware networks that have one       specific IP network number. 
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  Mogul                                                           [Page 2] 
  71.  
  72.  
  73.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  74.  
  75.  3. Why Broadcast? 
  76.  
  77.    Broadcasts are useful when a host needs to find information without    knowing exactly what other host can supply it, or when a host wants    to provide information to a large set of hosts in a timely manner. 
  78.  
  79.    When a host needs information that one or more of its neighbors might    have, it could have a list of neighbors to ask, or it could poll all    of its possible neighbors until one responds.  Use of a wired-in list    creates obvious network management problems (early binding is    inflexible).  On the other hand, asking all of one's neighbors is    slow if one must generate plausible host addresses, and try them    until one works.  On the ARPANET, for example, there are roughly 65    thousand plausible host numbers.  Most IP implementations have used    wired-in lists (for example, addresses of "Prime" gateways.)    Fortunately, broadcasting provides a fast and simple way for a host    to reach all of its neighbors. 
  80.  
  81.    A host might also use a broadcast to provide all of its neighbors    with some information; for example, a gateway might announce its    presence to other gateways. 
  82.  
  83.    One way to view broadcasting is as an imperfect substitute for    multicasting, the sending of messages to a subset of the hosts on a    network.  In practice, broadcasts are usually used where multicasts    are what is wanted; packets are broadcast at the hardware level, but    filtering software in the receiving hosts gives the effect of    multicasting. 
  84.  
  85.    For more examples of broadcast applications, see [1, 3]. 
  86.  
  87. 4. Broadcast Classes 
  88.  
  89.    There are several classes of IP broadcasting: 
  90.  
  91.       - Single-destination datagram broadcast on the local IP net: A         datagrams is destined for a specific IP host, but the sending         host broadcasts it at the data link layer, perhaps to avoid         having to do routing.  Since this is not an IP broadcast, the IP         layer is not involved, except that a host should discard         datagrams not meant for it without becoming flustered (i.e.,         printing an error message). 
  92.  
  93.       - Broadcast to all hosts on the local IP net: A distinguished         value for the host-number part of the IP address denotes         broadcast instead of a specific host.  The receiving IP layer         must be able to recognize this address as well as its own. 
  94.  
  95.  Mogul                                                           [Page 3] 
  96.  
  97.  
  98.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  99.  
  100.          However, it might still be useful to distinguish at higher         levels between broadcasts and non-broadcasts, especially in         gateways. This is the most useful case of broadcast; it allows a         host to discover gateways without wired-in tables, it is the         basis for address resolution protocols, and it is also useful         for accessing such utilities as name servers, time servers,         etc., without requiring wired-in addresses. 
  101.  
  102.       - Broadcast to all hosts on a remote IP network: It is         occasionally useful to send a broadcast to all hosts on a         non-local network; for example, to find the latest version of a         hostname database, to bootload a host on an IP network without a         bootserver, or to monitor the timeservers on the IP network.         This case is the same as local-network broadcasts; the datagram         is routed by normal mechanisms until it reaches a gateway         attached to the destination IP network, at which point it is         broadcast. This class of broadcasting is also known as "directed         broadcasting", or quaintly as sending a "letter bomb" [1]. 
  103.  
  104.       - Broadcast to the entire Internet: This is probably not useful,         and almost certainly not desirable. 
  105.  
  106.    For reasons of performance or security, a gateway may choose not to    forward broadcasts; especially, it may be a good idea to ban    broadcasts into or out of an autonomous group of networks. 
  107.  
  108. 5. Broadcast Methods 
  109.  
  110.    A host's IP receiving layer must be modified to support broadcasting.    In the absence of broadcasting, a host determines if it is the    recipient of a datagram by matching the destination address against    all of its IP addresses.  With broadcasting, a host must compare the    destination address not only against the host's addresses, but also    against the possible broadcast addresses for that host. 
  111.  
  112.    The problem of how best to send a broadcast has been extensively    discussed [1, 3, 4, 14, 15].  Since we assume that the problem has    already been solved at the data link layer, an IP host wishing to    send either a local broadcast or a directed broadcast need only    specify the appropriate destination address and send the datagram as    usual.  Any sophisticated algorithms need only reside in gateways. 
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  Mogul                                                           [Page 4] 
  121.  
  122.  
  123.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  124.  
  125.  6. Gateways and Broadcasts 
  126.  
  127.    Most of the complexity in supporting broadcasts lies in gateways.  If    a gateway receives a directed broadcast for a network to which it is    not connected, it simply forwards it using the usual mechanism.    Otherwise, it must do some additional work. 
  128.  
  129.    When a gateway receives a local broadcast datagram, there are several    things it might have to do with it.  The situation is unambiguous,    but without due care it is possible to create infinite loops. 
  130.  
  131.    The appropriate action to take on receipt of a broadcast datagram    depends on several things: the subnet it was received on, the    destination network, and the addresses of the gateway. 
  132.  
  133.       - The primary rule for avoiding loops is "never broadcast a         datagram on the hardware network it was received on". It is not         sufficient simply to avoid repeating datagrams that a gateway         has heard from itself; this still allows loops if there are         several gateways on a hardware network. 
  134.  
  135.       - If the datagram is received on the hardware network to which it         is addressed, then it should not be forwarded.  However, the         gateway should consider itself to be a destination of the         datagram (for example, it might be a routing table update.) 
  136.  
  137.       - Otherwise, if the datagram is addressed to a hardware network to         which the gateway is connected, it should be sent as a (data         link layer) broadcast on that network.  Again, the gateway         should consider itself a destination of the datagram. 
  138.  
  139.       - Otherwise, the gateway should use its normal routing procedure         to choose a subsequent gateway, and send the datagram along to         it. 
  140.  
  141. 7. Broadcast IP Addressing - Proposed Standards 
  142.  
  143.    If different IP implementations are to be compatible, there must be a    distinguished number to denote "all hosts". 
  144.  
  145.    Since the local network layer can always map an IP address into data    link layer address, the choice of an IP "broadcast host number" is    somewhat arbitrary.  For simplicity, it should be one not likely to    be assigned to a real host.  The number whose bits are all ones has    this property; this assignment was first proposed in [6].  In the few    cases where a host has been assigned an address with a host-number    part of all ones, it does not seem onerous to require renumbering. 
  146.  
  147.  Mogul                                                           [Page 5] 
  148.  
  149.  
  150.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  151.  
  152.     The address 255.255.255.255 denotes a broadcast on a local hardware    network, which must not be forwarded.  This address may be used, for    example, by hosts that do not know their network number and are    asking some server for it. 
  153.  
  154.    Thus, a host on net 36, for example, may: 
  155.  
  156.       - broadcast to all of its immediate neighbors by using         255.255.255.255 
  157.  
  158.       - broadcast to all of net 36 by using 36.255.255.255 
  159.  
  160.    (Note that unless the network has been broken up into subnets, these    two methods have identical effects.) 
  161.  
  162.    If the use of "all ones" in a field of an IP address means    "broadcast", using "all zeros" could be viewed as meaning    "unspecified".  There is probably no reason for such addresses to    appear anywhere but as the source address of an ICMP Information    Request datagram.  However, as a notational convention, we refer to    networks (as opposed to hosts) by using addresses with zero fields.    For example, 36.0.0.0 means "network number 36" while 36.255.255.255    means "all hosts on network number 36". 
  163.  
  164.    7.1. ARP Servers and Broadcasts 
  165.  
  166.       The Address Resolution Protocol (ARP) described in [12] can, if       incorrectly implemented, cause problems when broadcasts are used       on a network where not all hosts share an understanding of what a       broadcast address is.  The temptation exists to modify the ARP       server so that it provides the mapping between an IP broadcast       address and the hardware broadcast address. 
  167.  
  168.       This temptation must be resisted.  An ARP server should never       respond to a request whose target is a broadcast address.  Such a       request can only come from a host that does not recognize the       broadcast address as such, and so honoring it would almost       certainly lead to a forwarding loop.  If there are N such hosts on       the physical network that do not recognize this address as a       broadcast, then a datagram sent with a Time-To-Live of T could       potentially give rise to T**N spurious re-broadcasts. 
  169.  
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176.  Mogul                                                           [Page 6] 
  177.  
  178.  
  179.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  180.  
  181.  8. References 
  182.  
  183.    1.   David Reeves Boggs.  Internet Broadcasting.  Ph.D. Th., Stanford         University, January 1982. 
  184.  
  185.    2.   D.D. Clark, K.T. Pogran, and D.P. Reed.  "An Introduction to         Local Area Networks".  Proc. IEEE 66, 11, pp1497-1516, 1978. 
  186.  
  187.    3.   Yogan Kantilal Dalal.  Broadcast Protocols in Packet Switched         Computer Networks.  Ph.D. Th., Stanford University, April 1977. 
  188.  
  189.    4.   Yogan K. Dalal and Robert M. Metcalfe.  "Reverse Path Forwarding         of Broadcast Packets".  Comm. ACM 21, 12, pp1040-1048, December         1978. 
  190.  
  191.    5.   The Ethernet, A Local Area Network: Data Link Layer and Physical         Layer Specifications.  Version 1.0, Digital Equipment         Corporation, Intel, Xerox, September 1980. 
  192.  
  193.    6.   Robert Gurwitz and Robert Hinden.  IP - Local Area Network         Addressing Issues.  IEN-212, Bolt Beranek and Newman, September         1982. 
  194.  
  195.    7.    R.M. Metcalfe and D.R. Boggs. "Ethernet: Distributed Packet         Switching for Local Computer Networks".  Comm. ACM 19, 7,         pp395-404, July 1976.  Also CSL-75-7, Xerox Palo Alto Research         Center, reprinted in CSL-80-2. 
  196.  
  197.    8.   Jeffrey Mogul.  Internet Subnets.  RFC-917, Stanford University,         October 1984. 
  198.  
  199.    9.   Jeffrey Mogul.  Broadcasting Internet Packets in the Presence of         Subnets.  RFC-922, Stanford University, October 1984. 
  200.  
  201.    10.  David A. Moon.  Chaosnet.  A.I. Memo 628, Massachusetts         Institute of Technology Artificial Intelligence Laboratory, June         1981. 
  202.  
  203.    11.  William W. Plummer.  Internet Broadcast Protocols.  IEN-10, Bolt         Beranek and Newman, March 1977. 
  204.  
  205.    12.  David Plummer.  An Ethernet Address Resolution Protocol.         RFC-826, Symbolics, September 1982. 
  206.  
  207.    13.  Jon Postel.  Internet Protocol.  RFC 791, ISI, September 1981. 
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  Mogul                                                           [Page 7] 
  212.  
  213.  
  214.  RFC 919                                                     October 1984 Broadcasting Internet Datagrams 
  215.  
  216.     14.  David W. Wall.  Mechanisms for Broadcast and Selective         Broadcast.  Ph.D. Th., Stanford University, June 1980. 
  217.  
  218.    15.  David W. Wall and Susan S. Owicki.  Center-based Broadcasting.         Computer Systems Lab Technical Report TR189, Stanford         University, June 1980. 
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262. Mogul                                                           [Page 8] 
  263.  
  264.