home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1015.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  63KB  |  550 lines

  1. Network Working Group                                   Barry M. Leiner Request for Comments:  1015                                       RIACS                                                               July 1987 
  2.  
  3.           Implementation Plan for Interagency Research Internet 
  4.  
  5. STATUS OF THIS MEMO 
  6.  
  7.     The RFC proposes an Interagency Research Internet as the natural     outgrowth of the current Internet.  This is an "idea paper" and     discussion is strongly encouraged.  Distribution of this memo is     unlimited. 
  8.  
  9. OVERVIEW 
  10.  
  11.     Networking has become widespread in the scientific community, and     even more so in the computer science community. There are networks     being supported by a number of the Federal agencies interested in     scientific research, and many scientists throughout the country have     access to one or more of these networks. Furthermore, there are many     resources (such as supercomputers) that are accessible via these     networks. 
  12.  
  13.     While many of these networks are interconnected on an informal     basis, there is currently no consistent mechanism to allow sharing     of the networking resources. Recognizing this problem, the FCCSET     Committee on Very High Performance Computing formed a Network     Working Group. This group has recommended an administrative and     management structure for interconnecting the current and planned     agency networks supporting research.  The structure is based on the     concept of a network of networks using standard networking     protocols. 
  14.  
  15.     This report elaborates on the earlier recommendation and provides an     implementation plan. It addresses three major areas; communications     infrastructure, user support, and ongoing research. A management and     administrative structure is recommended for each area, and a     budgetary estimate provided.  A phased approach for implementation     is suggested that will quickly provide interconnection and lead to     the full performance and functionality as the required technologies     are developed and installed.  While this report addresses the     interconnection of agency networks, and cooperation by certain     federal agencies, some discussion is presented of the possible role     that industry can play in support and use of such a network. 
  16.  
  17.     Work reported herein was supported by Cooperative Agreement NCC 2-     387 from the National Aeronautics and Space Adminstration (NASA) to 
  18.  
  19.  
  20.  
  21. Leiner                                                          [Page 1] 
  22.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  23.  
  24.      the Universities Space Research Association (USRA). This report was     prepared in response to a request from John Cavallini, Chairman of     the Networking Working Group of the FCCSET Committee on Very High     Performance Computing. 
  25.  
  26. INTRODUCTION 
  27.  
  28.     Computer networks are critical in providing scientists access to     computing resources (such as supercomputers) and permitting computer     supported interaction between researchers.  Several agencies,     recognizing this need, have established networks to provide the     needed communications infrastructure.  The need for this     infrastructure, though, cuts across the various agencies. To that     end, the FCCSET Committee on Very High Performance Computing Network     Working Group has recommended the formation of an Interagency     Research Internet (IRI) [1]. 
  29.  
  30.     The purpose of this report is to suggest an implementation plan for     such an IRI. It addresses three major areas; communications     infrastructure, user support, and ongoing research. A management and     administrative structure is recommended for each area, and a     budgetary estimate provided. A phased approach for implementation is     suggested that will quickly provide interconnection and lead to the     full performance and functionality as the required technologies are     developed and installed. Finally, some discussion is presented on a     possible role for industry in supporting and using such a network. 
  31.  
  32. Motivation 
  33.  
  34.     The prime responsibility for providing the required infrastructure     for successful research lies with the researcher, his/her     institution, and the agency supporting that research.  Thus, the     individual agencies have installed and are continuing to enhance     computer networks to allow their researchers to access advanced     computing resources such as supercomputers as well as being able to     communicate with each other via such facilities as electronic mail. 
  35.  
  36.     However, there are a number of reasons why it is advantageous to     interconnect the various agency networks in a coherent manner so as     to provide a common "virtual" network supporting research. 
  37.  
  38.     The need to make effective use of available networks without     unnecessary duplication.  The agencies each support researchers in     many parts of the country, and have installed equally widespread     resources. Often, it is more effective for a scientist to be     provided networking service through a different agency network than     the one funding his research. For example, suppose several     scientists at an institution are already being funded by NASA and 
  39.  
  40.  
  41.  
  42. Leiner                                                          [Page 2] 
  43.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  44.  
  45.      are connected to a NASA supported network. Now a scientist at the     same institution but supported by NSF needs access to an NSF     supercomputer. It is much more effective to provide that     connectivity through an interconnection of NASA and NSF networks     than to establish another connection (to NSFnet) to the same     university. 
  46.  
  47.     The need to establish communication infrastructure to permit     scientists to access resources without regard to which network they     are connected but without violating access controls on either the     networks or the resources. A scientist may be supported by multiple     agencies, and therefore have access to resources provided by several     agencies. It is not cost-effective to have to provide a separate     network connection to the scientist for each of those agency     resources. 
  48.  
  49.     The need for a communications infrastructure to encourage     collaborative scientific research. One of the primary functions of a     computer network supporting science is the encouraging of     collaboration between researchers.  Scientific disciplines typically     cut across many different agencies. Thus, support of this     collaboration should be without regard to agency affiliation or     support of the scientists involved. 
  50.  
  51.     The need for a cooperative research and development program to     evolve and enhance the IRI and its components where appropriate.     Scientific research is highly demanding of both the computing and     networking environment. To assure that these needs continue to be     met, it is necessary to continually advance the state of the art in     networking, and apply the results to the research networks.  No     individual agency can  afford to support the required research     alone, nor is it desirable to have inordinate duplication of     research. 
  52.  
  53. Summary of previous report 
  54.  
  55.     These reasons led to the formation of the FCCSET Commitee on Very     High Performance Computing and its Network Working Group. This group     began in early 1985 to discuss the possibility of interconnecting     into a common networking facility the various agency networks     supporting scientific research. These discussions led to the report     issued earlier this year [1] recommending such an approach. 
  56.  
  57.     The report used the "Network of Networks" or Internet model of     interconnection.  Using a standard set of protocols, the various     networks can be connected to provide a common set of user services     across heterogenous networks and heterogenous host computers [2,     3,4]. This approach is discussed further in the Background section 
  58.  
  59.  
  60.  
  61. Leiner                                                          [Page 3] 
  62.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  63.  
  64.      below. 
  65.  
  66.     The report goes on to recommend an administrative and management     structure that matches the technical approach.  Each agency would     continue to manage and administer its individual networks. An     interagency body would provide direction to a selected organization     who would provide the management and operation of the     interconnections of the networks and the common user services     provided over the network. This selected organization would also     provide for coordination of research activities, needed     developments, and reflecting research community requirements into     the national and  international standards activities. 
  67.  
  68. Overview of Implementation Plan 
  69.  
  70.     The general structure of the proposed IRI is analogous to a federal     approach. Each of the agencies is responsible for operating its own     networks and satisfying its users' requirements. The IRI provides     the interconnecting infrastructure to permit the users on one     network to access resources or users on other networks. The IRI also     provides a set of standards and services which the individual     agencies, networks, and user communities can exploit in providing     capabilities to their individual users.  The management structure,     likewise, provides a  mechanism by which the individual agencies can     cooperate without interfering with the agencies' individual     authorities or responsibilities. 
  71.  
  72.     In this report, an implementation plan for the IRI is proposed.     First, some background is given of the previous efforts to provide     networks in support of research, and the genesis of those networks.     A description of the suggested approach to attaining an IRI is then     given. This description is divided into two sections; technical and     management. The technical approach consists of two components. First     is the provision of an underlying communications infrastructure;     i.e. a means for providing connectivity between the various     computers and workstations.  Second is provision of the means for     users to make effective use of that infrastructure in support of     their research. 
  73.  
  74.     The management section elaborates on the suggestions made in the     FCCSET committee report.  A structure is suggested that allows the     various agencies to cooperate in the operations, maintenance,     engineering, and research activities required for the IRI.  This     structure also provides the necessary mechanisms for the scientific     research community to provide input with respect to requirements and     approaches. 
  75.  
  76.     Finally, a phased implementation plan is presented which would allow 
  77.  
  78.  
  79.  
  80. Leiner                                                          [Page 4] 
  81.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  82.  
  83.      the IRI to be put in place rapidly with modest funding.  A budgetary     estimate is also provided. 
  84.  
  85. BACKGROUND 
  86.  
  87.     The combination of packet switched computer networks,     internetworking to allow heterogeneous computers to communicate over     heterogeneous networks, the widespread use of local area networks,     and the availability of workstations and supercomputers has given     rise to the opportunity to provide greatly improved computing     capabilities to science and engineering. This is the major     motivation behind the IRI. 
  88.  
  89. History of Research Network 
  90.  
  91.     The Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) developed the     concept of packet switching beginning in the mid 1960's.  Beginning     with the Arpanet (the world's first packet switched network) [5],a     number of networks have been developed. These have included packet     satellite networks [6,7], packet radio networks [8,7], and local     area networks [9]. 
  92.  
  93.     Although the original motivation for the Arpanet development was     computer resource sharing, it was apparent early on that a major use     of such networks would be for access to computer resources and     interaction between users [10].  Following the Arpanet development,     a number of other networks have been developed and used to provide     both of these functions [11]. CSNET was initiated to provide     communications between computer science researchers [12,13].  CSNET     was initiated by the NSF in cooperation with a number of     universities, but is now self-sufficient.   Its subscribers include     universities throughout the world as well as industrial members     interested in interacting with computer scientists. 
  94.  
  95.     CSNET makes use of a number of networking technologies including the     Arpanet, public X.25 networks, and dial-up connections over phone     lines, to support electronic mail and other networking functions. In     addition to the basic data transport service, CSNET and Arpanet     operate network information centers which provide help to users of     the network as well as a number of services including a listing of     users with their mail addresses (white pages) and a repository where     relevant documents are stored and can be retrieved. 
  96.  
  97.     With the installation of supercomputers came the desire to provide     network access for researchers.  One of the early networks to     provide this capability was MFEnet [11].  It was established in the     early 1970's to provide DOE-supported users access to     supercomputers, particularly a Cray 1 at Lawrence Livermore National 
  98.  
  99.  
  100.  
  101. Leiner                                                          [Page 5] 
  102.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  103.  
  104.      Labs. Because MFEnet was established prior to widespread adoption of     the TCP/IP protocol suite (to be discussed below), the MFEnet uses a     different set of protocols. However, interfaces have been developed     between the MFEnet and other networks, and a migration plan is     currently under development. 
  105.  
  106.     NASA Ames Research Center has long been in the forefront of using     advanced computers to support scientific research.  The latest     computing facility, the Numerical Aerodynamic Simulator, uses a Cray     2 and other machines along  with a number of networking technologies     to provide support to computational fluid dynamics researchers [14].     This system uses the TCP/IP protocol suite both locally and remotely     and provides easy access through advanced workstations. 
  107.  
  108.     Recognizing the importance of advanced computers in carrying out     scientific research, NSF in 1984 embarked on an ambitious program to     provide supercomputer access to researchers. This program involved     both the provision of supercomputers themselves (through purchase of     computer time initially, and establishment of supercomputer centers)     and provision of access to those supercomputers through an extensive     networking program, NSFnet [15]. The NSFnet uses a number of     existing networks (e.g. Arpanet, BITNET, MFEnet) and exploratory     networks interconnected using the TCP/IP protocol suite (discussed     below) to permit scientists widespread access to the supercomputer     centers and each other. The NSFnet is also taking advantage of the     widespread installation of campus and regional networks to achieve     this connectivity in a cost effective manner. 
  109.  
  110.     The above are only a small number of the current and existing     networks being used to support research.  Quarterman [11] provides a     good synopsis of the networks currently in operation. It is obvious     from this that effective interconnection of the networks can provide     cost-efficient and reliable services. 
  111.  
  112.     Starting in the early 1970's, recognizing that the military had a     need to interconnect various networks (such as packet radio for     mobile operation with long-line networks like the Arpanet), DARPA     initiated the development of the internet technologies [16].     Beginning with the development of the protocols for interconnection     and reliable transport (TCP/IP), the program  has developed methods     for providing electronic mail, remote login, file transfer and     similar functions between differing computers over dissimilar     networks [4,3].  Today, using that technology, thousands of     computers are able to communicate with each other over a "virtual     network" of approximately 200 networks using a common set of     protocols. The concepts developed are being used in the reference     model and protocols of the Open Systems Interconnection model being     developed by the International Standards Organization (ISO) [17]. 
  113.  
  114.  
  115.  
  116. Leiner                                                          [Page 6] 
  117.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  118.  
  119.      This is becoming even more important with the widespread use of     local area networks.  As institutions install their own networks,     and need to establish communications with computers at other sites,     it is important to have a common set of protocols and a means for     interconnecting the local networks to wide area networks. 
  120.  
  121. Internet Model 
  122.  
  123.     The DARPA Internet system uses a naming and addressing protocol,     called the Internet Protocol (IP), to interconnect networks into a     single virtual network. Figure 1 shows the interconnection of a     variety of networks into the Internet system.  The naming and     addressing structure allows any computer on any network to address     in a uniform manner any computer on any other network. Special     processors, called Gateways, are installed at the interfaces between     two or more networks and provide both routing amongst the various     networks as well as the appropriate translation from internet     addresses to the address required for the attached networks. Thus,     packets of data can flow between computers on the internet. 
  124.  
  125.     Because of the possiblity of packet loss or errors, the Transmission     Control Protocol (TCP) is used above the IP to provide for     reliability and sequencing. TCP together with IP and the various     networks and gateways then provides for reliable and ordered     delivery of data between computers. A  variety of functions can use     this connection to provide service to the users. A summary of the     functions provided by the current internet system is given in [4]. 
  126.  
  127.     To assure interoperability between military users of the system, the     Office of the Secretary of Defense mandated the use of the TCP/IP     protocol suite wherever there is a need for interoperable packet     switched communications. This led to the standardization of the     protocols [18, 19, 20, 21, 22]. 
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  Leiner                                                          [Page 7] 
  146.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  147.  
  148.      +---+   +---+      +---+                   +---+  +---+ +---+     | FS|   | SC|      | SC|                   | SC|  | SC| | SC|     +-+-+   +-+-+      +-+-+                   +-+-+  +-+-+ +-+-+       |       |          |                       |      |     |     --+-------+-----+-----+-------+--LAN--     --+------+-+---+----LAN--       |       |     |     |       |                       |     +-+--+  +-+--+ +-+--+ +-+--+  |                       |     | WS |  | WS | | WS | | WS |  |                       |     +-+--+  +-+--+ +-+--+ +-+--+  |                       |                                +-+-+                    +-+-+                                | G |                    | G |                                +-+-+                    +-+-+                                  |                        |                          +--------------+         +--------------+                          |  Agency      |  +-+-+  |    Agency    |                          |  Network     |--| G |--|    Network   |                          +------+-------+  +---+  +------+-----+-+                                 |                        |     |                               +-+-+                    +-+-+   |                               | G |                    | G |   |                               +-+-+                    +-+-+   |                                /                        /    +-------+                               /                        /     |  TS   |                              /                        /      +-+-----+                      +--------------+        +--------------+ | |...|                      |  Regional    |        | Commercial   | T T   T                      |   Network    |        |  Network     |                      +-----+--------+        +------+-------+                            |                        |                          +-+-+                      |                          | G |                      |                          +-+-+                      |                            |                      +-+-+                            |                      | H |                            |                      +---+     ----+------+-----+-----+------LAN----         |      |     |     |     +-+--+ +-+--+ +-+--+ +-+--+        +-------------------------+     | WS | | WS | | WS | | WS |        | H  - Host               |     +-+--+ +-+--+ +-+--+ +-+--+        | WS - Workstation        |                                        | SC - Supercomputer      |                                        | TS - Terminal Server    |                                        | FS - File Server        |                                        | G  - Gateway            |                                        +-------------------------+ 
  149.  
  150.                             Figure 1: Internet System 
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  Leiner                                                          [Page 8] 
  155.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  156.  
  157.      Thus, the TCP/IP protocol suite and associated mechanisms (e.g.     gateways) provides a way to interconnect heterogeneous computers on     heterogenous networks. Routing and addressing functions are taken     care of automatically and transparently to the users.The ISO is     currently developing a set of standards for interconnection which     are very similar in function to the DARPA developed technologies.     Although ISO is making great strides, and the  National Bureau of     Standards is working with a set of manufacturers to develop and     demonstrate these standards,  the TCP/IP protocol suite still     represents the most available and tested technology for     interconnection of computers and networks. It is for that reason     that several agencies/programs, including the Department of Defense,     NSF and NASA/NAS, have all adopted the TCP/IP suite as the most     viable set of standards currently. As the international standards     mature, and products supporting them appear, it can be expected that     the various networks will switch to using those standards. 
  158.  
  159. TECHNICAL APPROACH 
  160.  
  161.     The Internet technology described above provides the basis for     interconnection of the various agency networks. The means to     interconnect must satisfy a number of constraints if it is to be     viable in a multi-agency environment. 
  162.  
  163.     Each agency must retain control of its own networks. Networks have     been established to support agency-specific missions as well as     general computer communications within the agency and its     contractors. To assure that these missions continue to be supported     appropriately, as well as assure appropriate accountability for the     network operation, the mechanism for interconnection must not     prevent the agencies from retaining control over their individual     networks. 
  164.  
  165.     This is not to say that agencies may not choose to have their     individual networks operated by the IRI, or even turned over to the     IRI if they determine that to be appropriate. 
  166.  
  167.     Appropriate access control, privacy, and accounting mechanisms must     be incorporated. This includes access control to data, resources,     and the networks themselves, privacy of user data, and accounting     mechanisms to support both cost allocation and cost auditing [23]. 
  168.  
  169.     The technical and adminstrative approach must allow (indeed     encourage) the incorporation of evolving technologies. In     particular, the network must evolve towards provision of high     bandwidth, type of service routing, and other advanced techniques to     allow effective use of new computing technology in a distributed     research environment. 
  170.  
  171.  
  172.  
  173. Leiner                                                          [Page 9] 
  174.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  175.  
  176.  Communications Infrastructure 
  177.  
  178.     The communications infrastructure provides connectivity between user     machines, workstations, and centralized resources such as     supercomputers and database machines. This roughly corresponds to     communications services at and below the transport layer in the ISO     OSI reference model.  There are two different types of networks. The     first are local networks, meaning those which are internal to a     facility, campus, etc. The second are networks which provide transit     service between facilities. These transit networks can connect     directly to computers, but are evolving in a direction of connecting     local networks. The networks supported by the individual agencies     directly are mainly in the category of transit (or long-haul)     networks, as they typically provide nationwide connectivity, and     usually leave communications within a facility to be dealt with by     the facility itself. The IRI communications infrastructure thus     deals mainly with the interconnection of transit networks. 
  179.  
  180.     The internet model described above provides a simple method for     interconnecting transit networks (as well as local networks.)  By     using IP gateways between the agency networks, packet transport     service can be provided between computers on any of the various     networks. The placement of the gateways and their capacity will have     to be determined by an initial engineering study. In addition, as     the IRI evolves, it may be cost-effective to install one or more     wide area networks (or designate certain existing ones) to be IRI     transit networks, to be used by all agencies on a cost  sharing     basis. Thus, the IRI communications infrastructure would consist of     the interconnecting gateways plus any networks used specifically as     transit networks. Using IP as the standard for interconnection of     networks and global addressing provides a common virtual network     packet transport service, upon which can be built various other     network services such as file transfer and electronic mail.  This     will allow sharing of the communication facilities (channels,     satellites, etc.) between the various user/agency communities in a     cost effective manner. 
  181.  
  182.     To assure widespread interconnectivity, it is important that     standards be adopted for use in the IRI and the various computers     connected to it. These standards need to cover not only the packet     transport capability but must address all the services required for     networking in a scientific domain, including but not limited to file     transfer, remote login, and electronic  mail.  Ultimately it is     desirable to move towards a single set of standards for the various     common services, and the logical choice for those standards are     those being developed in the international commercial community     (i.e. the ISO standards).  However, many of the scientific networks     today use one or more of a small number of different standards; in 
  183.  
  184.  
  185.  
  186. Leiner                                                         [Page 10] 
  187.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  188.  
  189.      particular the TCP/IP protocol suite mentioned above, the MFEnet     protocols, and DECNET. As the international standards mature, it is     expected that the number of communities using the same protocol     suite will grow [5] [6].  Even today, several of the     agencies/communities are using a common protocol suite, namely the     TCP/IP suite. All the users connected to those computers and     networks are able to have the full functions of an interoperable     networking capability. And therefore the ability of the users to     share resources and results will increase. 
  190.  
  191. User Services 
  192.  
  193.     In order that scientists can effectively use the network, there     needs to be a user support organization.  To maximize the cost     effectiveness of the overall IRI, the local user support personnel     must be used effectively.  In particular, it is anticipated that     direct support of users/researchers would be provided by local     support personnel. The IRI user support organization would provide     support to those local support personnel in areas where nationwide     common service is cost effective. 
  194.  
  195.     In particular, the this organization has several functions:  assist     the local support personnel in the installation of facilities     compatible with the IRI, provide references to standard facilities     (e.g. networking interfaces, mail software) to the local support     personnel, answer questions that local personnel are not able to     answer, aid in the provision of specific user community services,     e.g.  database of relevance to specific scientific domain. 
  196.  
  197. Internet Research Coordination 
  198.  
  199.     To evolve internet to satisfy new scientific requirements and make     use of new technology, research is required in several areas.  These     include high speed networking, type of service routing, new end to     end protocols,  and congestion control.  The IRI organizational     structure can assist in identifying areas of research where the     various agencies have a common interest in supporting in order to     evolve the network, and then assist in the coordination of that     research. 
  200.  
  201. MANAGEMENT APPROACH 
  202.  
  203.     A management approach is required that will allow each agency to     retain control of its own networking assets while sharing certain     resources with users sponsored by other agencies.  To accomplish     this, the following principles and constraints need to be followed. 
  204.  
  205.     IRI consists of the infrastructure to connect agency networks and 
  206.  
  207.  
  208.  
  209. Leiner                                                         [Page 11] 
  210.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  211.  
  212.      the user services required for effective use of the combined     networks and resources. 
  213.  
  214.     An organization must be identified to be responsible for the     engineering, operation, and maintenance of both the interconnecting     infrastructure and the user services support. 
  215.  
  216.     While some agencies may choose to make use of IRI facilities and     contractors to manage their individual agency networks, this would     not be required and is not anticipated to be the normal situation.     Any such arrangement would have  to be negotiated individually and     directly between the agency and the IRI operations organization.     Normally, the IRI organization would neither manage the individual     agency networks nor have any jurisdiction within such networks. 
  217.  
  218.     Gateways that interconnect the agency networks as well as any long-     haul networks put in place specifically as jointly supported transit     networks (if any such networks are required) will be managed and     operated under the IRI organization. 
  219.  
  220.     A support organization for common IRI services is required.  The     principal clients for these services would be the local support     personnel. 
  221.  
  222.     The IRI structure should support the coordination of the individual     research activities required for evolution and enhancement of the     IRI. 
  223.  
  224. General Management Structure 
  225.  
  226.     Figure 2 shows the basic management structure for the IRI.  It is     based on the use of a non-profit organization (call it the     Interagency Research Internet Organization, IRIO) to manage both the     communications infrastructure and user support. The IRIO contracts     for the engineering, development, operations, and maintenance of     those services with various commercial and other organizations. It     would be responsible for providing technical and administrative     management of the contractors providing these functions. Having the     IRI operational management provided by an independent non-profit     organization skilled in the area of computer networking will permit     the flexibility required to deal with the evolving and changing     demands of scientific networking in a cost-effective manner. 
  227.  
  228.     Direction and guidance for the IRIO will be provided by a Policy     Board consisting of representatives from the Government agencies who     are funding the IRI. The Chairman of the Board will be selected from     the agency representatives on a rotating basis. The Board will also     have an Executive Director to provide administrative and other 
  229.  
  230.  
  231.  
  232. Leiner                                                         [Page 12] 
  233.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  234.  
  235.      support. To provide effective support for the IRI Policy Board as     well as assure appropriate coordination with the IRIO, the Executive     Director shall be the Director of the IRIO. 
  236.  
  237.     To assure that the IRI provides the best support possible to the     scientific research community, the Policy Board will be advised by a     Technical Advisory Board (TAB) consisting of representatives from     the network research and engineering community, the various networks     being interconnected with the IRI, and the scientific user     community.  Members of the TAB will be selected by the Policy Board.     The TAB will review the operational support of science being     provided by the IRI and suggest directions for improvement. The TAB     will interface directly with the IRIO to review the operational     status and plans for the future, and recommend to the Policy Board     any changes in priorities or directions. 
  238.  
  239.     Research activities related to the use and evolution of the internet     system will be coordinated by the Internet Research Activities Board     (IRAB). The IRAB consists of the chairmen of the research task     forces (see below) and has as ex-officio members technical r     representatives from the funding agencies  and the IRIO.  The     charter of the IRAB is to identify required directions for research     to improve the IRI, and recommend such directions to the funding     agencies. In addition, the IRAB will continually review ongoing     research activities and identify how they can be exploited to     improve the IRI. 
  240.  
  241.     The Research Task Forces will each be concerned with a particular     area/emphasis of research (e.g. end-to-end protocols, gateway     architectures, etc.). Members will be active researchers in the     field and the chairman an expert in the area with a broad     understanding of research both in that area and the general internet     (and its use for scientific research). The chairmen of the task     forces will be selected by IRAB, and thus the IRAB will be a self-     elected and governing organization representing the networking     research community. The chairmen will solicit the members of the     task force as volunteers. 
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  Leiner                                                         [Page 13] 
  256.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  257.  
  258.  +------+    +------+    +------+    +------+     ....   +------+ |DARPA |    |  NSF |    | DOE  |    | NASA |            |Others| +--+---+    +--+---+    +--+---+    +--+---+            +--+---+    |           |           |           |                   |    +--+--------+-----------+----+------+-------------------+       |                         |                    +------------+       | Funding                 | Representatives    |  Scientific|       |                         |                    |  Research  |       V                         V                    |  Community | +-------------+              +-------------+         +----------+-+ |  Selecting  |     Policy   |    Policy   |                    | |  Contracting|<-------------+    Board    |    Advice          | |  Agency     |           +->|             |<------------+      | +-----+-------+           |  +------+------+             |      |       |Funding            |         |Management      +------+<--+       |   Advice and Plans|         |                |  TAB |<-------+       |   +---------------+         V                +------+<---- + |       |   |                   +------------+            ^ ^        | |       +---|------------------>|            | Interaction| |        | |           |                   |    IRIO    |<-----------+ |        | |           |    +------------->|            |<-----------+ |        | |           |    | Interaction  +-----+------+ Interaction| |        | |           |    |                    |                   V |        | |           |    |        +-----------+----------+    +------------+ | |           |    |        |Management |  Funding |    | Constituent| | |           |    |        |           |          |    | Networks   | | |           V    V        V           V          V    +------------+ | |         +-------+    +--------+ +--------+  +-----------+          | |         | IRAB  |    |Network | |  User  |  |   Other   |          | |         +-------+    |  O&M   | |Services|  |Contractors|          | |             |        +----+---+ +---+----+  +-----+-----+          | |             |             |         |             |                | |             |             +---------+-------------+----------------+ |             |                                                        |             +-----------------+--------------------+                 |             |Chair            |Chair               |Chair            |             V                 V                    V                 |        +----------+        +----------+       +----------+           |        |TASK FORCE|        |TASK FORCE|  .... |TASK FORCE|           |        +----------+        +----------+       +----------+           |             ^                  ^                 ^                   |             |                  |                 |                   |             V                  V                 V                   |            +--------------------------------------+                  |            |      Network Research Community      |------------------+            +--------------------------------------+ 
  259.  
  260.                    Figure 2:  IRI Management Structure 
  261.  
  262.  
  263.  
  264. Leiner                                                         [Page 14] 
  265.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  266.  
  267.  Funding 
  268.  
  269.     In this section, the funding of the IRI is described. Recall that     the IRI consists of the infrastructure to connect the agency     networks and the services required for users to make effective use     of such an infrastructure. These costs are divided into two     categories; operations costs and research costs. The operations     costs are those to operate and maintain both the communications     infrastructure and the user services.  These costs must be shared     between the various agencies and channeled to the IRIO to operate     the IRI. The research costs are those used to carry out the needed     research to evolve the IRI. These costs are handled within the     various agency budgets and used to support research in each agency     with coordination between the agencies. 
  270.  
  271. Operations Cost 
  272.  
  273.     Each participating agency will contribute a share of operations cost     of IRI. Initially, each agency will contribute an equal share.     Later, perhaps, the agency contributions will be adjusted according     to a number of factors such as number of users, amount of traffic,     type of support required (high bandwidth real time versus low     bandwidth mail for example). 
  274.  
  275.     To facilitate the funding and administration of the IRI, one agency     will be selected to manage the contract with IRIO. All funds will     flow through that agency to the IRIO via interagency transfer. The     role of the selected agency would be to provide the needed     contractual activities and adminstrative management. Technical     guidance and monitoring of IRIO activities would be provided by the     IRI Policy Board. 
  276.  
  277.     It is not yet clear which Federal agency is best for this role.  The     requirements for such an agency include the ability to deal flexibly     with the evolving requirements of the IRI, to deal with funding     flowing from the various agencies, and to deal flexibly with the     various agency technical representatives and incorporate their     recommendations into the contract as required. One of the first     activities required for the Policy Board would be to select an     appropriate funding agency. 
  278.  
  279.     All operations and maintenance funding for the IRI will flow through     the IRIO to selected contractors. This allows centralized management     of the operation of the IRI. 
  280.  
  281.     There are two major assumptions underlying the budgetary estimates     to follow.  First of all, the IRIO should maintain a fairly low     profile with respect to the end users (i.e. the scientists and 
  282.  
  283.  
  284.  
  285. Leiner                                                         [Page 15] 
  286.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  287.  
  288.      researchers). That is, the users will interact directly with their     local support personnel.  The IRIO will act as facilitator and     coordinator, and provide facilities, information and help services     to the local sites. This will allow the IRIO to remain relatively     small, as it will not need to deal directly with the thousands of     scientists/users. 
  289.  
  290.     Second, it is assumed that the operations budget supports the     interconnection of agency networks as well as transit networking     where required, but does not include costs of the individual agency     networks. 
  291.  
  292.     Appendix A provides details of the budgetary estimate. Table 1 gives     a summary. Note that the initial year has a higher expenditure of     capital equipment, reflecting the need to purchase both the gateways     needed for initial interconnection and the needed facilities to     provide the operation of the gateways and the user services.     Operations costs are expected to grow by inflation while the capital     costs should remain constant (decrease when inflation is considered)     as the IRI is stabilized. 
  293.  
  294. Research Costs 
  295.  
  296.     In addition to the costs of operating and maintaining the     communications infrastructure and user services, funding must be     allocated to support an ongoing program of research to improve and     evolve the IRI. 
  297.  
  298.     While each agency funds its own research program, the intent is that     the various programs are coordinated through the IRI Policy Board.     Likewise,  while it is not intended that funds shall be combined or     joint funding of projects is required, such joint activity can be     done on an individual arrangement basis. 
  299.  
  300.     Each agency agrees, as part of the joint IRI activity, to fund an     appropriate level of networking research in areas applicable to IRI     evolution. The total funding required is currently estimated to be     four million dollars in FY87, growing by inflation in the outyears.     Details of this budgetary estimate are provided in Appendix A. 
  301.  
  302.  
  303.  
  304.  
  305.  
  306.  
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312.  Leiner                                                         [Page 16] 
  313.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  314.  
  315.                +--------------------------------------------------+               |                    Table 1                       |               |                                                  |               |           Annual IRI Operations Budget           |               +----------+-------------+------------+------------+               | Fiscal   |   Capital   |    O & M   |   Total    |               |  Year    |    Cost     |    Cost    |            |               |          |             |            |            |               |          |   ($M)      |    ($M)    |   ($M)     |               +----------+-------------+------------+------------+               |  1987    |      2      |      8     |    10      |               +----------+-------------+------------+------------+               |  1988    |      1      |      9     |    10      |               +----------+-------------+------------+------------+               |  1989    |      1      |     10     |    11      |               +--------------------------------------------------+               |  1990    |      1      |     11     |    12      |               +--------------------------------------------------+               |  1991    |      1      |     12     |    13      |               +--------------------------------------------------+ 
  316.  
  317. PHASED IMPLEMENTATION PLAN 
  318.  
  319.     The long-term goal of the IRI activity is to put in place a     functional high-performance network available to scientists across     the nation. To accomplish this goal, a steady evolution of     capability is envisioned.  This phased approach involves both     technical and administrative aspects. 
  320.  
  321. Technical Phasing 
  322.  
  323.     Currently, networks are being supported by a number of agencies as     discussed in Section 2. Many are using the DoD protocol suite     (TCP/IP, etc.) and others have incorporated or are incorporating     mechanisms for interoperability with networks using the DoD protocol     suite (e.g. MFEnet). Most have discussed eventual evolution to ISO     protocols and beyond. By and large, most of these networks are     hooked together in some mainly ad hoc manner already, some by     pairwise arrangement and some through third party connections (e.g.     a university network connected to two agency networks). 
  324.  
  325.     There are two major shortcomings to this ad hoc connection, though.     Performance is not adequate for advanced scientific environments,     such as supercomputer usage, and community wide user support is not     generally available. The phased apprach described below will allow     these deficiencies to be overcome through coordinated action on the     part of the  various funding agencies. 
  326.  
  327.  
  328.  
  329.  Leiner                                                         [Page 17] 
  330.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  331.  
  332.  Phase I - Functional Interoperability 
  333.  
  334.     The initial stage of the IRI would provide for sharing of the     communications facilities (e.g. channels, satellites, etc.) by     interconnecting the networks using the Internet Protocol and IP     gateways. In addition, mechanisms will be installed (where required)     and maintained to allow interconnection of the common user services,     such as electronic mail. This will allow sharing of resources     attached to the network, such as supercomputers. [7] [8] Note:     actual use of facilities other than mail would require arrangements     with the various responsible parties for each host. For example, to     login to a host not only requires network access; it also requires a     login account on that host. 
  335.  
  336.     Specific steps to be undertaken in Phase I are the following: 
  337.  
  338.     Gateways will be purchased and installed where needed to     interconnect the agency networks. The location and performance of     these gateways will be specified by the IRIO and approved by the     Policy Board. This engineering will take into account an estimate of     current and future traffic requirements as well as existing     interconnecting gateways. It may also result in a recommendation     that some or all existing gateways between agency networks be     replaced with common hardware so that adequate management of the     interconnection can be achieved. 
  339.  
  340.     An IRI operations and management center will be established for the     interconnecting gateways. [9] [10] This perhaps could be done in     conjunction with a network management center for another set of     gateways, e.g. those supported by DARPA or NSF. 
  341.  
  342.     The requirement for application gateways or other techniques to     interconnect communities using different protocols will be     investigated and a recommendation made by the IRIO in conjuction     with the IRAB. The appropriate mechanisms will be installed by the     IRIO at the direction of the Policy Board. 
  343.  
  344.     An initial user services facility will be established. This facility     will provide at a minimum such services as a white pages of users     (similar to the current Internet "whois" service) and a means for     making accessible standard networking software. 
  345.  
  346.     The IRAB, in coordination with the Policy Board,  will draft a     coordinated research plan for the development of the new     technologies required for evolution of the IRI. 
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  Leiner                                                         [Page 18] 
  353.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  354.  
  355.  Phase II - Full IRI Capability 
  356.  
  357.     Phase II will make the IRI fully functional with enhanced     capabilities and performance. 
  358.  
  359.     High performance gateways with appropriate new capabilities and     functions will be installed, replacing and/or augmenting the     gateways in place from Phase I.  The functionality and performance     of these gateways will be specified based on the experience from     Phase I use, the anticipated new uses of the network, and the state     of the art technologies available as a result of the ongoing     research. 
  360.  
  361.     The basic user services facility will be mature and support network     operation. New capabilities will be developed to support specific     scientific communities (such as a data base of software used by a     specific community and its availability over the network.) 
  362.  
  363.     A high performance backbone network wil be installed if needed to     connect high performance agency networks. [11] [12] This is     anticipated because of the move in several agencies to provide high     bandwidth networks in support of such activities as supercomputer     access. 
  364.  
  365.     The introduction and use of international standards  will be     investigated and a plan developed for providing more services to the     broad scientific community through use of these standards. 
  366.  
  367. Administrative Phasing 
  368.  
  369.     The goal of the IRI is to get to a fully cooperating and managed     interagency research internet involving most if not all of the     agencies supporting scientific research. Recognizing that currently,     the major research networking players (both networking for research     and research in networking) are DOE, NASA, DARPA, and NSF, the     following steps are recommended: 
  370.  
  371.     The first and critical step is to establish a four agency Memorandum     of Agreement (MOA) to interconnect the agency networks and to share     the costs of interconnection, transit networks, and an operations     center. A management structure should be agreed upon as outlined     above.  Agreement must also be reached on the need to fund an     ongoing research and engineering activity to evolve the internet. 
  372.  
  373.     A Policy Board and Technical Advisory Board should be established as     quickly as possible to assure appropriate guidance and direction. 
  374.  
  375.     The Policy Board shall then select an agency to handle the 
  376.  
  377.  
  378.  
  379. Leiner                                                         [Page 19] 
  380.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  381.  
  382.      administrative and contractual actions with the IRIO. 
  383.  
  384.     A non-profit organization shall then be selected by that agency     through an appropriate procurement mechanism to be the IRIO. The     Policy Board of the IRI shall be the selection panel. 
  385.  
  386.     The initial four agencies shall transfer the agreed upon funds to     the selected contracting agency on equal basis to start. 
  387.  
  388.     These funds will then allow the contracting agency to establish a     contract for the IRIO with the selected non-profit organization. 
  389.  
  390.     The IRIO can then establish sub-contracts for engineering,     procurement, installation, and management of gateways and operation     of the user services center. 
  391.  
  392.     To initiate the research coordination, the following steps will be     accomplished. 
  393.  
  394.     The Internet Activities Board will evolve into the Internet Research     Activities Board, through added membership and charter revision. 
  395.  
  396.     Additional task forces will be formed as needed to reflect the     expanded areas of research interest. 
  397.  
  398.     Once the IRI is established and operating, the funding and use of     the IRI will be reviewed to determine if equal funding is equitable.     If not, the IRIO should be tasked to develop a recommendation for a     practical cost allocation scheme. In addition, once the IRI has     proved itself to be successful,  other agencies will join the IRI     and provide additional funding. 
  399.  
  400. INDUSTRY ROLE 
  401.  
  402.     This report has thus far addressed the interconnection of agency     supported networks and the use of such an internet by agency     supported researchers. However, industry also has a need for a     similar infrastructure to support its research activities. [13]     [14]. Note that this refers only to industrial research activities.     It is not envisioned, nor would it be appropriate, for the IRI to     provide a communications system for normal industrial activities.     Regulatory concerns make it difficult for industry to connect to a     network that is supported by a federal agency in pursuit of the     agency mission. 
  403.  
  404.     The IRI structure above, though, may permit the connection of     industrial research organizations.  Since the IRIO is a non-profit     non-government organization, it would be able to accept funds from 
  405.  
  406.  
  407.  
  408. Leiner                                                         [Page 20] 
  409.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  410.  
  411.      industry as a fair share of the costs of using the IRI. These funds     in turn can be used to expand the networking resources so that no     degradation of service is felt by the users suppported by the     federal agencies. This topic would need to be discussed further by     the Policy Board and the organization selected as the IRIO. 
  412.  
  413. SUMMARY AND CONCLUSIONS 
  414.  
  415.     The interconnection of the various agency networks supporting     scientific research into an overall infrastructure in support of     such research represents an exciting opportunity.  This report     recommends an approach and a specific set of actions that can     achieve that goal. It is hoped that, regardless of the mechanism     used, that the Federal agencies involved recognize the importance of     providing an appropriate national infrastructure in support of     scientific research and take action to make such an infrastructure a     reality. 
  416.  
  417. ACKNOWLEDGEMENT 
  418.  
  419.     This report was prepared with advice and comments from a large     number of people, including the members of the FCCSET Committee     Network Working Group and the Internet Activities Board.  Their     input is greatly appreciated, and I hope that this report represents     a consensus on both the need for the IRI and the proposed approach. 
  420.  
  421.  
  422.  
  423.  
  424.  
  425.  
  426.  
  427.  
  428.  
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.  
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  Leiner                                                         [Page 21] 
  446.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  447.  
  448.  APPENDIX A - FUNDING BREAKDOWN 
  449.  
  450.     This appendix provides the details for the budgetary estimates of     Table 1. 
  451.  
  452.     Gateways 
  453.  
  454.     Gateways will be required between the various agency (and perhaps     regional) networks. As an upper bound, assume one IRI gateway per     state times $40K per gateway, spread out over two years, for a     capital cost of $1M per year for first two years. 
  455.  
  456.     Operation Center 
  457.  
  458.     The IRI operations center will have to engineer the location and     capacity of the gateways, as well as install, operate and maintain     them. It also will need to coordinate support and maintenance of     end-to-end service, helping to identify and correct problems in the     interconnections. Costs are estimated as two people round the clock     to man the operations center and three full time people to     coordinate, operate, and engineer the IRI.  Using an estimate of     $120K (including other direct costs (ODC)) per year for an operator     and $200K per year for other activities, and translating 2 people     round the clock into 9 people results in a total annual cost of     $1.7M. In addition, equipment costs of roughly $500K per year can be     expected. 
  459.  
  460.     Transit Networks 
  461.  
  462.     It is expected that support of at least one transit network will be     necessary. This may involve reimbursement to one of the agencies for     use of their network, or may involve operations and maintenance of     an IRI dedicated network. An estimate for these costs, based on     historical data for operating the Arpanet, is $4M per year. 
  463.  
  464.     User Support Organization 
  465.  
  466.     To provide effective support as discussed above will require a staff     available during working hours.  A reasonable estimate for the costs     of such an organization is 5 people times $200K per year, or $1M per     year (including ODC). In addition, there will be capital equipment     costs in the first two years totalling roughly $2M. 
  467.  
  468.  
  469.  
  470.  
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476. Leiner                                                         [Page 22] 
  477.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  478.  
  479.  REFERENCES 
  480.  
  481.        1.  FCCSET Committee on Very High Performance Computing Network            Working Group, Report on Interagency Networking for Research            Programs, February 1986. 
  482.  
  483.        2.  Cerf, V.G. and P. Kirstein, "Issues in packet-network            interconnection,"  Proceedings of the IEEE, pp. 1386-1408,            November 1978 
  484.  
  485.        3.  Cerf, V.G. and E. Cain, "The Dod intenet architecture model,            "Computer Networks, pp. 307-318, July 1983. 
  486.  
  487.        4.  Leiner, B.M., J. Postel, R. Cole, and D. Mills, "The DARPA            internet protocol suite,"  IEEE communications Magazine             March 1985. 
  488.  
  489.        5.  Defense Advanced Research Projects Agency, A History of the            Arpanet: The First Decade, Defense Advanced Research Projects            Agency, April 1981.  (Defense Tech. Info. Center AD A1 15440) 
  490.  
  491.        6.  Jacobs, I.M. et. al., "General purpose satellite networks,"            Proceedings of the IEEE pp. 1448-1467, November 1978 
  492.  
  493.        7.  Tobagi, F., R. Binder, and B.M. Leiner, "Packet radio and            satellite networks," IEEE Communications Magazine, November            1984. 
  494.  
  495.        8.  Kahn, R.E. et. al., "Advances in packet radio technology,"            Proceedings of the IEEE pp. 1468-1496, November 
  496.  
  497.        9.  Clark, D. et. al., "An introduction to local area            networks,", Proceedings of the IEEE, November 1978 
  498.  
  499.       10.  Lederberg, J., "Digital communications and the conduct            of science: the new literacy," vol. 66, pp. 1314-1319,            November 1978. 
  500.  
  501.       11.  Hoskins, J.C. and J.S. Quaterman, "Notable Computer            Networks,", pp. 932-971, October 1986. 
  502.  
  503.       12.  Dennings, P.J., A.C. Hearn, and C.W. Kern, "History and            overview of CSNET," pp. 138-145, March 1983. 
  504.  
  505.       13.  Comer, D., "The computer science research network            CSNET: A history and status report", vol. 26, pp. 747-753,            October 1983. 
  506.  
  507.  
  508.  
  509.  Leiner                                                         [Page 23] 
  510.  RFC 1015                      IRI Plan                         July 1987 
  511.  
  512.        14.  Bailey, R.R. NAS: supercomputing master tool for            aeronautics Aerospace America, pp. 118-121, January 1985 
  513.  
  514.       15.  Jennings, D.M., L.H. Landweber, I.H. Fuchs, W.R. Adrion            "Computer Networking for Scientist Science" vol. 231            pp. 943-950, February 1986 
  515.  
  516.       16.  Cerf, V.G. R.E. Kahn, "A protocol for packet network            intercommunication, IEEE Transactions on Communications            vol. COM-22, May 1974 
  517.  
  518.       17.  Zimmerman, H. "OSI reference model - the ISO model of            architecture for open systems intercommunications, IEEE            Transactions on Communications vol. COM-28 pp. 425-432            April 1980 
  519.  
  520.       18.  Defense Communications Agency, MIL STD 1777: Internet            Protocol, 1983 
  521.  
  522.       19.  Defense Communications Agency, MIL STD 1778: Transmission            Control Protocol Defense Communications Agency, 1983 
  523.  
  524.       20.  Defense Communications Agency, MIL STD 1780: File Transfer            Protocol Defense Communications Agency, 1985 
  525.  
  526.       21.  Defense Communications Agency, MIL STD 1781: Simple Mail            Transfer Protocol Defense Communications Agency, 1985 
  527.  
  528.       22.  Defense Communications Agency, MIL STD 1782: Telnet            Protocol Defense Communications Agency, 1985 
  529.  
  530.       23.  Leiner, B.M. and M. Bishop, Research Institute for Advanced            Computer Science Access Control and Privacy in Large            Distribution Systems, RIACS TR 86.6, March 1986 
  531.  
  532.  
  533.  
  534.  
  535.  
  536.  
  537.  
  538.  
  539.  
  540.  
  541.  
  542.  
  543.  
  544.  
  545.  
  546.  
  547.  
  548. Leiner                                                         [Page 24] 
  549.  
  550.