home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1045.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  270KB  |  3,336 lines

  1.  
  2.  
  3. Network Working Group                                     David Cheriton Request for Comments:  1045                          Stanford University                                                            February 1988 
  4.  
  5.                VMTP: VERSATILE MESSAGE TRANSACTION PROTOCOL                          Protocol Specification 
  6.  
  7.  
  8.  
  9. STATUS OF THIS MEMO 
  10.  
  11. This RFC describes a protocol proposed as a standard for the Internet community.  Comments are encouraged.  Distribution of this document is unlimited. 
  12.  
  13.  OVERVIEW 
  14.  
  15. This memo specifies the Versatile Message Transaction Protocol (VMTP) [Version 0.7 of 19-Feb-88], a transport protocol specifically designed to support the transaction model of communication, as exemplified by remote procedure call (RPC).  The full function of VMTP, including support for security, real-time, asynchronous message exchanges, streaming, multicast and idempotency, provides a rich selection to the VMTP user level.  Subsettability allows the VMTP module for particular clients and servers to be specialized and simplified to the services actually required.  Examples of such simple clients and servers include PROM network bootload programs, network boot servers, data sensors and simple controllers, to mention but a few examples. 
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  21.  
  22.                             Table of Contents 
  23.  
  24. 1. Introduction                                                        1 
  25.  
  26.    1.1. Motivation                                                     2        1.1.1. Poor RPC Performance                                     2        1.1.2. Weak Naming                                              3        1.1.3. Function Poor                                            3    1.2. Relation to Other Protocols                                    4    1.3. Document Overview                                              5 
  27.  
  28. 2. Protocol Overview                                                   6 
  29.  
  30.    2.1. Entities, Processes and Principals                             7    2.2. Entity Domains                                                 9    2.3. Message Transactions                                          10    2.4. Request and Response Messages                                 11    2.5. Reliability                                                   12        2.5.1. Transaction Identifiers                                 13        2.5.2. Checksum                                                14        2.5.3. Request and Response Acknowledgment                     14        2.5.4. Retransmissions                                         15        2.5.5. Timeouts                                                15        2.5.6. Rate Control                                            18    2.6. Security                                                      19    2.7. Multicast                                                     21    2.8. Real-time Communication                                       22    2.9. Forwarded Message Transactions                                24    2.10. VMTP Management                                              25    2.11. Streamed Message Transactions                                25    2.12. Fault-Tolerant Applications                                  28    2.13. Packet Groups                                                29    2.14. Runs of Packet Groups                                        31    2.15. Byte Order                                                   32    2.16. Minimal VMTP Implementation                                  33    2.17. Message vs. Procedural Request Handling                      33    2.18. Bibliography                                                 34 
  31.  
  32. 3. VMTP Packet Formats                                                37 
  33.  
  34.    3.1. Entity Identifier Format                                      37    3.2. Packet Fields                                                 38 
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42. Cheriton                                                        [page i] 
  43.  
  44.  
  45.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  46.  
  47.     3.3. Request Packet                                                45    3.4. Response Packet                                               47 
  48.  
  49. 4. Client Protocol Operation                                          49 
  50.  
  51.    4.1. Client State Record Fields                                    49    4.2. Client Protocol States                                        51    4.3. State Transition Diagrams                                     51    4.4. User Interface                                                52    4.5. Event Processing                                              53    4.6. Client User-invoked Events                                    54        4.6.1. Send                                                    54        4.6.2. GetResponse                                             56    4.7. Packet Arrival                                                56        4.7.1. Response                                                58    4.8. Management Operations                                         61        4.8.1. HandleNoCSR                                             62    4.9. Timeouts                                                      64 
  52.  
  53. 5. Server Protocol Operation                                          66 
  54.  
  55.    5.1. Remote Client State Record Fields                             66    5.2. Remote Client Protocol States                                 66    5.3. State Transition Diagrams                                     67    5.4. User Interface                                                69    5.5. Event Processing                                              70    5.6. Server User-invoked Events                                    71        5.6.1. Receive                                                 71        5.6.2. Respond                                                 72        5.6.3. Forward                                                 73        5.6.4. Other Functions                                         74    5.7. Request Packet Arrival                                        74    5.8. Management Operations                                         78        5.8.1. HandleRequestNoCSR                                      79    5.9. Timeouts                                                      82 
  56.  
  57. 6. Concluding Remarks                                                 84 
  58.  
  59. I. Standard VMTP Response Codes                                       85 
  60.  
  61. II. VMTP RPC Presentation Protocol                                    87 
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  Cheriton                                                       [page ii] 
  70.  
  71.  
  72.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  73.  
  74.     II.1. Request Code Management                                      87 
  75.  
  76. III. VMTP Management Procedures                                       89 
  77.  
  78.    III.1. Entity Group Management                                    100    III.2. VMTP Management Digital Signatures                         101 
  79.  
  80. IV. VMTP Entity Identifier Domains                                   102 
  81.  
  82.    IV.1. Domain 1                                                    102    IV.2. Domain 3                                                    104    IV.3. Other Domains                                               105    IV.4. Decentralized Entity Identifier Allocation                  105 
  83.  
  84. V. Authentication Domains                                            107 
  85.  
  86.    V.1. Authentication Domain 1                                      107    V.2. Other Authentication Domains                                 107 
  87.  
  88. VI. IP Implementation                                                108 
  89.  
  90. VII. Implementation Notes                                            109 
  91.  
  92.    VII.1. Mapping Data Structures                                    109    VII.2. Client Data Structures                                     111    VII.3. Server Data Structures                                     111    VII.4. Packet Group transmission                                  112    VII.5. VMTP Management Module                                     113    VII.6. Timeout Handling                                           114    VII.7. Timeout Values                                             114    VII.8. Packet Reception                                           115    VII.9. Streaming                                                  116    VII.10. Implementation Experience                                 117 
  93.  
  94. VIII. UNIX 4.3 BSD Kernel Interface for VMTP                         118 
  95.  
  96. Index                                                                120 
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  Cheriton                                                      [page iii] 
  109.  
  110.  
  111.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  112.  
  113.                              List of Figures 
  114.  
  115.    Figure 1-1:   Relation to Other Protocols                           4    Figure 3-1:   Request Packet Format                                45    Figure 3-2:   Response Packet Format                               47    Figure 4-1:   Client State Transitions                             52    Figure 5-1:   Remote Client State Transitions                      68    Figure III-1:   Authenticator Format                               92    Figure VII-1:   Mapping Client Identifier to CSR                  109    Figure VII-2:   Mapping Server Identifiers                        110    Figure VII-3:   Mapping Group Identifiers                         111 
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  Cheriton                                                       [page iv] 
  154.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  155.  
  156.  1. Introduction 
  157.  
  158. The Versatile Message Transaction Protocol (VMTP) is a transport protocol designed to support remote procedure call (RPC) and general transaction-oriented communication.  By transaction-oriented communication, we mean that: 
  159.  
  160.    - Communication is request-response:  A client sends a request      for a service to a server, the request is processed, and the      server responds.  For example, a client may ask for the next      page of a file as the service.  The transaction is terminated      by the server responding with the next page. 
  161.  
  162.    - A transaction is initiated as part of sending a request to a      server and terminated by the server responding.  There are no      separate operations for setting up or terminating associations      between clients and servers at the transport level. 
  163.  
  164.    - The server is free to discard communication state about a      client between transactions without causing incorrect behavior      or failures. 
  165.  
  166. The term message transaction (or transaction) is used in the reminder of this document for a request-response exchange in the sense described above. 
  167.  
  168. VMTP handles the error detection, retransmission, duplicate suppression and, optionally, security required for transport-level end-to-end reliability. 
  169.  
  170. The protocol is designed to provide a range of behaviors within the transaction model, including: 
  171.  
  172.    - Minimal two packet exchanges for short, simple transactions. 
  173.  
  174.    - Streaming of multi-packet requests and responses for efficient      data transfer. 
  175.  
  176.    - Datagram and multicast communication as an extension of the      transaction model. 
  177.  
  178. Example Uses: 
  179.  
  180.    - Page-level file access - VMTP is intended as the transport      level for file access, allowing simple, efficient operation on      a local network.  In particular, VMTP is appropriate for use      by diskless workstations accessing shared network file 
  181.  
  182.  Cheriton                                                        [page 1] 
  183.  
  184.  
  185.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  186.  
  187.       servers. 
  188.  
  189.    - Distributed programming - VMTP is intended to provide an      efficient transport level protocol for remote procedure call      implementations, distributed object-oriented systems plus      message-based systems that conform to the request-response      model. 
  190.  
  191.    - Multicast communication with groups of servers to:  locate a      specific object within the group, update a replicated object,      synchronize the commitment of a distributed transaction, etc. 
  192.  
  193.    - Distributed real-time control with prioritized message      handling, including datagrams, multicast and asynchronous      calls. 
  194.  
  195. The protocol is designed to operate on top of a simple unreliable datagram service, such as is provided by IP. 
  196.  
  197.  1.1. Motivation 
  198.  
  199. VMTP was designed to address three categories of deficiencies with existing transport protocols in the Internet architecture.  We use TCP as the key current transport protocol for comparison. 
  200.  
  201.  1.1.1. Poor RPC Performance 
  202.  
  203. First, current protocols provide poor performance for remote procedure call (RPC) and network file access.  This is attributable to three key causes: 
  204.  
  205.    - TCP requires excessive packets for RPC, especially for      isolated calls.  In particular, connection setup and clear      generates extra packets over that needed for VMTP to support      RPC. 
  206.  
  207.    - TCP is difficult to implement, speaking purely from the      empirical experience over the last 10 years.  VMTP was      designed concurrently with its implementation, with focus on      making it easy to implement and providing sensible subsets of      its functionality. 
  208.  
  209.    - TCP handles packet loss due to overruns poorly.  We claim that      overruns are the key source of packet loss in a      high-performance RPC environment and, with the increasing 
  210.  
  211.  Cheriton                                                        [page 2] 
  212.  
  213.  
  214.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  215.  
  216.       performance of networks, will continue to be the key source.      (Older machines and network interfaces cannot keep up with new      machines and network interfaces.  Also, low-end network      interfaces for high-speed networks have limited receive      buffering.) 
  217.  
  218. VMTP is designed for ease of implementation and efficient RPC.  In addition, it provides selective retransmission with rate-based flow control, thus addressing all of the above issues. 
  219.  
  220.  1.1.2. Weak Naming 
  221.  
  222. Second, current protocols provide inadequate naming of transport-level endpoints because the names are based on IP addresses.  For example, a TCP endpoint is named by an Internet address and port identifier. Unfortunately, this makes the endpoint tied to a particular host interface, not specifically the process-level state associated with the transport-level endpoint.  In particular, this form of naming causes problems for process migration, mobile hosts and multi-homed hosts. VMTP provides host-address independent names, thereby solving the above mentioned problems. 
  223.  
  224. In addition, TCP provides no security and reliability guarantees on the dynamically allocated names.  In particular, other than well-known ports, (host-addr, port-id)-tuples can change meaning on reboot following a crash.  VMTP provides large identifiers with guarantee of stability, meaning that either the identifier never changes in meaning or else remains invalid for a significant time before becoming valid again. 
  225.  
  226.  1.1.3. Function Poor 
  227.  
  228. TCP does not support multicast, real-time datagrams or security.  In fact, it only supports pair-wise, long-term, streamed reliable interchanges.  Yet, multicast is of growing importance and is being developed for the Internet (see RFC 966 and 988).  Also, a datagram facility with the same naming, transmission and reception facilities as the normal transport level is a powerful asset for real-time and parallel applications.  Finally, security is a basic requirement in an increasing number of environments.  We note that security is natural to implement at the transport level to provide end-to-end security (as opposed to (inter)network level security).  Without security at the transport level, a transport level protocol cannot guarantee the standard transport level service definition in the presence of an intruder.  In particular, the intruder can interject packets or modify 
  229.  
  230.  Cheriton                                                        [page 3] 
  231.  
  232.  
  233.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  234.  
  235.  packets while updating the checksum, making mockery out of the transport-level claim of "reliable delivery". 
  236.  
  237. In contrast, VMTP provides multicast, real-time datagrams and security, addressing precisely these weaknesses. 
  238.  
  239. In general, VMTP is designed with the next generation of communication systems in mind.  These communication systems are characterized as follows.  RPC, page-level file access and other request-response behavior dominates.  In addition, the communication substrate, both local and wide-area, provides high data rates, low error rates and relatively low delay.  Finally, intelligent, high-performance network interfaces are common and in fact required to achieve performance that approximates the network capability.  However, VMTP is also designed to function acceptably with existing networks and network interfaces. 
  240.  
  241.  1.2. Relation to Other Protocols 
  242.  
  243. VMTP is a transport protocol that fits into the layered Internet protocol environment.  Figure 1-1 illustrates the place of VMTP in the protocol hierarchy. 
  244.  
  245.   +-----------+ +----+ +-----------------+ +------+  |File Access| |Time| |Program Execution| |Naming|... Application  +-----------+ +----+ +-----------------+ +------+      Layer        |           |           |             |      |        +-----------+-----------+-------------+------+                                |                         +------------------+                         | RPC Presentation |          Presentation                         +------------------+          Layer                                   |             +------+          +--------+             |  TCP |          | VMTP   |              Transport             +------+          +--------+              Layer                 |                  |            +-----------------------------------+            |       Internet Protocol & ICMP    |      Internetwork            +-----------------------------------+      Layer 
  246.  
  247.                Figure 1-1:   Relation to Other Protocols 
  248.  
  249. The RPC presentation level is not currently defined in the Internet suite of protocols.  Appendix II defines a proposed RPC presentation level for use with VMTP and assumed for the definition of the VMTP management procedures.  There is also a need for the definition of the 
  250.  
  251.  Cheriton                                                        [page 4] 
  252.  
  253.  
  254.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  255.  
  256.  Application layer protocols listed above. 
  257.  
  258. If internetwork services are not required, VMTP can be used without the IP layer, layered directly on top of the network or data link layers. 
  259.  
  260.  1.3. Document Overview 
  261.  
  262. The next chapter gives an overview of the protocol, covering naming, message structure, reliability, flow control, streaming, real-time, security, byte-ordering and management.  Chapter 3 describes the VMTP packet formats.  Chapter 4 describes the client VMTP protocol operation in terms of pseudo-code for event handling.  Chapter 5 describes the server VMTP protocol operation in terms of pseudo-code for event handling.  Chapter 6 summarizes the state of the protocol, some remaining issues and expected directions for the future.  Appendix I lists some standard Response codes.  Appendix II describes the RPC presentation protocol proposed for VMTP and used with the VMTP management procedures.  Appendix III lists the VMTP management procedures.  Appendix IV proposes initial approaches for handling entity identification for VMTP.  Appendix V proposes initial authentication domains for VMTP.  Appendix VI provides some details for implementing VMTP on top of IP.  Appendix VII provides some suggestions on host implementation of VMTP, focusing on data structures and support functions.  Appendix VIII describes a proposed program interface for UNIX 4.3 BSD and its descendants and related systems. 
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283.  
  284.  
  285.  
  286. Cheriton                                                        [page 5] 
  287.  
  288.  
  289.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  290.  
  291.  2. Protocol Overview 
  292.  
  293. VMTP provides an efficient, reliable, optionally secure transport service in the message transaction or request-response model with the following features: 
  294.  
  295.    - Host address-independent naming with provision for multiple      forms of names for endpoints as well as associated (security)      principals.  (See Sections 2.1, 2.2, 3.1 and Appendix IV.) 
  296.  
  297.    - Multi-packet request and response messages, with a maximum      size of 4 megaoctets per message.  (Sections 2.3 and 2.14.) 
  298.  
  299.    - Selective retransmission. (Section 2.13.)  and rate-based flow      control to reduce overrun and the cost of overruns.  (Section      2.5.6.) 
  300.  
  301.    - Secure message transactions with provision for a variety of      encryption schemes.  (Section 2.6.) 
  302.  
  303.    - Multicast message transactions with multiple response messages      per request message.  (Section 2.7.) 
  304.  
  305.    - Support for real-time communication with idempotent message      transactions with minimal server overhead and state (Section      2.5.3), datagram request message transactions with no      response, optional header-only checksum, priority processing      of transactions, conditional delivery and preemptive handling      of requests (Section 2.8) 
  306.  
  307.    - Forwarded message transactions as an optimization for certain      forms of nested remote procedure calls or message      transactions.  (Section 2.9.) 
  308.  
  309.    - Multiple outstanding (asynchronous) message transactions per      client.  (Section 2.11.) 
  310.  
  311.    - An integrated management module, defined with a remote      procedure call interface on top of VMTP providing a variety of      communication services (Section 2.10.) 
  312.  
  313.    - Simple subset implementation for simple clients and simple      servers.  (Section 2.16.) 
  314.  
  315. This chapter provides an overview of the protocol as introduction to the basic ideas and as preparation for the subsequent chapters that describe the packet formats and event processing procedures in detail. 
  316.  
  317.  Cheriton                                                        [page 6] 
  318.  
  319.  
  320.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  321.  
  322.  In overview, VMTP provides transport communication between network- visible entities via message transactions.  A message transaction consists of a request message sent by the client, or requestor, to a group of server entities followed by zero or more response messages to the client, at most one from each server entity.  A message is structured as a message control portion and a segment data portion.  A message is transmitted as one or more packet groups.  A packet group  is one or more packets (up to a maximum of 32 packets) grouped by the protocol for acknowledgment, sequencing, selective retransmission and rate control. 
  323.  
  324. Entities and VMTP operations are managed using a VMTP management mechanism that is accessed through a procedural interface (RPC) implemented on top of VMTP.  In particular, information about a remote entity is obtained and maintained using the Probe VMTP management operation.  Also, acknowledgment information and requests for retransmission are sent as notify requests to the management module. (In the following description, reference to an "acknowledgment" of a request or a response refers to a management-level notify operation that is acknowledging the request or response.) 
  325.  
  326.  2.1. Entities, Processes and Principals 
  327.  
  328. VMTP defines and uses three main types of identifiers:  entity identifiers, process identifiers and principal identifiers, each 64-bits in length.  Communication takes place between network-visible entities, typically mapping to, or representing, a message port or procedure invocation.  Thus, entities are the VMTP communication endpoints.  The process associated with each entity designates the agent behind the communication activity for purposes of resource allocation and management.  For example, when a lock is requested on a file, the lock is associated with the process, not the requesting entity, allowing a process to use multiple entity identifiers to perform operations without lock conflict between these entities.  The principal associated with an entity specifies the permissions, security and accounting designation associated with the entity.  The process and principal identifiers are included in VMTP solely to make these values available to VMTP users with the security and efficiency provided by VMTP.  Only the entity identifiers are actively used by the protocol. 
  329.  
  330. Entity identifiers are required to have three properties; 
  331.  
  332. Uniqueness      Each entity identifier is uniquely defined at any given                 time.  (An entity identifier may be reused over time.) 
  333.  
  334. Stability       An entity identifier does not change between valid 
  335.  
  336.  Cheriton                                                        [page 7] 
  337.  
  338.  
  339.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  340.  
  341.                  meanings without suitable provision for removing                 references to the entity identifier.  Certain entity                 identifiers are strictly stable, (i.e. never changing                 meaning), typically being administratively assigned                 (although they need not be bound to a valid entity at                 all times), often called well-known identifiers.  All                 other entity identifiers are required to be T-stable,                 not change meaning without having remained invalid for                 at least a time interval T. 
  342.  
  343. Host address independent                 An entity identifier is unique independent of the host                 address of its current host.  Moreover, an entity                 identifier is not tied to a single Internet host                 address.  An entity can migrate between hosts, reside on                 a mobile host that changes Internet addresses or reside                 on a multi-homed host.  It is up to the VMTP                 implementation to determine and maintain up to date the                 host addresses of entities with which it is                 communicating. 
  344.  
  345. The stability of entity identifiers guarantees that an entity identifier represents the same logical communication entity and principal (in the security sense) over the time that it is valid.  For example, if an entity identifier is authenticated as having the privileges of a given user account, it continues to have those privileges as long as it is continuously valid (unless some explicit notice is provided otherwise). Thus, a file server need not fully authenticate the entity on every file access request.  With T-stable identifiers, periodically checking the validity of an entity identifier with period less than T seconds detects a change in entity identifier validity. 
  346.  
  347. A group of entities can form an entity group, which is a set of zero or more entities identified by a single entity identifier.  For example, one can have a single entity identifier that identifies the group of name servers.  An entity identifier representing an entity group is drawn from the same name space as entity identifiers.  However, single entity identifiers are flagged as such by a bit in the entity identifier, indicating that the identifier is known to identify at most one entity.  In addition to the group bit, each entity identifier includes other standard type flags.  One flag indicates whether the identifier is an alias for an entity in another domain (See Section 2.2 below.).  Another flag indicates, for an entity group identifier, whether the identifier is a restricted group or not.  A restricted group is one in which an entity can be added only by another entity with group management authorization.  With an unrestricted group, an entity is allowed to add itself.  If an entity identifier does not represent a 
  348.  
  349.  Cheriton                                                        [page 8] 
  350.  
  351.  
  352.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  353.  
  354.  group, a type bit indicates whether the entity uses big-endian or little-endian data representation (corresponding to Motorola 680X0 and VAX byte orders, respectively).  Further specification of the format of entity identifiers is contained in Section 3.1 and Appendix IV. 
  355.  
  356. An entity identifier identifies a Client, a Server or a group of Servers <1>.  A Client is always identified by a T-stable identifier.  A server or group of servers may be identified by a a T-stable identifier (group or single entity) or by strictly stable (statically assigned) entity group identifier.  The same T-stable identifier can be used to identify a Client and Server simultaneously as long as both are logically associated with the same entity.  The state required for reliable, secure communication between entities is maintained in client state records (CSRs), which include the entity identifier of the Client, its principal, its current or next transaction identifier and so on. 
  357.  
  358.  2.2. Entity Domains 
  359.  
  360. An entity domain is an administration or an administration mechanism that guarantees the three required entity identifier properties of uniqueness, stability and host address independence for the entities it administers.  That is, entity identifiers are only guaranteed to be unique and stable within one entity domain.  For example, the set of all Internet hosts may function as one domain.  Independently, the set of hosts local to one autonomous network may function as a separate domain. Each entity domain is identified by an entity domain identifier, Domain. Only entities within the same domain may communicate directly via VMTP. However, hosts and entities may participate in multiple entity domains simultaneously, possibly with different entity identifiers.  For example, a file server may participate in multiple entity domains in order to provide file service to each domain.  Each entity domain specifies the algorithms for allocation, interpretation and mapping of entity identifiers. 
  361.  
  362. Domains are necessary because it does not appear feasible to specify one universal VMTP entity identification administration that covers all entities for all time.  Domains limit the number of entities that need to be managed to maintain the uniqueness and stability of the entity 
  363.  
  364. _______________ 
  365.  
  366. <1>   Terms such as Client, Server, Request, Response, etc.  are capitalized in this document when they refer to their specific meaning in VMTP. 
  367.  
  368.  Cheriton                                                        [page 9] 
  369.  
  370.  
  371.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  372.  
  373.  name space.  Domains can also serve to separate entities of different security levels.  For instance, allocation of a unclassified entity identifier cannot conflict with secret level entity identifiers because the former is interpreted only in the unclassified domain, which is disjoint from the secret domain. 
  374.  
  375. It is intended that there be a small number of domains.  In particular, there should be one (or a few) domains per installation "type", rather than per installation.  For example, the Internet is expected to use one domain per security level, resulting in at most 8 different domains. Cluster-based internetwork architectures, those with a local cluster protocol distinct from the wide-area protocol, may use one domain for local use and one for wide-area use. 
  376.  
  377. Additional details on the specification of specific domains is provided in Appendix IV. 
  378.  
  379.  2.3. Message Transactions 
  380.  
  381. The message transaction is the unit of interaction between a Client that initiates the transaction and one or more Servers.  A message transaction starts with a request message  generated by a client.  At the service interface, a server becomes involved with a transaction by receiving and accepting the request.  A server terminates its involvement with a transaction by sending a response message.  In a group message transaction, the server entity designated by the client corresponds to a group of entities.  In this case, each server in the group receives a copy of the request.  In the client's view, the transaction is terminated when it receives the response message or, in the case of a group message transaction, when it receives the last response message.  Because it is normally impractical to determine when the last response message has been received.  the current transaction is terminated by VMTP when the next transaction is initiated. 
  382.  
  383. Within an entity domain, a transaction is uniquely identified by the tuple (Client, Transaction, ForwardCount).  where Transaction is a 32-bit number and ForwardCount is a 4-bit value.  A Client uses monotonically increasing Transaction identifiers for new message transactions.  Normally, the next higher transaction number, modulo 2**32, is used for the next message transaction, although there are cases in which it skips a small range of Transaction identifiers.  (See the description of the STI control flag.)  The ForwardCount is used when a message transaction is forwarded and is zero otherwise. 
  384.  
  385. A Client generates a stream of message transactions with increasing transaction identifiers, directed at a diversity of Servers.  We say a 
  386.  
  387.  Cheriton                                                       [page 10] 
  388.  
  389.  
  390.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  391.  
  392.  Client has a transaction outstanding if it has invoked a message transaction, but has not received the last Response (or possibly any Response).  Normally, a Client has only one transaction outstanding at a time.  However, VMTP allows a Client to have multiple message transactions outstanding simultaneously, supporting streamed, asynchronous remote procedure call invocations.  In addition, VMTP supports nested calls where, for example, procedure A calls procedure B which calls procedure C, each on a separate host with different client entity identifiers for each call but identified with the same process and principal. 
  393.  
  394.  2.4. Request and Response Messages 
  395.  
  396. A message transaction consists of a request message and one or more Response messages.  A message is structured as message control block (MCB) and segment data, passed as parameters, as suggested below. 
  397.  
  398.   +-----------------------+   | Message Control Block |   +-----------------------+   +-----------------------------------+   |       segment data                |   +-----------------------------------+ 
  399.  
  400. In the request message, the MCB specifies control information about the request plus an optional data segment.  The MCB has the following format:   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  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                         ServerEntityId  (8 octets)            +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |   Flags       |         RequestCode                           |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                         CoresidentEntity (8 octets)           +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  >                         User Data (12 octets)                 <  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                         MsgDelivery                           |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                         SegmentSize                           |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  401.  
  402. The ServerEntityId is the entity to which the Request MCB is to be sent (or was sent, in the case of reception).  The Flags indicate various options in the request and response handling as well as whether the 
  403.  
  404.  Cheriton                                                       [page 11] 
  405.  
  406.  
  407. RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  408.  
  409.  CoresidentEntity, MsgDelivery and SegmentSize fields are in use.  The RequestCode field specifies the type of Request.  It is analogous to a packet type field of the Ethernet, acting as a switch for higher-level protocols.  The CoresidentEntity field, if used, designates a subgroup of the ServerEntityId group to which the Request should be routed, namely those members that are co-resident with the specified entity (or entity group).  The primary intended use is to specify the manager for a particular service that is co-resident with a particular entity, using the well-known entity group identifier for the service manager in the ServerEntityId field and the identifier for the entity in the CoresidentEntity field.  The next 12 octets are user- or application-specified. 
  410.  
  411. The MsgDelivery field is optionally used by the RPC or user level to specify the portions of the segment data to transmit and on reception, the portions received.  It provides the client and server with (optional) access to, and responsibility for, a simple selective transmission and reception facility.  For example, a client may request retransmission of just those portions of the segment that it failed to receive as part of the original Response.  The primary intended use is to support highly efficient multi-packet reading from a file server. Exploiting user-level selective retransmission using the MsgDelivery field, the file server VMTP module need not save multi-packet Responses for retransmission.  Retransmissions, when needed, are instead handled directly from the file server buffers. 
  412.  
  413. The SegmentSize field indicates the size of the data segment, if present.  The CoresidentEntity, MsgDelivery and SegmentSize fields are usable as additional user data if they are not otherwise used. 
  414.  
  415. The Flags field provides a simple mechanism for the user level to communicate its use of VMTP options with the VMTP module as well as for VMTP modules to communicate this use among themselves.  The use of these options is generally fixed for each remote procedure so that an RPC mechanism using VMTP can treat the Flags as an integral part of the RequestCode field for the purpose of demultiplexing to the correct stub. 
  416.  
  417. A Response message control block follows the same format except the Response is sent from the Server to the Client and there is no Coresident Entity field (and thus 20 octets of user data). 
  418.  
  419.  2.5. Reliability 
  420.  
  421. VMTP provides reliable, sequenced transfer of request and response messages as well as several variants, such as unreliable datagram requests.  The reliability mechanisms include: transaction identifiers, 
  422.  
  423.  Cheriton                                                       [page 12] 
  424.  
  425.  
  426.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  427.  
  428.  checksums, positive acknowledgment of messages and timeout and retransmission of lost packets. 
  429.  
  430.  2.5.1. Transaction Identifiers 
  431.  
  432. Each message transaction is uniquely identified by the pair (Client, Transaction).  (We defer discussion of the ForwardCount field to Section 2.9.)  The 32-bit transaction identifier is initialized to a random value when the Client entity is created or allocated its entity identifier.  The transaction identifier is incremented at the end of each message transaction.  All Responses with the same specified (Client, Transaction) pair are associated with this Request. 
  433.  
  434. The transaction identifier is used for duplicate suppression at the Server.  A Server maintains a state record for each Client for which it is processing a Request, identified by (Client, Transaction).  A Request with the same (Client, Transaction) pair is discarded as a duplicate. (The ForwardCount field must also be equal.)  Normally, this record is retained for some period after the Response is sent, allowing the Server to filter out subsequent duplicates of this Request.  When a Request arrives and the Server does not have a state record for the sending Client, the Server takes one of three actions: 
  435.  
  436.    1. The Server may send a Probe request, a simple query       operation, to the VMTP management module associated with the       requesting Client to determine the Client's current       Transaction identifier (and other information), initialize a       new state record from this information, and then process the       Request as above. 
  437.  
  438.    2. The Server may reason that the Request must be a new request       because it does not have a state record for this Client if it       keeps these state records for the maximum packet lifetime of       packets in the network (plus the maximum VMTP retransmission       time) and it has not been rebooted within this time period.       That is, if the Request is not new either the Request would       have exceeded the maximum packet lifetime or else the Server       would have a state record for the Client. 
  439.  
  440.    3. The Server may know that the Request is idempotent or can be       safely redone so it need not care whether the Request is a       duplicate or not.  For example, a request for the current       time can be responded to with the current time without being       concerned whether the Request is a duplicate.  The Response       is discarded at the Client if it is no longer of interest. 
  441.  
  442.  
  443.  
  444. Cheriton                                                       [page 13] 
  445.  
  446.  
  447.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  448.  
  449.  2.5.2. Checksum 
  450.  
  451. Each VMTP packet contains a checksum to allow the receiver to detect corrupted packets independent of lower level checks.  The checksum field is 32 bits, providing greater protection than the standard 16-bit IP checksum (in combination with an improved checksum algorithm).  The large packets, high packet rates and general network characteristics expected in the future warrant a stronger checksum mechanism. 
  452.  
  453. The checksum normally covers both the VMTP header and the segment data. Optionally (for real-time applications), the checksum may apply only to the packet header, as indicated by the HCO control bit being set in the header.  The checksum field is placed at the end of the packet to allow it to be calculated as part of a software copy or as part of a hardware transmission or reception packet processing pipeline, as expected in the next generation of network interfaces.  Note that the number of header and data octets is an integral multiple of 8 because VMTP requires that the segment data be padded to be a multiple of 64 bits.  The checksum field is appended after the padding, if any.  The actual algorithm is described in Section 3.2. 
  454.  
  455. A zero checksum field indicates that no checksum was transmitted with the packet.  VMTP may be used without a checksum only when there is a host-to-host error detection mechanism and the VMTP security facility is not being used.  For example, one could rely on the Ethernet CRC if communication is restricted to hosts on the same Ethernet and the network interfaces are considered sufficiently reliable. 
  456.  
  457.  2.5.3. Request and Response Acknowledgment 
  458.  
  459. VMTP assumes an unreliable datagram network and internetwork interface. To guarantee delivery of Requests and Response, VMTP uses positive acknowledgments, retransmissions and timeouts. 
  460.  
  461. A Request is normally acknowledged by receipt of a Response associated with the Request, i.e. with the same (Client, Transaction).  With streamed message transactions, it may also be acknowledged by a subsequent Response that acknowledges previous Requests in addition to the transaction it explicitly identifies.  A Response may be explicitly acknowledged by a NotifyVmtpServer operation requested of the manager for the Server.  In the case of streaming, this is a cumulative acknowledgment, acknowledging all Responses with a lower transaction identifier as well.)  In addition, with non-streamed communication, a subsequent Request from the same Client acknowledges Responses to all previous message transactions (at least in the sense that either the client received a Response or is no longer interested in Responses to 
  462.  
  463.  Cheriton                                                       [page 14] 
  464.  
  465.  
  466.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  467.  
  468.  those earlier message transactions).  Finally, a client response timeout (at the server) acknowledges a Response at least in the sense that the server need not be prepared to retransmit the Response subsequently. Note that there is no end-to-end guarantee of the Response being received by the client at the application level. 
  469.  
  470.  2.5.4. Retransmissions 
  471.  
  472. In general, a Request or Response is retransmitted periodically until acknowledged as above, up to some maximum number of retransmissions. VMTP uses parameters RequestRetries(Server) and ResponseRetries(Client) that indicate the number of retransmissions for the server and client respectively before giving up.  We suggest the value 5 be used for both parameters based on our experience with VMTP and Internet packet loss. Smaller values (such as 3) could be used in low loss environments in which fast detection of failed hosts or communication channels is required.  Larger values should be used in high loss environments where transport-level persistence is important. 
  473.  
  474. In a low loss environment, a retransmission only includes the MCB and not the segment data of the Request or Response, resulting in a single (short) packet on retransmission.  The intended recipient of the retransmission can request selective retransmission of all or part of the segment data as necessary.  The selective retransmission mechanism is described in Section 2.13. 
  475.  
  476. If a Response is specified as idempotent, the Response is neither retransmitted nor stored for retransmission.  Instead, the Client must retransmit the Request to effectively get the Response retransmitted. The server VMTP module responds to retransmissions of the Request by passing the Request on to the server again to have it regenerate the Response (by redoing the operation), rather than saving a copy of the Response.  Only Request packets for the last transaction from this client are passed on in this fashion; older Request packets from this client are discarded as delayed duplicates.  If a Response is not idempotent, the VMTP module must ensure it has a copy of the Response for retransmission either by making a copy of the Response (either physically or copy-on-write) or by preventing the Server from continuing until the Response is acknowledged. 
  477.  
  478.  2.5.5. Timeouts 
  479.  
  480. There is one client timer for each Client with an outstanding transaction.  Similarly, there is one server timer for each Client transaction that is "active" at the server, i.e. there is a transaction 
  481.  
  482.  Cheriton                                                       [page 15] 
  483.  
  484.  
  485.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  486.  
  487.  record for a Request from the Client. 
  488.  
  489. When the client transmits a new Request (without streaming), the client timer  is set to roughly the time expected for the Response to be returned.  On timeout, the Request is retransmitted with the APG (Acknowledge Packet Group) bit set.  The timeout is reset to the expected roundtrip time to the Server because an acknowledgment should be returned immediately unless a Response has been sent.  The Request may also be retransmitted in response to receipt of a VMTP management operation indicating that selected portions of the Request message segment need to be retransmitted.  With streaming, the timeout applies to the oldest outstanding message transaction in the run of outstanding message transactions.  Without streaming, there is one message transaction in the run, reducing to the previous situation.  After the first packet of a Response is received, the Client resets the timeout to be the time expected before the next packet in the Response packet group is received, assuming it is a multi-packet Response.  If not, the timer is stopped.  Finally, the client timer is used to timeout waiting for second and subsequent Responses to a multicast Request. 
  490.  
  491. The client timer is set at different times to four different values: 
  492.  
  493. TC1(Server)     The expected time required to receive a Response from                 the Server.  Set on initial Request transmission plus                 after its management module receives a NotifyVmtpClient                 operation, acknowledging the Request. 
  494.  
  495. TC2(Server)     The estimated round trip delay between the client and                 the server.  Set when retransmitting after receiving no                 Response for TC1(Server) time and retransmitting the                 Request with the APG bit set. 
  496.  
  497. TC3(Server)     The estimated maximum expected interpacket time for                 multi-packet Responses from the Server.  Set when                 waiting for subsequent Response packets within a packet                 group before timing out. 
  498.  
  499. TC4             The time to wait for additional Responses to a group                 Request after the first Response is received.  This is                 specified by the user level. 
  500.  
  501. These values are selected as follows.  TC1 can be set to TC2 plus a constant, reflecting the time within which most servers respond to most requests.  For example, various measurements of VMTP usage at Stanford indicate that 90 percent of the servers respond in less than 200 milliseconds.  Setting TC1 to TC2 + 200 means that most Requests receive a Response before timing out and also that overhead for retransmission 
  502.  
  503.  Cheriton                                                       [page 16] 
  504.  
  505.  
  506.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  507.  
  508.  for long running transactions is insignificant.  A sophisticated implementation may make the estimation of TC1 further specific to the Server. 
  509.  
  510. TC2 may be estimated by measuring the time from when a Probe request is sent to the Server to when a response is received.  TC2 can also be measured as the time between the transmission of a Request with the APG bit set to receipt of a management operation acknowledging receipt of the Request. 
  511.  
  512. When the Server is an entity group, TC1 and TC2 should be the largest of the values for the members of the group that are expected to respond. This information may be determined by probing the group on first use (and using the values for the last responses to arrive).  Alternatively, one can resort to default values. 
  513.  
  514. TC3 is set initially to 10 times the transmission time for the maximum transmission unit (MTU) to be used for the Response.  A sophisticated implementation may record TC3 per Server and refine the estimate based on measurements of actual interpacket gaps.  However, a tighter estimate of TC3 only improves the reaction time when a packet is lost in a packet group, at some cost in unnecessary retransmissions when the estimate becomes overly tight. 
  515.  
  516. The server timer, one per active Client, takes on the following values: 
  517.  
  518. TS1(Client)     The estimated maximum expected interpacket time.  Set                 when waiting for subsequent Request packets within a                 packet group before timing out. 
  519.  
  520. TS2(Client)     The time to wait to hear from a client before                 terminating the server processing of a Request.  This                 limits the time spent processing orphan calls, as well                 as limiting how out of date the server's record of the                 Client state can be.  In particular, TS2 should be                 significantly less than the minimum time within which it                 is reasonable to reuse a transaction identifier. 
  521.  
  522. TS3(Client)     Estimated roundtrip time to the Client, 
  523.  
  524. TS4(Client)     The time to wait after sending a Response (or last                 hearing from a client) before discarding the state                 associated with the Request which allows it to filter                 duplicate Request packets and regenerate the Response. 
  525.  
  526. TS5(Client)     The time to wait for an acknowledgment after sending a                 Response before retransmitting the Response, or giving 
  527.  
  528.  Cheriton                                                       [page 17] 
  529.  
  530.  
  531.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  532.  
  533.                  up (after some number of retransmissions). 
  534.  
  535. TS1 is set the same as TC3. 
  536.  
  537. The suggested value for TS2 is TC1 + 3*TC2 for this server, giving the Client time to timeout waiting for a Response and retransmit 3 Request packets, asking for acknowledgments. 
  538.  
  539. TS3 is estimated the same as TC1 except that refinements to the estimate use measurements of the Response-to-acknowledgment times. 
  540.  
  541. In the general case, TS4 is set large enough so that a Client issuing a series of closely-spaced Requests to the same Server reuses the same state record at the Server end and thus does not incur the overhead of recreating this state.  (The Server can recreate the state for a Client by performing a Probe on the Client to get the needed information.)  It should also be set low enough so that the transaction identifier cannot wrap around and so that the Server does not run out of CSR's.  We suggest a value in the range of 500 milliseconds.  However, if the Server accepts non-idempotent Requests from this Client without doing a Probe on the Client, the TS4 value for this CSR is set to at least 4 times the maximum packet lifetime. 
  542.  
  543. TS5 is TS3 plus the expected time for transmission and reception of the Response.  We suggest that the latter be calculated as 3 times the transmission time for the Response data, allowing time for reception, processing and transmission of an acknowledgment at the Client end.  A sophisticated implementation may refine this estimate further over time by timing acknowledgments to Responses. 
  544.  
  545.  2.5.6. Rate Control 
  546.  
  547. VMTP is designed to deal with the present and future problem of packet overruns.  We expect overruns to be the major cause of dropped packets in the future.  A client is expected to estimate and adjust the interpacket gap times so as to not overrun a server or intermediate nodes.  The selective retransmission mechanism allows the server to indicate that it is being overrun (or some intermediate point is being overrun).  For example, if the server requests retransmission of every Kth block, the client should assume overrun is taking place and increase the interpacket gap times.  The client passes the server an indication of the interpacket gap desired for a response.  The client may have to increase the interval because packets are being dropped by an intermediate gateway or bridge, even though it can handle a higher rate. A conservative policy is to increase the interpacket gap whenever a packet is lost as part of a multi-packet packet group. 
  548.  
  549.  Cheriton                                                       [page 18] 
  550.  
  551.  
  552.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  553.  
  554.  The provision of selective retransmission allows the rate of the client and the server to "push up" against the maximum rate (and thus lose packets) without significant penalty.  That is, every time that packet transmission exceeds the rate of the channel or receiver, the recovery cost to retransmit the dropped packets is generally far less than retransmitting from the first dropped packet. 
  555.  
  556. The interpacket gap is expressed in 1/32nd's of the MTU packet transmission time.  The minimum interpacket gap is 0 and the maximum gap that can be described in the protocol is 8 packet times.  This places a limit on the slowest receivers that can be efficiently used on a network, at least those handling multi-packet Requests and Responses. This scheme also limits the granularity of adjustment.  However, the granularity is relative to the speed of the network, as opposed to an absolute time.  For entities on different networks of significantly different speed, we assume the interconnecting gateways can buffer packets to compensate<2>. With different network speeds and intermediary nodes subject to packet loss, a node must adjust the interpacket gap based on packet loss.  The interpacket gap parameter may be of limited use. 
  557.  
  558.  2.6. Security 
  559.  
  560. VMTP provides an (optional) secure mode that protects against the usual security threats of peeking, impostoring, message tampering and replays. Secure VMTP must be used to guarantee any of the transport-level reliability properties unless it is guaranteed that there are no intruders or agents that can modify packets and update the packet checksums.  That is, non-secure VMTP provides no guarantees in the presence of an intelligent intruder. 
  561.  
  562. The design closely follows that described by Birrell [1].  Authenticated information about a remote entity, including an encryption/decryption key, is obtained and maintained using a VMTP management operation, the authenticated Probe operation, which is executed as a non-secure VMTP message transaction.  If a server receives a secure Request for which the server has no entity state, it sends a Probe request to the VMTP 
  563.  
  564. _______________ 
  565.  
  566. <2>   Gateways must also employ techniques to preserve or intelligently modify (if appropriate) the interpacket gaps.  In particular, they must be sure not to arbitrarily remove interpacket gaps as a result of their forwarding of packets. 
  567.  
  568.  Cheriton                                                       [page 19] 
  569.  
  570.  
  571.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  572.  
  573.  management module of the client, "challenging" it to provide an authenticator that both authenticates the client as being associated with a particular principal as well as providing a key for encryption/decryption.  The principal can include a real and effective principal, as used in UNIX <3>.  Namely, the real principal is the principal on whose behalf the Request is being performed whereas the effective principal is the principal of the module invoking the request or remote procedure call. 
  574.  
  575. Peeking is prevented by encrypting every Request and Response packet with a working Key that is shared between Client and Server. Impostoring and replays are detected by comparing the Transaction identifier with that stored in the corresponding entity state record (which is created and updated by VMTP as needed).  Message tampering is detected by encryption of the packet including the Checksum field.  An intruder cannot update the checksum after modifying the packet without knowing the Key.  The cost of fully encrypting a packet is close to the cost of generating a cryptographic checksum (and of course, encryption is needed in the general case), so there is no explicit provision for cryptographic checksum without packet encryption. 
  576.  
  577. A Client determines the Principal of the Server and acquires an authenticator for this Server and Principal using a higher level protocol.  The Server cannot decrypt the authenticator or the Request packets unless it is in fact the Principal expected by the Client. 
  578.  
  579. An encrypted VMTP packet is flagged by the EPG bit  in the VMTP packet header.  Thus, encrypted packets are easily detected and demultiplexed from unencrypted packets.  An encrypted VMTP packet is entirely encrypted except for the Client, Version, Domain, Length and Packet Flags fields at the beginning of the packet.  Client identifiers can be assigned, changed and used to have no real meaning to an intruder or to only communicate public information (such as the host Internet address). They are otherwise just a random means of identification and demultiplexing and do not therefore divulge any sensitive information. Further secure measures must be taken at the network or data link levels if this information or traffic behavior is considered sensitive. 
  580.  
  581. VMTP provides multiple authentication domains  as well as an encryption qualifier to accommodate different encryption algorithms and their 
  582.  
  583. _______________ 
  584.  
  585. <3>   Principal group membership must be obtained, if needed, by a higher level protocol. 
  586.  
  587.  Cheriton                                                       [page 20] 
  588.  
  589.  
  590.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  591.  
  592.  corresponding security/performance trade-offs.  (See Appendix V.)  A separate key distribution and authentication protocol is required to handle generation and distribution of authenticators and keys.  This protocol can be implemented on top of VMTP and can closely follow the Birrell design as well. 
  593.  
  594. Security is optional in the sense that messages may be secure or non-secure, even between consecutive message transactions from the same client.  It is also optional in that VMTP clients and servers are not required to implement secure VMTP (although they are required to respond intelligently to attempts to use secure VMTP).  At worst, a Client may fail to communicate with a Server if the Server insists on secure communication and the Client does not implement security or vice versa. However, a failure to communicate in this case is necessary from a security standpoint. 
  595.  
  596.  2.7. Multicast 
  597.  
  598. The Server entity identifier in a message transaction can identify an entity group, in which case the Request is multicast to every Entity in this group (on a best-efforts basis).  The Request is retransmitted until at least one Response is received (or an error timeout occurs) unless it is a datagram Request.  The Client can receive multiple Responses to the Request. 
  599.  
  600. The VMTP service interface does not directly provide reliable multicast because it is expensive to provide, rarely needed by applications, and can be implemented by applications using the multiple Response feature. However, the protocol itself is adequate for reliable multicast using positive acknowledgments.  In particular, a sophisticated Client implementation could maintain a list of members for each entity group of interest and retransmit the Request until acknowledged by all members. No modifications are required to the Server implementations. 
  601.  
  602. VMTP supports a simple form of subgroup addressing.  If the CRE  bit is set in a Request, the Request is delivered to the subgroup of entities in the Server group that are co-resident with one or more entities in the group (or individual entity) identified by the CoresidentEntity field of the Request.  This is commonly used to send to the manager entity for a particular entity, where Server specifies the group of such managers.  Co-resident means "using the same VMTP module", and logically on the same network host.  In particular, a Probe request can be sent to the particular VMTP management module for an entity by specifying the VMTP management group as the Server and the entity in question as the CoResidentEntity. 
  603.  
  604.  
  605.  
  606. Cheriton                                                       [page 21] 
  607.  
  608.  
  609.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  610.  
  611.  As an experimental aspect of the protocol, VMTP supports the Server sending a group Response which is sent to the Client as well as members of the destination group of Servers to which the original Request was sent.  The MDG bit indicates whether the Client is a member of this group, allowing the Server module to determine whether separately addressed packet groups are required to send the Response to both the Client and the Server group.  Normally, a Server accepts a group Response only if it has received the Request and not yet responded to the Client.  Also, the Server must explicitly indicate it wants to accept group Responses.  Logically, this facility is analogous to responding to a mail message sent to a distribution list by sending a copy of the Response to the distribution list. 
  612.  
  613.  2.8. Real-time Communication 
  614.  
  615. VMTP provides three forms of support for real-time communication, in addition to its standard facilities, which make it applicable to a wide range of real-time applications.  First, a priority is transmitted in each Request and Response which governs the priority of its handling. The priority levels are intended to correspond roughly to: 
  616.  
  617.    - urgent/emergency. 
  618.  
  619.    - important 
  620.  
  621.    - normal 
  622.  
  623.    - background. 
  624.  
  625. with additional gradations for each level.  The interpretation and implementation of these priority levels is otherwise host-specific, e.g. the assignment to host processing priorities. 
  626.  
  627. Second, datagram Requests allow the Client to send a datagram to another entity or entity group using the VMTP naming, transmission and delivery mechanism, but without blocking, retransmissions or acknowledgment. (The client can still request acknowledgment using the APG bit although the Server does not expect missing portions of a multi-packet datagram Request to be retransmitted even if some are not received.)  A datagram Request in non-streamed mode supersedes all previous Requests from the same Client.  A datagram Request in stream mode is queued (if necessary) after previous datagram Requests on the same stream.  (See Section 2.11.) 
  628.  
  629. Finally, VMTP provides several control bit flags to modify the handling of Requests and Responses for real-time requirements.  First, the 
  630.  
  631.  Cheriton                                                       [page 22] 
  632.  
  633.  
  634.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  635.  
  636.  conditional message delivery (CMD) flag causes a Request to be discarded if the recipient is not waiting for it when it arrives, similarly for the Response.  This option allows a client to send a Request that is contingent on the server being able to process it immediately.  The header checksum only (HCO) flag indicates that the checksum has been calculated only on the VMTP header and not on the data segment. Applications such as voice and video can avoid the overhead of calculating the checksum on data whose utility is insensitive to typical bit errors without losing protection on the header information. Finally, the No Retransmission (NRT) flag indicates that the recipient of a message should not ask for retransmission if part of the message is missing but rather either use what was received or discard it. 
  637.  
  638. None of these facilities introduce new protocol states.  In fact, the total processing overhead in the normal case is a bit flag test for CMD, HCO or NRT plus assignment of priority on packet transmission and reception.  (In fact, CMD and NRT are not tested in the normal case.) The additional code complexity is minimal.  We feel that the overhead for providing these real-time facilities is minimal and that these facilities are both important and adequate for a wide class of real-time applications. 
  639.  
  640. Several of the normal facilities of VMTP appear useful for real-time applications.  First, multicast is useful for distributed, replicated (fault-tolerant) real-time applications, allowing efficient state query and update for (for example) sensors and control state.  Second, the DGM or idempotent flag for Responses has some real-time benefits, namely:  a Request is redone to get the latest values when the Response is lost, rather than just returning the old values.  The desirability of this behavior is illustrated by considering a request for the current time of day.  An idempotent handling of this request gives better accuracy in returning the current time in the case that a retransmission is necessary.  Finally, the request-response semantics (in the absence of streaming) of each new Request from a Client terminating the previous message transactions from that Client, if any, provides the "most recent is most important" handling of processing that most real-time applications require. 
  641.  
  642. In general, a key design goal of VMTP was provide an efficient general-purpose transport protocol with the features required for real-time communication.  Further experience is required to determine whether this goal has been achieved. 
  643.  
  644.  
  645.  
  646.  
  647.  
  648.  
  649.  
  650. Cheriton                                                       [page 23] 
  651.  
  652.  
  653.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  654.  
  655.  2.9. Forwarded Message Transactions 
  656.  
  657. A Server may invoke another Server to handle a Request.  It is fairly common for the invocation of the second Server to be the last action performed by the first Server as part of handling the Request.  For example, the original Server may function primarily to select a process to handle the Request.  Also, the Server may simply check the authorization on the Request.  Describing this situation in the context of RPC, a nested remote procedure call may be the last action in the remote procedure and the return parameters are exactly those of the nested call.  (This situation is analogous to tail recursion.) 
  658.  
  659. As an optimization to support this case, VMTP provides a Forward operation that allows the server to send the nested Request to the other server and have this other server respond directly to the Client. 
  660.  
  661. If the message transaction being forwarded was not multicast, not secure or the two Servers are the same principal and the ForwardCount of the Request is less than the maximum forward count of 15, the Forward operation is implemented by the Server sending a Request onto the next Server with the forwarded Request identified by the same Client and Transaction as the original Request and a ForwardCount one greater than the Request received from the Client.  In this case, the new Server responds directly to the Client.  A forwarded Request is illustrated in the following figure. 
  662.  
  663.  +---------+   Request       +----------+  | Client  +---------------->| Server 1 |  +---------+                 +----------+       ^                        |       |                        | forwarded Request       |                        V       |   Response           +----------+       +----------------------| Server 2 |                              +----------+ 
  664.  
  665. If the message transaction does not meet the above requirements, the Server's VMTP module issues a nested call and simply maps the returned Response to a Response to original Request without further Server-level processing.  In this case, the only optimization over a user-level nested call is one fewer VMTP service operation; the VMTP module handles the return to the invoking call directly.  The Server may also use this form of forwarding when the Request is part of a stream of message transactions.  Otherwise, it must wait until the forwarded message transaction completes before proceeding with the subsequent message transactions in the stream. 
  666.  
  667.  
  668.  
  669. Cheriton                                                       [page 24] 
  670.  
  671.  
  672.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  673.  
  674.  Implementation of the user-level Forward operation is optional, depending on whether the server modules require this facility.  Handling an incoming forwarded Request is a minor modification of handling a normal incoming Request.  In particular, it is only necessary to examine the ForwardCount field when the Transaction of the Request matches that of the last message transaction received from the Client.  Thus, the additional complexity in the VMTP module for the required forwarding support is minimal; the complexity is concentrated in providing a highly optimized user-level Forward primitive, and that is optional. 
  675.  
  676.  2.10. VMTP Management 
  677.  
  678. VMTP management includes operations for creating, deleting, modifying and querying VMTP entities and entity groups.  VMTP management is logically implemented by a VMTP management server module that is invoked using a message transaction addressed to the Server, VMTP_MANAGER_GROUP, a well-known group entity identifier, in conjunction with Coresident Entity mechanism introduced in Section 2.7.  A particular Request may address the local module, the module managing a particular entity, the set of modules managing those entities contained in a specific group or all management modules, as appropriate. 
  679.  
  680. The VMTP management procedures are specified in Appendix III. 
  681.  
  682.  2.11. Streamed Message Transactions 
  683.  
  684. Streamed message transactions refer to two or more message transactions initiated by a Client before it receives the response to the first message transaction, with each transaction being processed and responded to in order but asynchronous relative to the initiation of the transactions.  A Client streams messages transactions, and thereby has multiple message transactions outstanding, by sending them as part of a single run of message transactions.  A run  of message transactions is a sequence of message transactions with the same Client and Server and consecutive Transaction identifiers, with all but the first and last Requests and Responses flagged with the NSR (Not Start Run)  and NER (Not End Run)  control bits.  (Conversely, the first Request and Response does not have the NSR set and the last Request and Response does not have the NER bit set.)  The message transactions in a run use 
  685.  
  686.  
  687.  
  688.  
  689.  
  690.  
  691.  
  692.  Cheriton                                                       [page 25] 
  693.  
  694.  
  695.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  696.  
  697.  consecutive transaction identifiers (except if the STI bit <4> is used in one, in which case the transaction identifier for the next message transaction is 256 greater, rather than 1). 
  698.  
  699. The Client retains a record for each outstanding transaction until it gets a Response or is timed out in error.  The record provides the information required to retransmit the Request.  On retransmission timeout, the client retransmits the last Request for which it has not received a Response the same as is done with non-streamed communication. (I.e. there need be only one timeout for all the outstanding message transactions associated with a single client.) 
  700.  
  701. The consecutive transaction identifiers within a run of message transactions are used as sequence numbers for error control.  The Server handles each message transaction in the sequence specified by its transaction identifier.  When it receives a message transaction that is not marked as the beginning of a run, it checks that it previously received a message transaction with the predecessor transaction identifier, either 1 less than the current one or 256 less if the previous one had the STI bit set.  If not, the Server sends a NotifyVmtpClient operation to the Client's manager indicating either: (1) the first message transaction was not fully received, or else (2) it has no record of the last one received.  If the NRT control flag is set, it does not await nor expect retransmission but proceeds with handling this Request.  This flag is used primarily when datagram Requests are used as part of a stream of message transactions.  If NRT was not specified, the Client must retransmit from the first message transaction not fully received (either at all or in part) before the Server can proceed with handling this run of Requests or else restart the run of message transactions. 
  702.  
  703. The Client expects to receive the Responses in a consecutive sequence, using the Transaction identifier to detect missing Responses.  Thus, the Server must return Responses in sequence except possibly for some gaps, as follows.  The Server can specify in the PGcount field in a Response, the number of consecutively previous Responses that this Response 
  704.  
  705.  
  706.  
  707.  _______________ 
  708.  
  709. <4>   The STI bit is used by the Client to effectively allocate 255 transaction identifiers for use by the Server in returning a large Response or stream of Responses. 
  710.  
  711.  Cheriton                                                       [page 26] 
  712.  
  713.  
  714.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  715.  
  716.  corresponds to, up to a maximum of 255 previous Responses <5>.  Thus, for example, a Response with Transaction identifier 46 and PGcount 3 represents Responses 43, 44, 45 and 46.  This facility allows the Server to eliminate sending Responses to Requests that require no Response, effectively batching the Responses into one.  It also allows the Server to effectively maintain strictly consecutive sequencing when the Client has skipped 256 Transaction identifiers using the STI bit and the Server does not have that many Responses to return. 
  717.  
  718. If the Client receives a Response that is not consecutive, it retransmits the Request(s) for which the Response(s) is/are missing (unless, of course, the corresponding Requests were sent as datagrams). The Client should wait at the end of a run of message transactions for the last one to complete. 
  719.  
  720. When a Server receives a Request with the NSR bit clear and a higher transaction identifier than it currently has for the Client, it terminates all processing and discards Responses associated with the previous Requests.  Thus, a stream of message transactions is effectively aborted by starting a new run, even if the Server was in the middle of handling the previous run. 
  721.  
  722. Using a mixture of datagram and normal Requests as part of a stream of message transactions, particularly with the use of the NRT bit, can lead to complex behavior under packet loss.  It is recommended that a run of message transactions be all of one type to avoid problems, i.e. all normal or all datagrams.  Finally, when a Server forwards a Request that is part of a run, it must suspend further processing of the subsequent Requests until the forwarded Request has been handled, to preserve order of processing.  The simplest handling of this situation is to use a real nested call when forwarding with streamed message transactions. 
  723.  
  724. Flow control of streamed message transactions relies on rate control at the Client plus receipt (or non-receipt) of management notify operations indicating the presence of overrunning.  A Client must reduce the number of outstanding message transactions at the Server when it receives a NotifyVmtpServer operation with the MSGTRANS_OVERFLOW ResponseCode.  The transact parameter indicates the last packet group that was accepted. 
  725.  
  726.  _______________ 
  727.  
  728. <5>  PGcount actually corresponds to packet groups which are described in Section 2.13.  This (simplified) description is accurate when there is one Request or Response per packet group. 
  729.  
  730.  Cheriton                                                       [page 27] 
  731.  
  732.  
  733.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  734.  
  735.  The implementation of multiple outstanding message transactions requires the ability to record, timeout and buffer multiple outstanding message transactions at the Client end as well as the Server end.  However, this facility is optional for both the Client and the Server.  Client systems with heavy-weight processes and high network access cost are most likely to benefit from this facility.  Servers that serve a wide variety of client machines should implement streaming to accommodate these types of clients. 
  736.  
  737.  2.12. Fault-Tolerant Applications 
  738.  
  739. One approach to fault-tolerant systems is to maintain a log of all messages sent at each node and replay the messages at a node when the node fails, after restarting it from the last checkpoint <6>.  As an experimental facility, VMTP provides a Receive Sequence Number field in the NotifyVmtpClient and NotifyVmtpServer operations as well as the Next Receive Sequence (NRS) flag in the Response packet to allow a sender to log a receive sequence number with each message sent, allowing the packets to be replayed at a recovering node in the same sequence as they were originally received, thereby recovering to the same state as before. 
  740.  
  741. Basically, each sending node maintains a receive sequence number for each receiving node.  On sending a Request to a node, it presume that the receive sequence number is one greater than the one it has recorded for that node.  If not, the receiving node sends a notify operation indicating the receive sequence number assigned the Request.  The NRS in the Response confirms that the Request message was the next receive sequence number, so the sender can detect if it failed to receive the notify operation in the previous case.  With Responses, the packets are ordered by the Transaction identifier except for multicast message transactions, in which there may be multiple Responses with the same identification.  In this case, NotifyVmtpServer operations are used to provide receive sequence numbers. 
  742.  
  743. This experimental extension of the protocol is focused on support for fault-tolerant real-time distributed systems required in various critical applications.  It may be removed or extended, depending on further investigations. 
  744.  
  745. _______________ 
  746.  
  747. <6>  The sender-based logging is being investigated by Willy Zwaenepoel of Rice University. 
  748.  
  749.  Cheriton                                                       [page 28] 
  750.  
  751.  
  752.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  753.  
  754.  2.13. Packet Groups 
  755.  
  756. A message (whether Request or Response) is sent as one or more packet groups.  A packet group is one or more packets, each containing the same transaction identification and message control block.  Each packet is formatted as below with the message control block logically embedded in the VMTP header. 
  757.  
  758.  +------------------------------------++---------------------+  |            VMTP Header             ||                     |  +------------+-----------------------||   segment data      |  |VMTP Control| Message Control Block ||                     |  +------------+-----------------------++---------------------+ 
  759.  
  760. The some fields of the VMTP control portion of the packet and data segment portion can differ between packets within the same packet group. 
  761.  
  762. The segment data portion of a packet group represents up to 16 kilooctets of the segment specified in the message control block.  The portion contained in each packet is indicated by the PacketDelivery field contained in the VMTP header.  The PacketDelivery field as a bit mask has a similar interpretation to the MsgDelivery field in that each bit corresponds to a segment data block of 512 octets.  The PacketDelivery field limits a packet group to 16 kilooctets and a maximum of 32 VMTP packets (with a minimum of 1 packet).  Data can be sent in fewer packets by sending multiple data blocks per packet.  We require that the underlying datagram service support delivery of (at minimum) the basic 580 octet VMTP packet <7>.  To illustrate the use of the PacketDelivery field, consider for example the Ethernet which has a MTU of 1536 octets.  so one would send 2 512-octet segment data blocks per packet.  (In fact, if a third block is last in the segment and less than 512 octets and fits in the packet without making it too big, an Ethernet packet could contain three data blocks.  Thus, an Ethernet packet group for a segment of size 0x1D00 octets (14.5 blocks) and MsgDelivery 0x000074FF consists of 6 packets indicated as follows <8>. 
  763.  
  764. _______________ 
  765.  
  766. <7>  Note that with a 20 octet IP header, a VMTP packet is 600 octets.  We propose the convention that any host implementing VMTP implicitly agrees to accept IP/VMTP packets of at least 600 octets. 
  767.  
  768. <8>  We use the C notation 0xHHHH to represent a hexadecimal number. 
  769.  
  770.  Cheriton                                                       [page 29] 
  771.  
  772.  
  773.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  774.  
  775.   Packet  Delivery  1 1  1 1  1 1  1 1  0 0  1 0  1 0  1 0  0 0 0 0 0 . . .            0000 0400 0800 0C00 1000 1400 1800 1C00           +----+----+----+----+----+----+----+-+  Segment  |....|....|....|....|....|....|....|.|           +----+----+----+----+----+----+----+-+           :    :    :    :    :    :  : /  /   :           v    v    v    v    v    v  v   /|   v           +----+----+----+----+    +----+  +---+  Packets  |  1 |  2 |  3 |  4 |    |  5 |  | 6 |           +----+----+----+----+    +----+  +---+ 
  776.  
  777. Each '.' is 256 octets of data.  The PacketDelivery masks for the 6 packets are: 0x00000003, 0x0000000C, 0x00000030, 0x000000C0, 0x00001400 and 0x00006000, indicating the segment blocks contained in each of the packets.  (Note that the delivery bits are in little endian order.) 
  778.  
  779. A packet group is sent as a single "blast" of packets with no explicit flow control.  However, the sender should estimate and transmit at a rate of packet transmission to avoid congesting the network or overwhelming the receiver, as described in Section 2.5.6.  Packets in a packet group can be sent in any order with no change in semantics. 
  780.  
  781. When the first packet of a packet group is received (assuming the Server does not decide to discard the packet group), the Server saves a copy of the VMTP packet header, indicates it is currently receiving a packet group, initializes a "current delivery mask" (indicating the data in the segment received so far) to 0, accepts this packet (updating the current delivery mask) and sets the timer for the packet group.  Subsequent packets in the packet group update the current delivery mask. 
  782.  
  783. Reception of a packet group is terminated when either the current delivery mask indicates that all the packets in the packet group have been received or the packet group reception timer expires (set to TC3 or TS1).  If the packet group reception timer expires, if the NRT bit is set in the Control flags then the packet group is discarded if not complete unless MDM is set.  In this case, the MsgDelivery field in the message control block is set to indicate the segment data blocks actually received and the message control block and segment data received is delivered to application level. 
  784.  
  785. If NRT is not set and not all data blocks have been received, a NotifyVmtpClient (if a Request) or NotifyVmtpServer (if a Response) is sent back with a PacketDelivery field indicating the blocks received. The source of the packet group is then expected to retransmit the missing blocks.  If not all blocks of a Request are received after RequestAckRetries(Client) retransmissions, the Request is discarded and 
  786.  
  787.  Cheriton                                                       [page 30] 
  788.  
  789.  
  790.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  791.  
  792.  a NotifyVmtpClient operation with an error response code is sent to the client's manager unless MDM is set.  With a Response, there are ResponseAckRetries(Server) retransmissions and then, if MDM is not set, the requesting entity is returned the message control block with an indication of the amount of segment data received extending contiguously from the start of the segment.  E.g. if the sender sent 6 512-octet blocks and only the first two and the last two arrived, the receiver would be told that 1024 octets were received.  The ResponseCode field is set to BAD_REPLY_SEGMENT.  (Note that VMTP is only able to indicate the specific segment blocks received if MDM is set.) 
  793.  
  794. The parameters RequestAckRetries(Client) and ResponseAckRetries(Server) could be set on a per-client and per-server basis in a sophisticated implementation based on knowledge of packet loss. 
  795.  
  796. If the APG flag is set, a NotifyVmtpClient or NotifyVmtpServer operation is sent back at the end of the packet group reception, depending on whether it is a Request or a Response. 
  797.  
  798. At minimum, a Server should check that each packet in the packet group contains the same Client, Server, Transaction identifier and SegmentSize fields.  It is a protocol error for any field other than the Checksum, packet group control flags, Length and PacketDelivery in the VMTP header to differ between any two packets in one packet group.  A packet group containing a protocol error of this nature should be discarded. 
  799.  
  800. Notify operations should be sent (or invoked) in the manager whenever there is a problem with a unicast packet.  i.e. negative acknowledgments are always sent in this case.  In the case of problems with multicast packets, the default is to send nothing in response to an error condition unless there is some clear reason why no other node can respond positively.  For example, the packet might be a Probe for an entity that is known to have been recently existing on the receiving host but now invalid and could not have migrated.  In this case, the receiving host responds to the Probe indicating the entity is nonexistent, knowing that no other host can respond to the Probe.  For packets and packet groups that are received and processed without problems, a Notify operation is invoked only if the APG bit is set. 
  801.  
  802.  2.14. Runs of Packet Groups 
  803.  
  804. A run of packet groups is a sequence of packet groups, all Request packets or all Response packets, with the same Client and consecutive transaction identifiers, all but the first and last packets flagged with the NSR (Not Start Run) and NER (Not End Run) control bits.  When each packet group in the run corresponds to a single Request or Response, it 
  805.  
  806.  Cheriton                                                       [page 31] 
  807.  
  808.  
  809.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  810.  
  811.  is identical to a run of message transactions. (See Section 2.11) However, a Request message or a Response message may consists of up to 256 packet groups within a run, for a maximum of 4 megaoctets of segment data.  A message that is continued in the next packet group in the run is flagged in the current packet group by the CMG flag.  Otherwise, the next packet group in the run (if any) is treated as a separate Request or Response. 
  812.  
  813. Normally, each Request and Response message is sent as a single packet group and each run consists of a single packet group.  In this case neither NSR or NER are set.  For multi-packet group messages, the PacketDelivery mask in the i-th packet group of a message corresponds to the portion of the segment offset by i-1 times 16 kilooctets, designating the the first packet group to have i = 1. 
  814.  
  815.  2.15. Byte Order 
  816.  
  817. For purposes of transmission and reception, the MCB is treated as consisting of 8 32-bit fields and the segment is a sequence of bytes. VMTP transmits the MCB in big-endian order, performing byte-swapping, if necessary, before transmission.  A little-endian host must byte-swap the MCB on reception.  (The data segment is transmitted as a sequence of bytes with no reordering.)  The byte order of the sender of a message is indicated by the LEE  bit in the entity identifier for the sender, the Client field if a Request and the Server field if a Response.  The sender and receiver of a message are required to agree in some higher level protocol (such as an RPC presentation protocol) on who does further swapping of the MCB and data segment if required by the types of the data actually being transmitted.  For example, the segment data may contain a record with 8-bit, 16-bit and 32-bit fields, so additional transformation is required to move the segment from a host of one byte order to another. 
  818.  
  819. VMTP to date has used a higher-level presentation protocol in which segment data is sent in the native order of the sending host and byte-swapped as necessary by the receiving host.  This approach minimizes the byte-swapping overhead between machines of common byte order (including when the communication is transparently local to one host), avoids a strong bias in the protocol to one byte-order, and allows for the sending entity to be sending to a group of hosts with different byte orders.  (Note that the byte-swap overhead for the MCB is minimal.)  The presentation-level overhead is minimal because most common operations, such as file access operations, have parameters that fit the MCB and data segment data types exactly. 
  820.  
  821.  
  822.  
  823.  Cheriton                                                       [page 32] 
  824.  
  825.  
  826.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  827.  
  828.  2.16. Minimal VMTP Implementation 
  829.  
  830. A minimal VMTP client needs to be able to send a Request packet group and receive a Response packet group as well as accept and respond to Requests sent to its management module, including Probe and NotifyClient operations.  It may also require the ability to invoke Probe and Notify operations to locate a Server and acknowledge responses.  (the latter only if it is involved in transactions that are not idempotent or datagram message transactions.  However, a simple sensor, for example, can transmit VMTP datagram Requests indicating its current state with even less mechanism.)  The minimal client thus requires very little code and is suitable as a basis for (e.g.) a network boot loader. 
  831.  
  832. A minimal VMTP server implements idempotent, non-encrypted message transactions, possibly with no segment data support.  It should use an entity state record for each Request but need only retain it while processing the Request.  Without segment data larger than a packet, there is no need for any timers, buffering (outside of immediate request processing) or queuing.  In particular, it needs only as many records as message transactions it handles simultaneously (e.g. 1).  The entity state record is required to recognize and respond to Request retransmissions during request processing. 
  833.  
  834. The minimal server need only receive Requests and and be able to send Response packets.  It need have only a minimal management module supporting Probe operations.  (Support for the NotifyVmtpClient operation is only required if it does not respond immediately to a Request.)  Thus the VMTP support for say a time server, sensor, or actuator can be extremely simple.  Note that the server need never issue a Probe operation if it uses the host address of the Request for the Response and does not require the Client information returned by the Probe operation.  The minimal server should also support reception of forwarded Requests. 
  835.  
  836.  2.17. Message vs. Procedural Request Handling 
  837.  
  838. A request-response protocol can be used to implement two forms of semantics on reception.  With procedural handling of a Request, a Request is handled by a process associated with the Server that effectively takes on the identity of the calling process, treating the Request message as invoking a procedure, and relinquishing its association to the calling process on return.  VMTP supports multiple nested calls spanning multiple machines.  In this case, the distributed call stack that results is associated with a single process from the standpoint of authentication and resource management, using the ProcessId field supported by VMTP.  The entity identifiers effectively 
  839.  
  840.  Cheriton                                                       [page 33] 
  841.  
  842.  
  843.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  844.  
  845.  link these call frames together.  That is, the Client field in a Request is effectively the return link to the previous call frame. 
  846.  
  847. With message handling of a Request, a Request message is queued for a server process.  The server process dequeues, reads, processes and responds to the Request message, executing as a separate process. Subsequent Requests to the same server are queued until the server asks to receive the next Request. 
  848.  
  849. Procedural semantics have the advantage of allowing each Request (up to the resource limits of the Server) to execute concurrently at the Server, with Request-specific synchronization.  Message semantics have the advantage that Requests are serialized at the Server and that the request processing logically executes with the priority, protection and independent execution of a separate process.  Note that procedural and message handling of a request appear no differently to the client invoking the message transaction, except possibly for differences in performance. 
  850.  
  851. We view the two Request handling approaches as appropriate under different circumstances.  VMTP supports both models. 
  852.  
  853.  2.18. Bibliography 
  854.  
  855. The basic protocol is similar to that used in the original form of the V kernel [3, 4] as well as the transport protocol of Birrell and Nelson's [2] remote procedure call mechanism.  An earlier version of the protocol was described in SIGCOMM'86 [6].  The rate-based flow control is similar to the techniques of Netblt [9].  The support for idempotency draws, in part, on the favorable experience with idempotency in the V distributed system.  Its use was originally inspired by the Woodstock File Server [11].  The multicast support draws on the multicast facilities in V [5] and is designed to work with, and is now implemented using, the multicast extensions to the Internet [8] described in RFC 966 and 988.  The secure version of the protocol is similar to that described by Birrell [1] for secure RPC.  The use of runs of packet groups is similar to Fletcher and Watson's delta-T protocol [10].  The use of "management" operations implemented using VMTP in place of specialized packet types is viewed as part of a general strategy of using recursion to simplify protocol architectures [7]. 
  856.  
  857. Finally, this protocol was designed, in part, to respond to the requirements identified by Braden in RFC 955.  We believe that VMTP satisfies the requirements stated in RFC 955. 
  858.  
  859.  
  860.  
  861.  Cheriton                                                       [page 34] 
  862.  
  863.  
  864.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  865.  
  866.  
  867.  
  868. [1]   A.D. Birrell, "Secure Communication using Remote Procedure       Calls", ACM. Trans. on Computer Systems 3(1), February, 1985. 
  869.  
  870.  [2]   A. Birrell and B. Nelson, "Implementing Remote Procedure Calls",       ACM Trans. on Computer Systems 2(1), February, 1984. 
  871.  
  872.  [3]   D.R. Cheriton and W. Zwaenepoel, "The Distributed V Kernel and its       Performance for Diskless Workstations", In Proceedings of the 9th       Symposium on Operating System Principles,  ACM, 1983. 
  873.  
  874.  [4]   D.R. Cheriton, "The V Kernel: A Software Base for Distributed       Systems", IEEE Software 1(2), April, 1984. 
  875.  
  876.  [5]   D.R. Cheriton and W. Zwaenepoel, "Distributed Process Groups in       the V Kernel", ACM Trans. on Computer Systems 3(2), May, 1985. 
  877.  
  878.  [6]   D.R. Cheriton, "VMTP: A Transport Protocol for the Next       Generation of Communication Systems", In Proceedings of       SIGCOMM'86, ACM, Aug 5-7, 1986. 
  879.  
  880.  [7]   D.R. Cheriton, "Exploiting Recursion to Simplify an RPC        Communication Architecture", in preparation, 1988. 
  881.  
  882.  [8]   D.R. Cheriton and S.E. Deering, "Host Groups: A Multicast        Extension for Datagram Internetworks", In 9th Data Communication        Symposium, IEEE Computer Society and ACM SIGCOMM, September, 1985. 
  883.  
  884.  [9]   D.D. Clark and M. Lambert and L. Zhang, "NETBLT: A Bulk Data        Transfer Protocol", Technical Report RFC 969, Defense Advanced        Research Projects Agency, 1985. 
  885.  
  886.  [10]  J.G. Fletcher and R.W. Watson, "Mechanism for a Reliable Timer-       based Protocol", Computer Networks 2:271-290, 1978. 
  887.  
  888.  
  889.  
  890.  
  891.  
  892.  
  893.  
  894.  
  895.  
  896.  Cheriton                                                       [page 35] 
  897.  
  898.  
  899.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  900.  
  901.  
  902.  
  903.  [11]  D. Swinehart and G. McDaniel and D. Boggs, "WFS: A Simple File        System for a Distributed Environment", In Proc. 7th Symp.        Operating Systems Principles, 1979. 
  904.  
  905.  
  906.  
  907.  
  908.  
  909.  
  910.  
  911.  
  912.  
  913.  
  914.  
  915.  
  916.  
  917.  
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939.  
  940.  
  941.  
  942.  
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948.  
  949. Cheriton                                                       [page 36] 
  950.  
  951.  
  952.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  953.  
  954.  3. VMTP Packet Formats 
  955.  
  956. VMTP uses 2 basic packet formats corresponding to Request packets and Response packets.  These packet formats are identical in most of the fields to simplify the implementation. 
  957.  
  958. We first describe the entity identifier format and the packet fields that are used in general, followed by a detailed description of each of the packet formats.  These fields are described below in detail.  The individual packet formats are described in the following subsections. The reader and VMTP implementor may wish to refer to Chapters 4 and 5 for a description of VMTP event handling and only refer to this detailed description as needed. 
  959.  
  960.  3.1. Entity Identifier Format 
  961.  
  962. The 64-bit non-group entity identifiers have the following substructure. 
  963.  
  964.   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  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |R| |L|R|  |A|0|E|E|      Domain-specific structure  |E| |E|S|  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                 Domain-specific structure                        |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  965.  
  966. The field meanings are as follows: 
  967.  
  968. RAE             Remote Alias Entity - the entity identifier identifies                 an entity that is acting as an alias for some entity                 outside this entity domain.  This bit is used by                 higher-level protocols.  For instance, servers may take                 extra security and protection measures with aliases. 
  969.  
  970. GRP             Group - 0, for non-group entity identifiers. 
  971.  
  972. LEE             Little-Endian Entity - the entity transmits data in                 little-endian (VAX) order. 
  973.  
  974. RES              Reserved - must be 0. 
  975.  
  976. The 64-bit entity group identifiers have the following substructure. 
  977.  
  978.  
  979.  
  980.  Cheriton                                                       [page 37] 
  981.  
  982.  
  983.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  984.  
  985.    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  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |R| |U|R|  |A|1|G|E|      Domain-specific structure  |E| |P|S|  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                 Domain-specific structure                        |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  986.  
  987. The field meanings are as follows: 
  988.  
  989. RAE             Remote Alias Entity - same as for non-group entity                 identifier. 
  990.  
  991. GRP             Group - 1, for entity group identifiers. 
  992.  
  993. UGP             Unrestricted Group - no restrictions are placed on                 joining this group.  I.e. any entity can join limited                 only by implementation resources. 
  994.  
  995. RES              Reserved - must be 0. 
  996.  
  997. The all-zero entity identifier is reserved and guaranteed to be unallocated in all domains.  In addition, a domain may reserve part of the entity identifier space for statically allocated identifiers. However, this is domain-specific. 
  998.  
  999. Description of currently defined entity identifier domains is provided in Appendix IV. 
  1000.  
  1001.  3.2. Packet Fields 
  1002.  
  1003. Client          64-bit identifier for the client entity associated with                 this packet.  The structure, allocation and binding of                 this identifier is specific to the specified Domain.  An                 entity identifier always includes 4 types bits as                 specified in Section 3.1. 
  1004.  
  1005. Version         The 3-bit identifier specifying the version of the                 protocol.  Current version is version 0. 
  1006.  
  1007. Domain          The 13-bit identifier specifying the naming and                 administration domain for the client and server named in                 the packet. 
  1008.  
  1009.  
  1010.  
  1011. Cheriton                                                       [page 38] 
  1012.  
  1013.  
  1014.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1015.  
  1016.  Packet Flags: 3 bits. (The normal case has none of the flags set.) 
  1017.  
  1018.   HCO           Header checksum only - checksum has only been calculated                 on the header.  This is used in some real-time                 applications where the strict correctness of the data is                 not needed. 
  1019.  
  1020.   EPG           Encrypted packet group - part of a secure message                 transaction. 
  1021.  
  1022.   MPG           Multicast packet group - packet was multicast on                 transmission. 
  1023.  
  1024. Length          A 13-bit field that specifies the number of 32-bit words                 in the segment data portion of the packet (if any),                 excluding the checksum field.  (Every VMTP packet is                 required to be a multiple of 64 bits, possibly by                 padding out the segment data.)  The minimum legal Length                 is 0, the maximum length is 4096 and it must be an even                 number. 
  1025.  
  1026. Control Flags: 9 bits. (The normal case has none of the flags set.) 
  1027.  
  1028.   NRS           Next Receive Sequence - the associated Request message                 (in a Response) or previous Response (if a Request) was                 received consecutive with the last Request from this                 entity.  That is, there was no interfering messages                 received. 
  1029.  
  1030.   APG           Acknowledge Packet Group - Acknowledge packet group on                 receipt.  If a Request, send back a Request to the                 client's manager providing an update on the state of the                 transaction as soon as the request packet group is                 received, independent of the response being available.                 If a Response, send an update to the server's manager as                 soon as possible after response packet group is received                 providing an update on the state of the transaction at                 the client 
  1031.  
  1032.   NSR           Not Start Run - 1 if this packet is not part of the                 first packet group of a run of packet groups. 
  1033.  
  1034.   NER           Not End Run - 1 if this packet is not part of the last                 packet group of a run of packet groups. 
  1035.  
  1036.   NRT           No Retransmission - do not ask for retransmissions of                 this packet group if not all received within timeout 
  1037.  
  1038.  Cheriton                                                       [page 39] 
  1039.  
  1040.  
  1041.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1042.  
  1043.                  period, just deliver or discard. 
  1044.  
  1045.   MDG           Member of Destination Group - this packet is sent to a                 group and the client is a member of this group. 
  1046.  
  1047.   CMG           Continued Message - the message (Request or Response) is                 continued in the next packet group.  The next packet                 group has to be part of the same run of packet groups. 
  1048.  
  1049.   STI           Skip Transaction Identifiers - the next transaction                 identifier that the Client plans to use is the current                 transaction plus 256, if part of the same run and at                 least this big if not.  In a Request, this authorizes                 the Server to send back up to 256 packet groups                 containing the Response. 
  1050.  
  1051.   DRT           Delay Response Transmission - set by request sender if                 multiple responses are expected (as indicated by the MRD                 flag in the RequestCode) and it may be overrun by                 multiple responses.  The responder(s) should then                 introduce a short random delay in sending the Response                 to minimize the danger of overrunning the Client.  This                 is normally only used for responding to multicast                 Requests where the Client may be receiving a large                 number of Responses, as indicated by the MRD flag in the                 Request flags.  Otherwise, the Response is sent                 immediately. 
  1052.  
  1053. RetransmitCount:                 3 bits - the ordinal number of transmissions of this                 packet group prior to this one, modulo 8.  This field is                 used in estimation of roundtrip times.  This count may                 wrap around during a message transaction.  However, it                 should be sufficient to match acknowledgments and                 responses with a particular transmission. 
  1054.  
  1055. ForwardCount:   4 bits indicating the number of times this Request has                 been forwarded.  The original Request is always sent                 with a ForwardCount of 0. 
  1056.  
  1057. Interpacket Gap: 8 bits.                   Indicates the recommended time to use between subsequent                 packet transmissions within a multi-packet packet group                 transmission.  The Interpacket Gap time is in 1/32nd of                 a network packet transmission time for a packet of size                 MTU for the node.  (Thus, the maximum gap time is 8                 packet times.) 
  1058.  
  1059.  Cheriton                                                       [page 40] 
  1060.  
  1061.  
  1062.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1063.  
  1064.  PGcount: 8 bits                  The number of packet groups that this packet group                 represents in addition to that specified by the                 Transaction field.  This is used in acknowledging                 multiple packet groups in streamed communication. 
  1065.  
  1066. Priority        4-bit identifier for priority for the processing of this                 request both on transmission and reception.  The                 interpretation is: 
  1067.  
  1068.                 1100            urgent/emergency 
  1069.  
  1070.                 1000            important 
  1071.  
  1072.                 0000            normal 
  1073.  
  1074.                 0100            background 
  1075.  
  1076.                 Viewing the higher-order bit as a sign bit (with 1                 meaning negative), low values are high priority and high                 values are low priority.  The low-order 2 bits indicate                 additional (lower) gradations for each level. 
  1077.  
  1078. Function Code: 1 bit - types of VMTP packets.  If the low-order bit of                 the function code is 0, the packet is sent to the                 Server, else it is sent to the Client. 
  1079.  
  1080.                 0               Request 
  1081.  
  1082.                 1               Response 
  1083.  
  1084. Transaction: 32 bits:                   Identifier for this message transaction. 
  1085.  
  1086. PacketDelivery: 32 bits:                   Delivery indicates the segment blocks contained in this                 packet.  Each bit corresponds to one 512-octet block of                 segment data.  A 1 bit in the i-th bit position                 (counting the LSB as 0) indicates the presence of the                 i-th segment block. 
  1087.  
  1088. Server: 64 bits                  Entity identifier for the server or server group                 associated with this transaction.  This is the receiver                 when a Request packet and the sender when a Response                 packet. 
  1089.  
  1090.  
  1091.  
  1092. Cheriton                                                       [page 41] 
  1093.  
  1094.  
  1095.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1096.  
  1097.  Code: 32 bits   The Request Code and Response Code, set either at the                 user level or VMTP level depending on use and packet                 type.  Both the Request and Response codes include 8                 high-order bits from the following set of control bits: 
  1098.  
  1099.   CMD           Conditional Message Delivery -  only deliver the request                 or response if the receiving entity is waiting for it at                 the time of delivery, otherwise drop the message. 
  1100.  
  1101.   DGM           DataGram Message - indicates that the message is being                 sent as a datagram.  If a Request message, do not wait                 for reply, or retransmit.  If a Response message, treat                 this message transaction as idempotent. 
  1102.  
  1103.   MDM           Message Delivery Mask - indicates that the MsgDelivery                 field is being used.  Otherwise, the MsgDelivery field                 is available for general use. 
  1104.  
  1105.   SDA           Segment Data Appended - segment data is appended to the                 message control block, with the total size of the                 segment specified by the SegmentSize field.  Otherwise,                 the segment data is null and the SegmentSize field is                 not used by VMTP and available for user- or RPC-level                 uses. 
  1106.  
  1107.   CRE           CoResident Entity - indicates that the CoResidentEntity                 field in the message should be interpreted by VMTP.                 Otherwise, this field is available for additional user                 data. 
  1108.  
  1109.   MRD           Multiple Responses Desired - multiple Responses are                 desired to to this Request if it is multicast.                 Otherwise, the VMTP module can discard subsequent                 Responses after the first Response. 
  1110.  
  1111.   PIC           Public Interface Code - Values for Code with this bit                 set are reserved for definition by the VMTP                 specification and other standard protocols defined on                 top of VMTP. 
  1112.  
  1113.   RES           Reserved for future use. Must be 0. 
  1114.  
  1115. CoResidentEntity                 64-bit Identifier for an entity or group of entities                 with which the Server entity or entities must be                 co-resident, i.e. route only to entities (identified by                 Server) on the same host(s) as that specified by 
  1116.  
  1117.  Cheriton                                                       [page 42] 
  1118.  
  1119.  
  1120.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1121.  
  1122.                  CoResidentEntity, Only meaningful if CRE is set in the                 Code field. 
  1123.  
  1124. User Data       12 octets Space in the header for the VMTP user to                 specify user-specific control and data. 
  1125.  
  1126. MsgDelivery: 32 bits                  The segment blocks being transmitted (in total) in this                 packet group following the conventions for the                 PacketDelivery field.  This field is ignored by the                 protocol and treated as an additional user data field if                 MDM is 0.  On transmission, the user level sets the                 MsgDelivery to indicate those portions of the segment to                 be transmitted.  On receipt, the MsgDelivery field is                 modified by the VMTP module to indicate the segment data                 blocks that were actually received before the message                 control block is passed to the user or RPC level.  In                 particular, the kernel does not discard the packet group                 if segment data blocks are missing.  A Server or Client                 entity receiving a message with a MsgDelivery in use                 must check the field to ensure adequate delivery and                 retry the operation if necessary. 
  1127.  
  1128. SegmentSize: 32 bits                  Size of segment in octets, up to a maximum of 16                 kilooctets without streaming and 4 megaoctets with                 streaming, if SDA is set.  Otherwise, this field is                 ignored by the protocol and treated as an additional                 user data field. 
  1129.  
  1130. Segment Data: 0-16 kilooctets                  0 octets if SDA is 0, else the portion of the segment                 corresponding to the Delivery Mask, limited by the                 SegmentSize and the MTU, padded out to a multiple of 64                 bits. 
  1131.  
  1132. Checksum: 32 bits.                   The 32-bit checksum for the header and segment data. 
  1133.  
  1134.  The VMTP checksum algorithm <9> develops a 32-bit checksum by computing 
  1135.  
  1136. _______________ 
  1137.  
  1138. <9>  This algorithm and description are largely due to Steve Deering of Stanford University. 
  1139.  
  1140.  Cheriton                                                       [page 43] 
  1141.  
  1142.  
  1143.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1144.  
  1145.  two 16-bit, ones-complement sums (like IP), each covering different parts of the packet.  The packet is divided into clusters of 16 16-bit words.  The first, third, fifth,... clusters are added to the first sum, and the second, fourth, sixth,... clusters are added to the second sum. Addition stops at the end of the packet; there is no need to pad out to a cluster boundary (although it is necessary that the packet be an integral multiple of 64 bits; padding octets may have any value and are included in the checksum and in the transmitted packet).  If either of the resulting sums is zero, it is changed to 0xFFFF.  The two sums are appended to the transmitted packet, with the first sum being transmitted first.  Four bytes of zero in place of the checksum may be used to indicate that no checksum was computed. 
  1146.  
  1147. The 16-bit, ones-complement addition in this algorithm is the same as used in IP and, therefore, subject to the same optimizations.  In particular, the words may be added up 32-bits at a time as long as the carry-out of each addition is added to the sum on the following addition, using an "add-with-carry" type of instruction.  (64-bit or 128-bit additions would also work on machines that have registers that big.) 
  1148.  
  1149. A particular weakness of this algorithm (shared by IP) is that it does not detect the erroneous swapping of 16-bit words, which may easily occur due to software errors.  A future version of VMTP is expected to include a more secure algorithm, but such an algorithm appears to require hardware support for efficient execution. 
  1150.  
  1151. Not all of these fields are used in every packet.  The specific packet formats are described below.  If a field is not mentioned in the description of a packet type, its use is assumed to be clear from the above description. 
  1152.  
  1153.  
  1154.  
  1155.  
  1156.  
  1157.  
  1158.  
  1159.  
  1160.  
  1161.  
  1162.  
  1163.  
  1164.  
  1165.  
  1166.  
  1167.  
  1168.  
  1169.  Cheriton                                                       [page 44] 
  1170.  
  1171.  
  1172.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1173.  
  1174.  3.3. Request Packet 
  1175.  
  1176. The Request packet (or packet group) is sent from the client to the server or group of servers to solicit processing plus the return of zero or more responses.  A Request packet is identified by a 0 in the LSB of the fourth 32-bit word in the packet. 
  1177.  
  1178.   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  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                       Client (8 octets)                       +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |Ver  |                         |H|E|M|                         |  |sion |          Domain         |C|P|P|      Length             |  |     |                         |O|G|G|                         |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |N|A|N|N|N|M|C|S|D|Retra|Forward|    Inter-     |       |R|R|R| |  |R|P|S|E|R|D|M|T|R|nsmit| Count |    Packet     | Prior |E|E|E|0|  |S|G|R|R|T|G|G|I|T|Count|       |     Gap       | -ity  |S|S|S| |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                      Transaction                              |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                     PacketDelivery                            |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                    Server (8 octets)                          +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |C|D|M|S|R|C|M|P|                                               |  |M|G|D|D|E|R|R|I|        RequestCode                            |  |D|M|M|A|S|E|D|C|                                               |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                 CoResidentEntity (8 octets)                   +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  >                   User Data (12 octets)                       <  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                      MsgDelivery                              |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                       SegmentSize                             |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  >                  segment data, if any                         <  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                        Checksum                               |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1179.  
  1180.                   Figure 3-1:   Request Packet Format 
  1181.  
  1182. The fields of the Request packet are set according to the semantics described in Section 3.2 with the following qualifications. 
  1183.  
  1184.  Cheriton                                                       [page 45] 
  1185.  
  1186.  
  1187.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1188.  
  1189.  InterPacketGap  The estimated interpacket gap time the client would like                 for the Response packet group to be sent by the Server                 in responding to this Request. 
  1190.  
  1191. Transaction     Identifier for transaction, at least one greater than                 the previously issued Request from this Client. 
  1192.  
  1193. Server          Server to which this Request is destined. 
  1194.  
  1195. RequestCode     Request code for this request, indicating the operation                 to perform. 
  1196.  
  1197.  
  1198.  
  1199.  
  1200.  
  1201.  
  1202.  
  1203.  
  1204.  
  1205.  
  1206.  
  1207.  
  1208.  
  1209.  
  1210.  
  1211.  
  1212.  
  1213.  
  1214.  
  1215.  
  1216.  
  1217.  
  1218.  
  1219.  
  1220.  
  1221.  
  1222.  
  1223.  
  1224.  
  1225.  
  1226.  
  1227.  
  1228.  
  1229.  
  1230.  
  1231.  
  1232.  
  1233.  Cheriton                                                       [page 46] 
  1234.  
  1235.  
  1236.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1237.  
  1238.  3.4. Response Packet 
  1239.  
  1240. The Response packet is sent from the Server to the Client in response to a Request, identified by a 1 in the LSB of the fourth 32-bit word in the packet. 
  1241.  
  1242.   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  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                       Client (8 octets)                       +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |Ver  |                         |H|E|M|                         |  |sion |          Domain         |C|P|P|      Length             |  |     |                         |O|G|G|                         |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |N|A|N|N|N|R|C|S|R|Retra|Forward|               |       |R|R|R| |  |R|P|S|E|R|E|M|T|E|nsmit| Count |    PGcount    | Prior |E|E|E|1|  |S|G|R|R|T|S|G|I|S|Count|       |               | -ity  |S|S|S| |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                      Transaction                              |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                      PacketDelivery                           |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  +                        Server (8 octets)                      +  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |C|D|M|S|R|R|R|R|                                               |  |M|G|D|D|E|E|E|E|        ResponseCode                           |  |D|M|M|A|S|S|S|S|                                               |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  >                   UserData (20 octets)                        <  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                     MsgDelivery                               |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                    Segment Size                               |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  >                  segment data, if any                         <  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+  |                       Checksum                                |  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  1243.  
  1244.                   Figure 3-2:   Response Packet Format 
  1245.  
  1246. The fields of the Response packet are set according to the semantics described in Section 3.2 with the following qualifications. 
  1247.  
  1248. Client, Version, Domain, Transaction                 Match those in the Request packet group to which this is 
  1249.  
  1250.  Cheriton                                                       [page 47] 
  1251.  
  1252.  
  1253.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1254.  
  1255.                  a response. 
  1256.  
  1257. STI             1 if this Response is using one or more of the                 transaction identifiers skipped by the Client after the                 Request to which this is a Response.  STI in the Request                 essentially allocates up to 256 transaction identifiers                 for the Server to use in a run of Response packet                 groups. 
  1258.  
  1259. RetransmitCount The retransmit count from the last Request packet                 received to which this is a response. 
  1260.  
  1261. ForwardCount    The number of times the corresponding Request was                 forwarded before this Response was generated. 
  1262.  
  1263. PGcount         The number of consecutively previous packet groups that                 this response is acknowledging in addition to the one                 identified by the Transaction identifier. 
  1264.  
  1265. Server          Server sending this response.  This may differ from that                 originally specified in the Request packet if the                 original Server was a server group, or the request was                 forwarded. 
  1266.  
  1267. The next two chapters describes the protocol operation using these packet formats, with the the Client and the Server portions described separately. 
  1268.  
  1269.  
  1270.  
  1271.  
  1272.  
  1273.  
  1274.  
  1275.  
  1276.  
  1277.  
  1278.  
  1279.  
  1280.  
  1281.  
  1282.  
  1283.  
  1284.  
  1285.  
  1286.  
  1287.  
  1288.  
  1289.  Cheriton                                                       [page 48] 
  1290.  
  1291.  
  1292.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1293.  
  1294.  4. Client Protocol Operation 
  1295.  
  1296. This chapter describes the operation of the client portion of VMTP in terms of the procedures for handling VMTP user events, packet reception events, management operations and timeout events.  Note that the client portion of VMTP is separable from the server portion.  It is feasible to have a node that only implements the client end of VMTP. 
  1297.  
  1298. To simplify the description, we define a client state record (CSR) plus some standard utility routines. 
  1299.  
  1300.  4.1. Client State Record Fields 
  1301.  
  1302. In the following protocol description, there is one client state record (CSR) per (client,transaction) outstanding message transaction.  Here is a suggested set of fields. 
  1303.  
  1304. Link            Link to next CSR when queued in one of the transmission,                 timeout or message queues. 
  1305.  
  1306. QueuePtr        Pointer to queue head in which this CSR is contained or                 NULL if none.  Queue could be one of transmission queue,                 timeout queue, server queue or response queue. 
  1307.  
  1308. ProcessIdentification                 The process identification and address space. 
  1309.  
  1310. Priority        Priority for processing, network service, etc. 
  1311.  
  1312. State           One of the client states described below. 
  1313.  
  1314. FinishupFunc    Procedure to be executed on the CSR when it is completes                 its processing in transmission or timeout queues. 
  1315.  
  1316. TimeoutCount    Time to remain in timeout queue. 
  1317.  
  1318. TimeoutLimit    User-specified time after which the message transaction                 is aborted. The timeout is infinite if set to zero. 
  1319.  
  1320. RetransCount    Number of retransmissions since last hearing from the                 Server. 
  1321.  
  1322. LastTransmitTime                 The time at which the last packet was sent.  This field                 is used to calculate roundtrip times, using the                 RetransmitCount to match the responding packet to a 
  1323.  
  1324.  Cheriton                                                       [page 49] 
  1325.  
  1326.  
  1327.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1328.  
  1329.                  particular transmission.  I.e. Response or management                 NotifyVmtpClient operation to Request and a management                 NotifyVmtpServer operation to a Response. 
  1330.  
  1331. TimetoLive      Time to live to be used on transmission of IP packets. 
  1332.  
  1333. TransmissionMask                 Bit mask indicating the portions of the segment to                 transmit.  Set before entering the transmission queue                 and cleared incrementally as the 512-byte segment blocks                 of the segment are transmitted. 
  1334.  
  1335. LocalClientLink Link to next CSR hashing to same hash index in the                 ClientMap. 
  1336.  
  1337. LocalClient     Entity identifier for client when this CSR is used to                 send a Request packet. 
  1338.  
  1339. LocalTransaction                 Transaction identifier for current message transaction                 the local client has outstanding. 
  1340.  
  1341. LocalPrincipal  Account identification, possibly including key and key                 timeout. 
  1342.  
  1343. LocalDelivery   Bit mask of segment blocks that have not been                 acknowledged in the Request or have been received in the                 Response, depending on the state. 
  1344.  
  1345. ResponseQueue   Queue of CSR's representing the queued Responses for                 this entity. 
  1346.  
  1347. VMTP Header     Prototype VMTP header, used to generate and store the                 header portion of a Request for transmission and                 retransmission on timeout. 
  1348.  
  1349. SegmentDesc     Description of the segment data associated with the CSR,                 either the area storing the original Request data, the                 area for receiving Request data, or the area storing the                 Response data that is returned. 
  1350.  
  1351. HostAddr        The network or internetwork host address to which the                 Client last transmitted.  This field also indicates the                 type of the address, e.g. IP, Ethernet, etc. 
  1352.  
  1353. Note: the CSR can be combined with a light-weight process descriptor with considerable benefit if the process is designed to block when it 
  1354.  
  1355.  Cheriton                                                       [page 50] 
  1356.  
  1357.  
  1358.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1359.  
  1360.  issues a message transaction.  In particular, by combining the two descriptors, the implementation saves time because it only needs to locate and queue one descriptor with various operations (rather than having to locate two descriptors).  It also saves space, given that the VMTP header prototype provides space such as the user data field which may serve to store processor state for when the process is preempted. Non-preemptive blocking can use the process stack to store the processor state so only a program counter and stack pointer may be required in the process descriptor beyond what we have described.  (This is the approach used in the V kernel.) 
  1361.  
  1362.  4.2. Client Protocol States 
  1363.  
  1364. A Client State Record records the state of message transaction generated by this host, identified by the (Client, Transaction) values in the CSR. As a client originating a transaction, it is in one of the following states. 
  1365.  
  1366. AwaitingResponse                 Waiting for a Response packet group to arrive with the                 same (Client,Transaction) identification. 
  1367.  
  1368. ReceivingResponse                 Waiting for additional packets in the Response packet                 group it is currently receiving. 
  1369.  
  1370. "Other"         Not waiting for a response, which can be Processing or                 some other operating system state, or one of the Server                 states if it also acts as a server. 
  1371.  
  1372. This covers all the states for a client. 
  1373.  
  1374.  4.3. State Transition Diagrams 
  1375.  
  1376. The client state transitions are illustrated in Figure 4-1.  The client goes into the state AwaitingResponse on sending a request unless it is a datagram request.  In the AwaitingResponse state, it can timeout and retry and eventually give up and return to the processing state unless it receives a Response.  (A NotifyVmtpClient operation resets the timeout but does not change the state.)  On receipt of a single packet response, it returns to the processing state.  Otherwise, it goes to ReceivingResponse state.  After timeout or final response packet is received, the client returns to the processing state.  The processing state also includes any other state besides those associated with issuing a message transaction. 
  1377.  
  1378.  Cheriton                                                       [page 51] 
  1379.  
  1380.  
  1381.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1382.  
  1383.     +------------+    | Processing |<--------------------|    |            |<-------------|      |    |            |<---|         |      |    +|------^--^-+  Single    Last     |  Transmit  |  |    Packet    Response |     |      |  |    Response  Packet   |     |      |  |      |         |      |     +-DGM->+ Timeout |         |   Final timeout     |         |      |         |      |    +V-----------+    |       +-----------+    |  Awaiting  |----+       | Receiving |->Response-+    |  Response  |->Response->| Response  |           |    |            |  (multi-   |           |<----------+    +-|--------^-+   packet)  +----------^+      V        |                |        |      +-Timeout+                +>Timeout+ 
  1384.  
  1385.                  Figure 4-1:   Client State Transitions 
  1386.  
  1387.  4.4. User Interface 
  1388.  
  1389. The RPC or user interface to VMTP is implementation-dependent and may use systems calls, functions or some other mechanism.  The list of requests that follow is intended to suggest the basic functionality that should be available. 
  1390.  
  1391. Send( mcb, timeout, segptr, segsize )                 Initiate a message transaction to the server and request                 message specified by mcb and return a response in mcb,                 if it is received within the specified timeout period                 (or else return USER_TIMEOUT in the Code field).  The                 segptr parameter specifies the location from which the                 segment data is sent and the location into which the                 response data is to be delivered.  The segsize field                 indicates the maximum length of this area. 
  1392.  
  1393. GetResponse( responsemcb, timeout, segptr, segsize )                 Get the next response sent to this client as part of the                 current message transaction, returning the segment data,                 if any, into the memory specified by segptr and segsize. 
  1394.  
  1395. This interface assumes that there is a client entity associated with the invoking process that is to be used with these operations.  Otherwise, the client entity must be specified as an additional parameter. 
  1396.  
  1397.  
  1398.  
  1399. Cheriton                                                       [page 52] 
  1400.  
  1401.  
  1402.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1403.  
  1404.  4.5. Event Processing 
  1405.  
  1406. The following events may occur in the VMTP client: 
  1407.  
  1408.    - User Requests 
  1409.  
  1410.         * Send 
  1411.  
  1412.         * GetResponse 
  1413.  
  1414.    - Packet Arrival 
  1415.  
  1416.         * Response Packet 
  1417.  
  1418.         * Request 
  1419.  
  1420.      The minimal Client implementation handles Request packets for      its VMTP management (server) module and sends NotifyVmtpClient      requests in response to others, indicating the specified      server does not exist. 
  1421.  
  1422.    - Management Operation - NotifyVmtpClient 
  1423.  
  1424.    - Timeouts 
  1425.  
  1426.         * Client Retransmission Timeout 
  1427.  
  1428. The handling of these events is described in detail in the following subsections. 
  1429.  
  1430. We first describe some conventions and procedures used in the description.  A field of the received packet is indicated as (for example) p.Transaction, for the Transaction field.  Optional portions of the code, such as the streaming handling code are prefixed with a "|" in the first column. 
  1431.  
  1432. MapClient( client )                 Return pointer to CSR for client with the specified                 clientId, else NULL. 
  1433.  
  1434. SendPacketGroup( csr )                 Send the packet group (Request, Response) according to                 that specified by the CSR. 
  1435.  
  1436. NotifyClient( csr, p, code )                 Invoke the NotifyVmtpClient operation with the                 parameters csr.RemoteClient, p.control, 
  1437.  
  1438.  Cheriton                                                       [page 53] 
  1439.  
  1440.  
  1441.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1442.  
  1443.                  csr.ReceiveSeqNumber, csr.RemoteTransaction and                 csr.RemoteDelivery, and code.  If csr is NULL, use                 p.Client, p.Transaction and p.PacketDelivery instead and                 the global ReceiveSequenceNumber, if supported.  This                 function simplifies the description over calling                 NotifyVmtpClient directly in the procedural                 specification below.  (See Appendix III.) 
  1444.  
  1445. NotifyServer( csr, p, code )                 Invoke the NotifyVmtpServer operation with the                 parameters p.Server, csr.LocalClient,                 csr.LocalTransaction, csr.LocalDelivery and code.  Use                 p.Client, P.Transaction and 0 for the clientId, transact                 and delivery parameters if csr is NULL.  This function                 simplifies the description over calling NotifyVmtpServer                 directly in the procedural specification below.  (See                 Appendix III.) 
  1446.  
  1447. DGMset(p)       True if DGM bit set in packet (or csr) else False.                 (Similar functions are used for other bits.) 
  1448.  
  1449. Timeout( csr, timeperiod, func )                 Set or reset timer on csr record for timeperiod later                 and invoke func if the timeout expires. 
  1450.  
  1451.  4.6. Client User-invoked Events 
  1452.  
  1453. A user event occurs when a VMTP user application invokes one of the VMTP interface procedures. 
  1454.  
  1455.  4.6.1. Send 
  1456.  
  1457. Send( mcb, timeout, segptr, segsize )     map to main CSR for this client.     increment csr.LocalTransaction     Init csr and check parameters and segment if any.     Set SDA if sending appended data.     Flush queued replies from previous transaction, if any.     if local non-group server then         deliver locally         await response         return     if GroupId(server) then         Check for and deliver to local members.         if CRE request and non-group local CR entity then 
  1458.  
  1459.  Cheriton                                                       [page 54] 
  1460.  
  1461.  
  1462.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1463.  
  1464.             await response            return         endif         set MDG if member of this group.     endif     clear csr.RetransCount     set csr.TransmissionMask     set csr.TimeLimit to timeout     set csr.HostAddr for csr.Server     SendPacketGroup( csr )     if DGMset(csr) then        return     endif     set csr.State to AwaitingResponse     Timeout( rootcsr, TC1(csr.Server), LocalClientTimeout )     return end Send 
  1465.  
  1466. Notes: 
  1467.  
  1468.    1. Normally, the HostAddr is extracted from the ServerHost       cache, which maps server entity identifiers to host       addresses.  However, on cache miss, the client first queries       the network using the ProbeEntity operation, as specified in       Appendix III, determining the host address from the Response.       The ProbeEntity operation is handled as a separate message       transaction by the Client. 
  1469.  
  1470. The stream interface incorporates a parameter to pass a responseHandler procedure that is invoked when the message transaction completes. 
  1471.  
  1472. StreamSend( mcb, timeout, segptr, segsize, responseHandler )     map to main CSR for this client. |   Allocate a new csr if root in use. |   lastcsr := First csr for last request. |   if STIset(lastcsr) |       csr.LocalTransaction := lastcsr.LocalTransaction + 256 |   else |       csr.LocalTransaction := lastcsr.LocalTransaction + 1     Init csr and check parameters and segment if any.     . . . ( rest is the same as for the normal Send) 
  1473.  
  1474. Notes: 
  1475.  
  1476.    1. Each outstanding message transaction is represented by a CSR       queued on the root CSR for this client entity.  The root CSR       is used to handle timeouts, etc.  On timeout, the last packet 
  1477.  
  1478.  Cheriton                                                       [page 55] 
  1479.  
  1480.  
  1481.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1482.  
  1483.        from the last packet group is retransmitted (with or without       the segment data). 
  1484.  
  1485.  4.6.2. GetResponse 
  1486.  
  1487. GetResponse( req, timeout, segptr, segsize )     csr := CurrentCSR;     if responses queued then return next response       (in req, segptr to max of segsize )     if timeout is zero then return KERNEL_TIMEOUT error     set state to AWAITING_RESPONSE     Timeout( csr, timeout, ReturnKernelTimeout ); end GetResponse 
  1488.  
  1489. Notes: 
  1490.  
  1491.    1. GetResponse is only used with multicast Requests, which is       the only case in which multiple (different) Responses should       be received. 
  1492.  
  1493.    2. A response must remain queued until the next message       transaction is invoked to filter out duplicates of this       response. 
  1494.  
  1495.    3. If the response is incomplete (only relevant if a       multi-packet response), then the client may wait for the       response to be fully received, including issuing requests for       retransmission (using NotifyVmtpServer operations) before       returning the response. 
  1496.  
  1497.    4. As an optimization, a response may be stored in the CSR of       the client.  In this case, the response must be transferred       to a separate buffer (for duplicate suppression) before       waiting for another response.  Using this optimization, a       response buffer is not allocated in the common case of the       client receiving only one response. 
  1498.  
  1499.  4.7. Packet Arrival 
  1500.  
  1501. In general, on packet reception, a packet is mapped to the client state record, decrypted if necessary using the key in the CSR.  It then has its checksum verified and then is transformed to the right byte order. The packet is then processed fully relative to its packet function code. It is discarded immediately if it is addressed to a different domain than the domain(s) in which the receiving host participates. 
  1502.  
  1503.  Cheriton                                                       [page 56] 
  1504.  
  1505.  
  1506.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1507.  
  1508.  For each of the 2 packet types, we assume a procedure called with a pointer p to the VMTP packet and psize, the size of the packet in octets.  Thus, generic packet reception is: 
  1509.  
  1510. if not LocalDomain(p.Domain) then return; 
  1511.  
  1512. csr := MapClient( p.Client ) 
  1513.  
  1514. if csr is NULL then     HandleNoCsr( p, psize )     return 
  1515.  
  1516. if Secure(p) then     if SecureVMTP not supported then         { Assume a Request. }         if not Multicast(p) then             NotifyClient(NULL, p, SECURITY_NOT_SUPPORTED )         return     endif |   Decrypt( csr.Key, p, psize ) 
  1517.  
  1518. if p.Checksum not null then     if not VerifyChecksum(p, psize) then return; if OppositeByteOrder(p) then ByteSwap( p, psize ) if psize not equal sizeof(VmtpHeader) + 4*p.Length then     NotifyClient(NULL, p, VMTP_ERROR )     return Invoke Procedure[p.FuncCode]( csr, p, psize ) Discard packet and return 
  1519.  
  1520. Notes: 
  1521.  
  1522.    1. The Procedure[p.FuncCode] refers to one of the 2 procedures       corresponding to the two different packet types of VMTP,       Requests and Responses. 
  1523.  
  1524.    2. In all the following descriptions, a packet is discarded on       "return" unless otherwise stated. 
  1525.  
  1526.    3. The procedure HandleNoCSR is a management routine that       allocates and initializes a CSR and processes the packet or       else sends an error indication to the sender of the packet.       This procedure is described in greater detail in Section       4.8.1. 
  1527.  
  1528.  
  1529.  
  1530.  
  1531.  
  1532. Cheriton                                                       [page 57] 
  1533.  
  1534.  
  1535.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1536.  
  1537.  4.7.1. Response 
  1538.  
  1539. This procedure handles incoming Response packets. 
  1540.  
  1541. HandleResponse( csr, p, psize )     if not LocalClient( csr ) then         if Multicast then return |       if Migrated( p.Client ) then |           NotifyServer(csr, p ENTITY_MIGRATED ) |       else             NotifyServer(csr, p, ENTITY_NOT_HERE )         return     endif 
  1542.  
  1543.     if NSRset(p) then         if Streaming not supported then             NotifyServer(csr, p, STREAMING_NOT_SUPPORTED )             return STREAMED_RESPONSE |       Find csr corresponding to p.Transaction |       if none found then |           NotifyServer(csr, p, BAD_TRANSACTION_ID ) |           return      else       if csr.LocalTransaction not equal p.Transaction then         NotifyServer(csr, p, BAD_TRANSACTION_ID )         return     endif     Locate reply buffer rb for this p.Server     if found then         if rb.State is not ReceivingResponse then           { Duplicate }             if APGset(p) or NERset(p) then                 { Send Response to stop response packets. }                 NotifyServer(csr, p, RESPONSE_DISCARDED )             endif             return          endif          { rb.State is ReceivingRequest}          if new segment data then retain in CSR segment area.          if packetgroup not complete then              Timeout( rb, TC3(p.Server), LocalClientTimeout )              return;           endif           goto EndPacketGroup     endif     { Otherwise, a new response message. } 
  1544.  
  1545.  
  1546.  
  1547. Cheriton                                                       [page 58] 
  1548.  
  1549.  
  1550.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1551.  
  1552.      if (NSRset(p) or NERset(p)) and NoStreaming then         NotifyServer(csr, p, VMTP_ERROR )         return |    if NSRset(p) then |      { Check consecutive with previous packet group } |       Find last packet group CSR from p.Server. |       if p.Transaction not |             lastcsr.RemoteTransaction+1 mod 2**32 then |         { Out of order packet group } |            NotifyServer(csr, p, BAD_TRANSACTION_ID) |           return |       endif |       if lastcsr not completed then |           NotifyServer(lastcsr, p, RETRY ) |       endif |       if CMG(lastcsr) then |           Add segment data to lastcsr Response |           Notify lastcsr with new packet group. |           Clear lastcsr.VerifyInterval |       else |           if lastcsr available then |                 use it for this packet group |           else allocate and initialize new CSR |           Save message and segment data in new CSR area. |       endif |   else { First packet group }         Allocate and init reply buffer rb for this response.         if allocation fails then             NotifyServer(csr, p, BUSY )             return         Set rb.State to ReceivingResponse         Copy message and segment data to rb's segment area          and set rb.PacketDelivery to that delivered.         Save p.Server host address in ServerHost cache.     endif     if packetgroup not complete then         Timeout( rb, TS1(p.Client), LocalClientTimeout )         return;     endif endPacketGroup:     { We have received last packet in packet group. }     if APGset(p) then NotifyServer(csr, p, OK ) |   if NERset(p) and CMGset(p) then |       Queue waiting for continuation packet group. |       Timeout( rb, TC2(rb.Server), LocalClientTimeout ) |       return |   endif 
  1553.  
  1554.  Cheriton                                                       [page 59] 
  1555.  
  1556.  
  1557.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1558.  
  1559.      { Deliver response message. }     Deliver response to Client, or queue as appropriate. end HandleResponse 
  1560.  
  1561. Notes: 
  1562.  
  1563.    1. The mechanism for handling streaming is optional and can be       replaced with the tests for use of streaming.  Note that the       server should never stream at the Client unless the Client       has streamed at the Server or has used the STI control bit.       Otherwise, streamed Responses are a protocol error. 
  1564.  
  1565.    2. As an optimization, a Response can be stored into the CSR for       the Client rather than allocating a separate CSR for a       response buffer.  However, if multiple responses are handled,       the code must be careful to perform duplicate detection on       the Response stored there as well as those queued.  In       addition, GetResponse must create a queued version of this       Response before allowing it to be overwritten. 
  1566.  
  1567.    3. The handling of Group Responses has been omitted for brevity.       Basically, a Response is accepted if there has been a Request       received locally from the same Client and same Transaction       that has not been responded to.  In this case, the Response       is delivered to the Server or queued. 
  1568.  
  1569.  
  1570.  
  1571.  
  1572.  
  1573.  
  1574.  
  1575.  
  1576.  
  1577.  
  1578.  
  1579.  
  1580.  
  1581.  
  1582.  
  1583.  
  1584.  
  1585.  
  1586.  
  1587.  
  1588.  
  1589.  
  1590.  
  1591.  Cheriton                                                       [page 60] 
  1592.  
  1593.  
  1594.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1595.  
  1596.  4.8. Management Operations 
  1597.  
  1598. VMTP uses management operations (invoked as remote procedure calls) to effectively acknowledge packet groups and request retransmissions.  The following routine is invoked by the Client's management module on request from the Server. 
  1599.  
  1600. NotifyVmtpClient( clientId,ctrl,receiveSeqNumber,transact,delivery,code)     Get csr for clientId     if none then return     if RemoteClient( csr ) and not NotifyVmtpRemoteClient then        return |   else (for streaming) |      Find csr with same LocalTransaction as transact |      if csr is NULL then return     if csr.State not AwaitingResponse then return     if ctrl.PGcount then ack previous packet groups.     select on code       case OK:         Notify ack'ed segment blocks from delivery         Clear csr.RetransCount;         Timeout( csr, TC1(csr.Server), LocalClientTimeout )         return       case RETRY:         Set csr.TransmissionMask to missing segment blocks,             as specified by delivery         SendPacketGroup( csr )         Timeout( csr, TC1(csr.Server), LocalClientTimeout )       case RETRY_ALL         Set csr.TransmissionMask to retransmit all blocks.         SendPacketGroup( csr )         Timeout( csr, TC1(csr.Server), LocalClientTimeout ) |       if streaming then |          Restart transmission of packet groups, |                starting from transact+1          return       case BUSY:          if csr.TimeLimit exceeded then              Set csr.Code to USER_TIMEOUT              return Response to application              return;         Set csr.TransmissionMask for full retransmission         Clear csr.RetransCount         Timeout( csr, TC1(csr.Server), LocalClientTimeout )         return       case ENTITY_MIGRATED:         Get new host address for entity 
  1601.  
  1602.  Cheriton                                                       [page 61] 
  1603.  
  1604.  
  1605.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1606.  
  1607.          Set csr.TransmissionMask for full retransmission         Clear csr.RetransCount         SendPacketGroup( csr )         Timeout( csr, TC1(csr.Server), LocalClientTimeout )         return 
  1608.  
  1609.       case STREAMING_NOT_SUPPORTED:         Record that server does not support streaming         if CMG(csr) then forget this packet group         else resend Request as separate packet group.         return       default:          Set csr.Code to code          return Response to application          return;     endselect end NotifyVmtpClient 
  1610.  
  1611. Notes: 
  1612.  
  1613.    1. The delivery parameter indicates the segment blocks received       by the Server.  That is, a 1 bit in the i-th position       indicates that the i-th segment block in the segment data of       the Request was received.  All subsequent NotifyVmtpClient       operations for this transaction should be set to acknowledge       a superset of the segment blocks in this packet.  In       particular, the Client need not be prepared to retransmit the       segment data once it has been acknowledged by a Notify       operation. 
  1614.  
  1615.  4.8.1. HandleNoCSR 
  1616.  
  1617. HandleNoCSR is called when a packet arrives for which there is no CSR matching the client field of the packet. 
  1618.  
  1619. HandleNoCSR( p, psize )     if Secure(p) then         if SecureVMTP not supported then             { Assume a Request }             if not Multicast(p) then                 NotifyClient(NULL,p,SECURITY_NOT_SUPPORTED)             return         endif         HandleRequestNoCSR( p, psize )         return     endif 
  1620.  
  1621.  Cheriton                                                       [page 62] 
  1622.  
  1623.  
  1624.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1625.  
  1626.      if p.Checksum not null then         if not VerifyChecksum(p, psize) then return;     if OppositeByteOrder(p) then ByteSwap( p, psize )     if psize not equal sizeof(VmtpHeader) + 4*p.Length then         NotifyClient(NULL, p, VMTP_ERROR )         return 
  1627.  
  1628.     if p.FuncCode is Response then |        if Migrated( p.Client ) then |           NotifyServer(csr, p ENTITY_MIGRATED ) |       else             NotifyServer(csr, p, NONEXISTENT_ENTITY )         return     endif 
  1629.  
  1630.     if p.FuncCode is Request then        HandleRequestNoCSR( p, psize )     return end HandleNoCSR 
  1631.  
  1632. Notes: 
  1633.  
  1634.    1. The node need only check to see if the client entity has       migrated if in fact it supports migration of entities. 
  1635.  
  1636.    2. The procedure HandleRequestNoCSR is specified in Section       5.8.1.  In the minimal client version, it need only handle       Probe requests and can do so directly without allocating a       new CSR. 
  1637.  
  1638.  
  1639.  
  1640.  
  1641.  
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645.  
  1646.  
  1647.  
  1648.  
  1649.  
  1650.  
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654.  
  1655.  
  1656.  Cheriton                                                       [page 63] 
  1657.  
  1658.  
  1659.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1660.  
  1661.  4.9. Timeouts 
  1662.  
  1663. A client with a message transaction in progress has a single timer corresponding to the first unacknowledged request message.  (In the absence of streaming, this request is also the last request sent.)  This timeout is handled as follows: 
  1664.  
  1665. LocalClientTimeout( csr )   select on csr.State     case AwaitingResponse:       if csr.RetransCount > MaxRetrans(csr.Server) then              terminate Client's message transactions up to              and including the current message transaction.              set return code to KERNEL_TIMEOUT           return       increment csr.RetransCount       Resend current packet group with APG set.       Timeout( csr, TC2(csr.Server), LocalClientTimeout )       return     case ReceivingResponse:       if DGMset(csr) or csr.RetransCount > Max then          if MDMset(csr) then             Set MCB.MsgDeliveryMask to blocks received.          else             Set csr.Code to BAD_REPLY_SEGMENT          return to user Client       endif       increment csr.RetransCount       NotifyServer with RETRY       Timeout( csr, TC3(csr.Server), LocalClientTimeout )       return   end select end LocalClientTimeout 
  1666.  
  1667. Notes: 
  1668.  
  1669.    1. A Client can only request retransmission of a Response if the       Response is not idempotent.  If idempotent, it must       retransmit the Request.  The Server should generally support       the MsgDeliveryMask for Requests that it treats as idempotent       and that require multi-packet Responses.  Otherwise, there is       no selective retransmission for idempotent message       transactions. 
  1670.  
  1671.    2. The current packet group is the last one transmitted.  Thus,       with streaming, there may be several packet groups       outstanding that precede the current packet group. 
  1672.  
  1673.  Cheriton                                                       [page 64] 
  1674.  
  1675.  
  1676.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1677.  
  1678.     3. The Request packet group should be retransmitted without the       segment data, resulting in a single short packet in the       retransmission.  The Server must then send a       NotifyVmtpClient with a RETRY or RETRY_ALL code to get the       segment data transmitted as needed.  This strategy minimizes       the overhead on the network and the server(s) for       retransmissions. 
  1679.  
  1680.  
  1681.  
  1682.  
  1683.  
  1684.  
  1685.  
  1686.  
  1687.  
  1688.  
  1689.  
  1690.  
  1691.  
  1692.  
  1693.  
  1694.  
  1695.  
  1696.  
  1697.  
  1698.  
  1699.  
  1700.  
  1701.  
  1702.  
  1703.  
  1704.  
  1705.  
  1706.  
  1707.  
  1708.  
  1709.  
  1710.  
  1711.  
  1712.  
  1713.  
  1714.  
  1715.  
  1716.  
  1717.  
  1718.  
  1719.  
  1720.  Cheriton                                                       [page 65] 
  1721.  
  1722.  
  1723.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1724.  
  1725.  5. Server Protocol Operation 
  1726.  
  1727. This section describes the operation of the server portion of the protocol in terms of the procedures for handling VMTP user events, packet reception events and timeout events.  Each server is assumed to implement the client procedures described in the previous chapter. (This is not strictly necessary but it simplifies the exposition.) 
  1728.  
  1729.  5.1. Remote Client State Record Fields 
  1730.  
  1731. The CSR for a server is extended with the following fields, in addition to the ones listed for the client version. 
  1732.  
  1733. RemoteClient    Identifier for remote client that sent the Request that                 this CSR is handling. 
  1734.  
  1735. RemoteClientLink                 Link to next CSR hashing to same hash index in the                 ClientMap. 
  1736.  
  1737. RemoteTransaction                 Transaction identifier for Request from remote client. 
  1738.  
  1739. RemoteDelivery  The segment blocks received so far as part of a Request                 or yet to be acknowledged as part of a Response. 
  1740.  
  1741. VerifyInterval  Time interval since there was confirmation that the                 remote Client was still valid. 
  1742.  
  1743. RemotePrincipal Account identification, possibly including key and key                 timeout for secure communication. 
  1744.  
  1745.  5.2. Remote Client Protocol States 
  1746.  
  1747. A CSR in the server end is in one of the following states. 
  1748.  
  1749. AwaitingRequest Waiting for a Request packet group.  It may be marked as                 waiting on a specific Client, or on any Client. 
  1750.  
  1751. ReceivingRequest                 Waiting to receive additional Request packets in a                 multi-packet group Request. 
  1752.  
  1753. Responded       The Response has been sent and the CSR is timing out,                 providing duplicate suppression and retransmission (if 
  1754.  
  1755.  Cheriton                                                       [page 66] 
  1756.  
  1757.  
  1758.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1759.  
  1760.                  the Response was not idempotent). 
  1761.  
  1762. ResponseDiscarded                 Response has been acknowledged or has timed out so                 cannot be retransmitted.  However, duplicates are still                 filtered and CSR can be reused for new message                 transaction. 
  1763.  
  1764. Processing      Executing on behalf of the Client. 
  1765.  
  1766. Forwarded       The message transaction has been forwarded to another                 Server that is to respond directly to the Client. 
  1767.  
  1768.  5.3. State Transition Diagrams 
  1769.  
  1770. The CSR state transitions in the server are illustrated in Figure 5-1. The CSR generally starts in the AwaitingRequest state.  On receipt of a Request, the Server either has an up-to-date CSR for the Client or else it sends a Probe request (as a separate VMTP message transaction) to the VMTP management module associated with the Client.  In the latter case, the processing of the Request is delayed until a Response to the Probe request is received.  At that time, the CSR information is brought up to date and the Request is processed.  If the Request is a single-packet request, the CSR is then set in the Processing state to handle the request.  Otherwise (a multi-packet Request), the CSR is put into the ReceivingResponse state, waiting to receive subsequent Request packets that constitute the Request message.  It exits the ReceivingRequest state on timeout or on receiving the last Request packet.  In the former case, the request is delivered with an indication of the portion received, using the MsgDelivery field if MDM is set.  After request processing is complete, either the Response is sent and the CSR enters the Responded state or the message transaction is forwarded and the CSR enters the Forwarded state. 
  1771.  
  1772. In the Responded state, if the Response is not marked as idempotent, the Response is retransmitted on receipt of a retransmission of the corresponding Request, on receipt of a NotifyVmtpServer operation requesting retransmission or on timeout at which time APG is set, requesting an acknowledgment from the Client.  The Response is retransmitted some maximum number of times at which time the Response is discarded and the CSR is marked accordingly.  If a Request or a NotifyVmtpServer operation is received expecting retransmission of the Response after the CSR has entered the ResponseDiscarded state, a NotifyVmtpClient operation is sent back (or invoked in the Client management module) indicating that the response was discarded unless the Request was multicast, in which case no action is taken.  After a 
  1773.  
  1774.  Cheriton                                                       [page 67] 
  1775.  
  1776.  
  1777. RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1778.  
  1779.       (Retransmit Forwarded Request and NotifyVmtpClient)                     Request/                     Ack/                    +Timeout+                    V       |                  +-|-------^-+                  |           |           +-Time-| Forwarded |<-------------+           |  out +-----------+              |           |                                 |           |          (Retransmit Response)  |           |                      Request    |           V                      Ack        |           |                    +-Timeout-+  |           |                    V         |  |         +---------+ Ack/ +|---------^+ |  +-Time-|Response |<-Timeout--| Responded | |  |  out |Discarded|           +----^------+ |  |      +---------+                |        |  |  +------------+                 |        |  |  |            |->-Send Response-+        |  |  |            |->-forward Request--------+  +->| Processing |<----------------------+  |  |            |<----------------+     |  |  |            |<---|            |     |  |  +-|--------^-+    |          Last    |  | Receive     |      |          Request |  |    |   Timeout   Single       Packet  |  |    |        |    Packet         |   Timeout  |    |        |    Request        ^     ^  |    |        |      ^           +|-----|--+  |  +-V--------|-+    |           |Receiving|<-+Time  +->|  Awaiting  |->--+->Request->| Request |--+ out     |  Request   |    |  (multi-  +---------+     +------|-----+    ^  packet)         Request       |            |        Response       Send Probe     to            |        Probe        +---V----+     |        |Awaiting|     ^        |Response|-->--+        |to Probe|        +--------+ 
  1780.  
  1781.              Figure 5-1:   Remote Client State Transitions 
  1782.  
  1783. timeout corresponding to the time required to filter out duplicates, the 
  1784.  
  1785. Cheriton                                                       [page 68] 
  1786.  
  1787.  
  1788.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1789.  
  1790.  CSR returns either to the AwaitingRequest state or to the Processing state.  Note that "Ack" refers to acknowledgment by a Notify operation. 
  1791.  
  1792. A Request that is forwarded leaves the CSR in the Forwarded state.  In the Forwarded state, the forwarded Request is retransmitted periodically, expecting NotifyRemoteClient operations back from the Server to which the Request was forwarded, analogous to the Client behavior in the AwaitingResponse state.  In this state, a NotifyRemoteClient from this Server acknowledges the Request or asks that it be retransmitted or reports an error.  A retransmission of the Request from the Client causes a NotifyVmtpClient to be returned to the Client if APG is set.  The CSR leaves the Forwarded state after timing out in the absence of NotifyRemoteClient operations from the forward Server or on receipt of a NotifyRemoteClient operation indicating the forward Server has sent a Response and received an acknowledgement.  It then enters the ResponseDiscarded state. 
  1793.  
  1794. Receipt of a new Request from the same Client aborts the current transaction, independent of its state, and initiates a new transaction unless the new Request is part of a run of message transactions.  If it is part of a run of message transactions, the handling follows the state diagram except the new Request is not Processed until there has been a response sent to the previous transaction. 
  1795.  
  1796.  5.4. User Interface 
  1797.  
  1798. The RPC or user interface to VMTP is implementation-dependent and may use systems calls, functions or some other mechanism.  The list of requests that follow is intended to suggest the basic functionality that should be available. 
  1799.  
  1800. AcceptMessage( reqmcb, segptr, segsize, client, transid, timeout )                  Accept a new Request message in the specified reqmcb                 area, placing the segment data, if any, in the area                 described by segptr and segsize.  This returns the                 Server in the entityId field of the reqmcb and actual                 segment size in the segsize parameters.  It also returns                 the Client and Transaction for this message transaction                 in the corresponding parameters.  This procedure                 supports message semantics for request processing.  When                 a server process executes this call, it blocks until a                 Request message has been queued for the server.                 AcceptMessage returns after the specified timeout period                 if a message has not been received by that time. 
  1801.  
  1802. RespondMessage( responsemcb, client, transid, segptr )  
  1803.  
  1804.  Cheriton                                                       [page 69] 
  1805.  
  1806.  
  1807.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1808.  
  1809.                  Respond to the client with the specified response                 message and segment, again with message semantics. 
  1810.  
  1811. RespondCall( responsemcb, segptr )                  Respond to the client with the specified response                 message and segment, with remote procedure call                 semantics.  This procedure does not return.  The                 lightweight process that executes this procedure is                 matched to a stack, program counter, segment area and                 priority from the information provided in a                 ModifyService call, as specified in Appendix III. 
  1812.  
  1813. ForwardMessage( requestmcb, transid, segptr, segsize, forwardserver )                  Forward the client to the specified forwardserver with                 the request specified in mcb. 
  1814.  
  1815. ForwardCall( requestmcb, segptr, segsize, forwardserver )                  Forward the client transaction to the specified                 forwardserver with the request specified by requestmcb.                 This procedure does not return. 
  1816.  
  1817. GetRemoteClientId()                 Return the entityId for the remote client on whose                 behave the process is executing.  This is only                 applicable in the procedure call model of request                 handling. 
  1818.  
  1819. GetForwarder( client )                 Return the entity that forwarded this Request, if any. 
  1820.  
  1821. GetProcess( client )                 Return an identifier for the process associated with                 this client entity-id. 
  1822.  
  1823. GetPrincipal( client )                 Return the principal associated with this client                 entity-id. 
  1824.  
  1825.  5.5. Event Processing 
  1826.  
  1827. The following events may occur in VMTP servers. 
  1828.  
  1829.    - User Requests 
  1830.  
  1831.         * Receive 
  1832.  
  1833.  
  1834.  
  1835. Cheriton                                                       [page 70] 
  1836.  
  1837.  
  1838.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1839.  
  1840.          * Respond 
  1841.  
  1842.         * Forward 
  1843.  
  1844.         * GetForwarder 
  1845.  
  1846.         * GetProcess 
  1847.  
  1848.         * GetPrincipal 
  1849.  
  1850.    - Packet Arrival 
  1851.  
  1852.         * Request Packet 
  1853.  
  1854.    - Management Operations 
  1855.  
  1856.         * NotifyVmtpServer 
  1857.  
  1858.    - Timeouts 
  1859.  
  1860.         * Client State Record Timeout 
  1861.  
  1862. The handling of these events is described in detail in the following subsections.  The conventions of the previous chapter are followed, including the use of the various subroutines in the description. 
  1863.  
  1864.  5.6. Server User-invoked Events 
  1865.  
  1866. A user event occurs when a VMTP server invokes one of the VMTP interface procedures. 
  1867.  
  1868.  5.6.1. Receive 
  1869.  
  1870. AcceptMessage(reqmcb, segptr, segsize, client, transid, timeout)     Locate server's request queue.     if request is queued then         Remember CSR associated with this Request.         return Request in reqmcb, segptr and segsize                and client and transaction id.     Wait on server's request queue for next request     up time timeout seconds. end ReceiveCall 
  1871.  
  1872. Notes: 
  1873.  
  1874.  
  1875.  
  1876. Cheriton                                                       [page 71] 
  1877.  
  1878.  
  1879.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1880.  
  1881.     1. If a multi-packet Request is partially received at the time       of the AcceptMessage, the process waits until it completes. 
  1882.  
  1883.    2. The behavior of a process accepting a Request as a       lightweight thread is similar except that the process       executes using the Request data logically as part of the       requesting Client process. 
  1884.  
  1885.  5.6.2. Respond 
  1886.  
  1887. RespondCall is described as one case of the Respond transmission procedure; RespondMessage is similar. 
  1888.  
  1889. RespondCall( responsemcb, responsesegptr )     Locate csr for this client.     Check segment data accessible, if any     if local client then         Handle locally         return     endif     if responsemcb.Code is RESPONSE_DISCARDED then         Mark as RESPONSE_DISCARDED         return     SendPacketGroup( csr )     set csr.State to Responded.     if DGM reply then { Idempotent }         release segment data         Timeout( csr, TS4(csr.Client), FreeCsr );     else { Await acknowledgement or new Request else ask for ack. }         Timeout( csr, TS5(csr.Client), RemoteClientTimeout ) end RespondCall 
  1890.  
  1891. Notes: 
  1892.  
  1893.    1. RespondMessage is similar except the Server process must be       synchronized with the release of the segment data (if any). 
  1894.  
  1895.    2. The non-idempotent Response with segment data is sent first       without a request for an acknowledgement.  The Response is       retransmitted after time TS5(client) if no acknowledgment or       new Request is received from the client in the meantime.  At       this point, the APG bit is sent. 
  1896.  
  1897.    3. The MCB of the Response is buffered in the client CSR, which       remains for TS4 seconds, sufficient to filter old duplicates.       The segment data (if any) must be retained intact until:  (1) 
  1898.  
  1899.  Cheriton                                                       [page 72] 
  1900.  
  1901.  
  1902.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1903.  
  1904.        after transmission if idempotent or (2) after acknowledged or       timeout has occurred if not idempotent.  Techniques such as       copy-on-write might be used to keep a copy of the Response       segment data without incurring the cost of a copy. 
  1905.  
  1906.  5.6.3. Forward 
  1907.  
  1908. Forwarding is logically initiating a new message transaction between the Server (now acting as a Client) and the server to which the Request is forwarded.  When the second server returns a Response, the same Response is immediately returned to the Client.  The forwarding support in VMTP preserves these semantics while providing some performance optimizations in some cases. 
  1909.  
  1910. ForwardCall( req, segptr, segsize, forwardserver )     Locate csr for this client.     Check segment data accessible, if any 
  1911.  
  1912.     if local client or Request was multicast or secure        or csr.ForwardCount == 15 then         Handle as a new Send operation         return     if forwardserver is local then         Handle locally         return     Set csr.funccode to Request     Increment csr.ForwardCount     Set csr.State to Responded     SendPacketGroup( csr ) { To ForwardServer }     Timeout( csr, TS4(csr.Client), FreeAlien ) end ForwardCall 
  1913.  
  1914. Notes: 
  1915.  
  1916.    1. A Forward is logically a new call or message transaction.  It       must be really implemented as a new message transaction if       the original Request was multicast or secure (with the       optional further refinement that it can be used with a secure       message transaction when the Server and ForwardServer are the       same principal and the Request was not multicast). 
  1917.  
  1918.    2. A Forward operation is never handled as an idempotent       operation because it requires knowledge that the       ForwardServer will treat the forwarded operation as       idempotent as well.  Thus, a Forward operation that includes       a segment should set APG on the first transmission of the 
  1919.  
  1920.  Cheriton                                                       [page 73] 
  1921.  
  1922.  
  1923.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1924.  
  1925.        forwarded Request to get an acknowledgement for this data.       Once the acknowledgement is received, the forwarding Server       can discard the segment data, leaving only the basic CSR to       handle retransmissions from the Client. 
  1926.  
  1927.  5.6.4. Other Functions 
  1928.  
  1929. GetRemoteClient is a simple local query of the CSR.  GetProcess and GetPrincipal also extract this information from the CSR.  A server module may defer the Probe callback to the Client to get that information until it is requested by the Server (assuming it is not using secure communication and duplicate suppression is adequate without callback.)  GetForwarder is implemented as a callback to the Client, using a GetRequestForwarder VMTP management operation.  Additional management procedures for VMTP are described in Appendix III. 
  1930.  
  1931.  5.7. Request Packet Arrival 
  1932.  
  1933. The basic packet reception follows that described for the Client routines.  A Request packet is handled by the procedure HandleRequest. 
  1934.  
  1935. HandleRequest( csr, p, psize ) 
  1936.  
  1937.     if LocalClient(csr) then         { Forwarded Request on local Client }         if csr.LocalTransaction != p.Transaction then return         if csr.State != AwaitingResponse then return         if p.ForwardCount < csr.ForwardCount then            Discard Request and return.         Find a CSR for Client as a remote Client.         if not found then             if packet group complete then                 handle as a local message transaction                 return             Allocate and init CSR             goto newTransaction         { Otherwise part of current transaction }         { Handle directly below. }n     if csr.RemoteTransaction = p.Transaction then       { Matches current transaction }         if OldForward(p.ForwardCount,csr.ForwardCount) then             return         if p.ForwardCount > csr.ForwardCount then           { New forwarded transaction }             goto newTransaction 
  1938.  
  1939.  Cheriton                                                       [page 74] 
  1940.  
  1941.  
  1942.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1943.  
  1944.          { Otherwise part of current transaction }         if csr.State = ReceivingRequest then             if new segment data then retain in CSR segment area.             if Request not complete then                Timeout( csr, TS1(p.Client), RemoteClientTimeout )                return;             endif             goto endPacketGroup         endif         if csr.State is Responded then           { Duplicate }             if csr.Code is RESPONSE_DISCARDED                and Multicast(p) then                 return             endif             if not DGM(csr) then { Not idempotent }                 if SegmentData(csr) then set APG                 { Resend Response or Request, if Forwarded }                 SendPacketGroup( csr )                 timeout=if SegmentData(csr) then TS5(csr.Client)                           else TS4(csr.Client)                 Timeout( csr, timeout, RemoteClientTimeout )                 return             { Else idempotent - fall thru to newTransaction }         else { Presume it is a retransmission }             NotifyClient( csr, p, OK )             return    else if OldTransaction(csr.RemoteTransact,p.Transaction) then         return     { Otherwise, a new message transaction. } newTransaction:     Abort handling of previous transactions for this Client. 
  1945.  
  1946.     if (NSRset(p) or NERset(p)) and NoStreaming then         NotifyClient( csr, p, STREAMING_NOT_SUPPORTED )         return |   if NSRset(p) then { Streaming } |     { Check that consecutive with previous packet group } |       Find last packet group CSR from this client. |      if p.Transaction not lastcsr.RemoteTransaction+1 mod 2**32 |         and not STIset(lastcsr) or |        p.Transaction not lastcsr.RemoteTransaction+256 mod **32 |        then |         { Out of order packet group } |         NotifyClient(csr, p, BAD_TRANSACTION_ID ) |         return |       endif 
  1947.  
  1948.  Cheriton                                                       [page 75] 
  1949.  
  1950.  
  1951.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1952.  
  1953.  |       if lastcsr not completed then |           NotifyClient( lastcsr, p, RETRY ) |       endif |       if lastcsr available then use it for this packet group |       else allocate and initialize new CSR |       if CMG(lastcsr) then |          Add segment data to lastcsr Request |          Keep csr as record of this packet group. |          Clear lastcsr.VerifyInterval |      endif |   else { First packet group }         if MultipleRemoteClients(csr) then ScavengeCsrs(p.Client)         Set csr.RemoteTransaction, csr.Priority         Copy message and segment data to csr's segment area          and set csr.PacketDelivery to that delivered.         Clear csr.PacketDelivery         Clear csr.VerifyInterval         SaveNetworkAddress( csr, p )     endif     if packetgroup not complete then         Timeout( csr, TS3(p.Client), RemoteClientTimeout )         return;     endif endPacketGroup:     { We have received complete packet group. }     if APG(p) then NotifyClient( csr, p, OK )     endif |   if NERset(p) and CMG(p) then |       Queue waiting for continuation packet group. |       Timeout( csr, TS3(csr.Client), RemoteClientTimeout ) |       return |   endif     { Deliver request message. }     if GroupId(csr.Server) then         For each server identified by csr.Server             Replicate csr and associated data segment.             if CMDset(csr) and Server busy then                Discard csr and data             else                Deliver or invoke csr for each Server.             if not DGMset(csr) then queue for Response             else Timeout( csr, TS4(csr.Client), FreeCsr )         endfor      else        if CMDset(csr) and Server busy then            Discard csr and data         else 
  1954.  
  1955.  Cheriton                                                       [page 76] 
  1956.  
  1957.  
  1958.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  1959.  
  1960.             Deliver or invoke csr for this server.         if not DGMset(csr) then queue for Response         else Timeout( csr, TS4(csr.Client), FreeCsr )      endif end HandleRequest 
  1961.  
  1962. Notes: 
  1963.  
  1964.    1. A Request received that specifies a Client that is a local       entity should be a Request forwarded by a remote server to a       local Server. 
  1965.  
  1966.    2. An alternative structure for handling a Request sent to a       group when there are multiple local group members is to       create a remote CSR for each group member on reception of the       first packet and deliver a copy of each packet to each such       remote CSR as each packet arrives. 
  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.  Cheriton                                                       [page 77] 
  1999.  
  2000.  
  2001.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2002.  
  2003.  5.8. Management Operations 
  2004.  
  2005. VMTP uses management operations (invoked as remote procedure calls) to effectively acknowledge packet groups and request retransmissions.  The following routine is invoked by the Server's management module on request from the Client. 
  2006.  
  2007. NotifyVmtpServer(server,clientId,transact,delivery,code)     Find csr with same RemoteTransaction and RemoteClient     as clientId and transact.     if not found or csr.State not Responded then return     if DGMset(csr) then         if transmission of Response in progress then             Abort transmission             if code is migrated then                restart transmission with new host addr.         if Retry then Report protocol error         return     endif     select on code       case RETRY:         if csr.RetransCount > MaxRetrans(clientId) then              if response data segment then                  Discard data and mark as RESPONSE_DISCARDED |                if NERset(csr) and subsequent csr then |                    Deallocate csr and use later csr for |                    future duplicate suppression |                endif              return         endif         increment csr.RetransCount         Set csr.TransmissionMask to missing segment blocks,             as specified by delivery         SendPacketGroup( csr )         Timeout( csr, TS3(csr.Client), RemoteClientTimeout )       case BUSY:         if csr.TimeLimit exceeded then             if response data segment then                 Discard data and mark as RESPONSE_DISCARDED |               if NERset(csr) and subsequent csr then |                   Deallocate csr and use later csr for |                   future duplicate suppression |               endif              endif         endif         Set csr.TransmissionMask for full retransmission         Clear csr.RetransCount 
  2008.  
  2009.  Cheriton                                                       [page 78] 
  2010.  
  2011.  
  2012.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2013.  
  2014.          Timeout( csr, TS3(csr.Server), RemoteClientTimeout )         return 
  2015.  
  2016.       case ENTITY_MIGRATED:         Get new host address for entity         Set csr.TransmissionMask for full retransmission         Clear csr.RetransCount         SendPacketGroup( csr )         Timeout( csr, TS3(csr.Server), RemoteClientTimeout )         return 
  2017.  
  2018.       case default:         Abort transmission of Response if in progress.         if response data segment then            Discard data and mark as RESPONSE_DISCARDED            if NERset(csr) and subsequent csr then                Deallocate csr and use later csr for                future duplicate suppression            endif         return     endselect end NotifyVmtpServer 
  2019.  
  2020. Notes: 
  2021.  
  2022.    1. A NotifyVmtpServer operation requesting retransmission of       the Response is acceptable only if the Response was not       idempotent.  When the Response is idempotent, the Client must       be prepared to retransmit the Request to effectively request       retransmission of the Response. 
  2023.  
  2024.    2. A NotifyVmtpServer operation may be received while the       Response is being transmitted.  If an error return, as an       efficiency, the transmission should be aborted, as suggested       when the Response is a datagram. 
  2025.  
  2026.    3. A NotifyVmtpServer operation indicating OK or an error       allows the Server to discard segment data and not provide for       subsequent retransmission of the Response. 
  2027.  
  2028.  5.8.1. HandleRequestNoCSR 
  2029.  
  2030. When a Request is received from a Client for which the node has no CSR, the node allocates and initializes a CSR for this Client and does a callback to the Client's VMTP management module to get the Principal, Process and other information associated with this Client.  It also 
  2031.  
  2032.  Cheriton                                                       [page 79] 
  2033.  
  2034.  
  2035.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2036.  
  2037.  checks that the TransactionId is correct in order to filter out duplicates. 
  2038.  
  2039. HandleRequestNoCSR( p, psize ) |   if Secure(p) then |       Allocate and init CSR |       SaveSourceHostAddr( csr, p ) |       ProbeRemoteClient( csr, p, AUTH_PROBE ) |       if no response or error then |          delete CSR |          return |       Decrypt( csr.Key, p, psize ) |        if p.Checksum not null then |       if not VerifyChecksum(p, psize) then return; |       if OppositeByteOrder(p) then ByteSwap( p, psize ) |       if psize not equal sizeof(VmtpHeader) + 4*p.Length then |          NotifyClient(NULL, p, VMTP_ERROR ) |          return |       HandleRequest( csr, p, psize ) |       return     if Server does not exist then         NotifyClient( csr, p, NONEXISTENT_ENTITY )         return     endif     if security required by server then         NotifyClient(csr, p, SECURITY_REQUIRED )         return     endif     Allocate and init CSR     SaveSourceHostAddr( csr, p );     if server requires Authentication then         ProbeRemoteClient( csr, p, AUTH_PROBE )         if no response or error then            delete CSR            return     endif     { Setup immediately as a new message transaction }     set csr.Server to p.Server     set csr.RemoteTransaction to p.Transaction-1 
  2040.  
  2041.     HandleRequest( csr, p, psize )     endif 
  2042.  
  2043. Notes: 
  2044.  
  2045.    1. A Probe request is always handled as a Request not requiring       authentication so it never generates a callback Probe to the 
  2046.  
  2047.  Cheriton                                                       [page 80] 
  2048.  
  2049.  
  2050.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2051.  
  2052.        Client. 
  2053.  
  2054.    2. If the Server host retains remote client CSR's for longer       than the maximum packet lifetime and the Request       retransmission time, and the host has been running for at       least that long, then it is not necessary to do a Probe       callback unless the Request is secure.  A Probe callback can       take place when the Server asks for the Process or       PrincipalId associated with the Client. 
  2055.  
  2056.  
  2057.  
  2058.  
  2059.  
  2060.  
  2061.  
  2062.  
  2063.  
  2064.  
  2065.  
  2066.  
  2067.  
  2068.  
  2069.  
  2070.  
  2071.  
  2072.  
  2073.  
  2074.  
  2075.  
  2076.  
  2077.  
  2078.  
  2079.  
  2080.  
  2081.  
  2082.  
  2083.  
  2084.  
  2085.  
  2086.  
  2087.  
  2088.  
  2089.  
  2090.  
  2091.  
  2092.  
  2093.  
  2094.  Cheriton                                                       [page 81] 
  2095.  
  2096.  
  2097.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2098.  
  2099.  5.9. Timeouts 
  2100.  
  2101. The server must implement a timeout for remote client CSRs.  There is a timeout for each CSR in the server. 
  2102.  
  2103. RemoteClientTimeout( csr )   select on csr.State     case Responded:         if RESPONSE_DISCARDED then             mark as timed out             Make a candidate for reuse.             return         if csr.RetransCount > MaxRetrans(Client) then             discard Response             mark CSR as RESPONSE_DISCARDED             Timeout(csr, TS4(Client), RemoteClientTimeout)             return         increment csr.RetransCount         { Retransmit Response or forwarded Request }         Set APG to get acknowledgement.         SendPacketGroup( csr )         Timeout( csr, TS3(Client), RemoteClientTimeout )         return     case ReceivingRequest:       if csr.RetransCount > MaxRetrans(csr.Client)          or DGMset(csr) or NRTset(csr) then           Modify csr.segmentSize and csr.MsgDelivery           to indicate packets received.           if MDMset(csr) then               Invoke processing on Request               return           else               discard Request and reuse CSR               (Note: Need not remember Request discarded.)               return       increment csr.RetransCount       NotifyClient( csr, p, RETRY )       Timeout( csr, TS3(Client), RemoteClientTimeout )       return     default:         Report error - invalid state for RemoteClientTimeout     endselect end RemoteClientTimeout 
  2104.  
  2105. Notes: 
  2106.  
  2107.    1. When a CSR in the Responded state times out after discarding 
  2108.  
  2109.  Cheriton                                                       [page 82] 
  2110.  
  2111.  
  2112.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2113.  
  2114.        the Response, it can be made available for reuse, either by       the same Client or a different one.  The CSR should be kept       available for reuse by the Client for as long as possible to       avoid unnecessary callback Probes. 
  2115.  
  2116.  
  2117.  
  2118.  
  2119.  
  2120.  
  2121.  
  2122.  
  2123.  
  2124.  
  2125.  
  2126.  
  2127.  
  2128.  
  2129.  
  2130.  
  2131.  
  2132.  
  2133.  
  2134.  
  2135.  
  2136.  
  2137.  
  2138.  
  2139.  
  2140.  
  2141.  
  2142.  
  2143.  
  2144.  
  2145.  
  2146.  
  2147.  
  2148.  
  2149.  
  2150.  
  2151.  
  2152.  
  2153.  
  2154.  
  2155.  
  2156.  
  2157.  
  2158.  
  2159.  
  2160. Cheriton                                                       [page 83] 
  2161.  
  2162.  
  2163.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2164.  
  2165.  6. Concluding Remarks 
  2166.  
  2167. This document represents a description of the current state of the VMTP design.  We are currently engaged in several experimental implementations to explore and refine all aspects of the protocol. Preliminary implementations are running in the UNIX 4.3BSD kernel and in the V kernel. 
  2168.  
  2169. Several issues are still being discussed and explored with this protocol.  First, the size of the checksum field and the algorithm to use for its calculation are undergoing some discussion.  The author believes that the conventional 16-bit checksum used with TCP and IP is too weak for future high-speed networks, arguing for at least a 32-bit checksum.  Unfortunately, there appears to be limited theory covering checksum algorithms that are suitable for calculation in software. 
  2170.  
  2171. Implementation of the streaming facilities of VMTP is still in progress. This facility is expected to be important for wide-area, long delay communication. 
  2172.  
  2173.  
  2174.  
  2175.  
  2176.  
  2177.  
  2178.  
  2179.  
  2180.  
  2181.  
  2182.  
  2183.  
  2184.  
  2185.  
  2186.  
  2187.  
  2188.  
  2189.  
  2190.  
  2191.  
  2192.  
  2193.  
  2194.  
  2195.  
  2196.  
  2197.  
  2198.  
  2199.  
  2200.  
  2201.  Cheriton                                                       [page 84] 
  2202.  
  2203.  
  2204.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2205.  
  2206.  I. Standard VMTP Response Codes 
  2207.  
  2208. The following are the numeric values of the response codes used in VMTP. 
  2209.  
  2210. 0               OK 
  2211.  
  2212. 1               RETRY 
  2213.  
  2214. 2               RETRY_ALL 
  2215.  
  2216. 3               BUSY 
  2217.  
  2218. 4               NONEXISTENT_ENTITY 
  2219.  
  2220. 5               ENTITY_MIGRATED 
  2221.  
  2222. 6               NO_PERMISSION 
  2223.  
  2224. 7               NOT_AWAITING_MSG 
  2225.  
  2226. 8               VMTP_ERROR 
  2227.  
  2228. 9               MSGTRANS_OVERFLOW 
  2229.  
  2230. 10              BAD_TRANSACTION_ID 
  2231.  
  2232. 11              STREAMING_NOT_SUPPORTED 
  2233.  
  2234. 12              NO_RUN_RECORD 
  2235.  
  2236. 13              RETRANS_TIMEOUT 
  2237.  
  2238. 14              USER_TIMEOUT 
  2239.  
  2240. 15              RESPONSE_DISCARDED 
  2241.  
  2242. 16              SECURITY_NOT_SUPPORTED 
  2243.  
  2244. 17              BAD_REPLY_SEGMENT 
  2245.  
  2246. 18              SECURITY_REQUIRED 
  2247.  
  2248. 19              STREAMED_RESPONSE 
  2249.  
  2250. 20              TOO_MANY_RETRIES 
  2251.  
  2252. 21              NO_PRINCIPAL 
  2253.  
  2254.  Cheriton                                                       [page 85] 
  2255.  
  2256.  
  2257.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2258.  
  2259.  22              NO_KEY 
  2260.  
  2261. 23              ENCRYPTION_NOT_SUPPORTED 
  2262.  
  2263. 24              NO_AUTHENTICATOR 
  2264.  
  2265. 25-63           Reserved for future VMTP assignment. 
  2266.  
  2267. Other values of the codes are available for use by higher level protocols.  Separate protocol documents will specify further standard values. 
  2268.  
  2269. Applications are free to use values starting at 0x00800000 (hex) for application-specific return values. 
  2270.  
  2271.  
  2272.  
  2273.  
  2274.  
  2275.  
  2276.  
  2277.  
  2278.  
  2279.  
  2280.  
  2281.  
  2282.  
  2283.  
  2284.  
  2285.  
  2286.  
  2287.  
  2288.  
  2289.  
  2290.  
  2291.  
  2292.  
  2293.  
  2294.  
  2295.  
  2296.  
  2297.  
  2298.  
  2299.  
  2300.  
  2301.  
  2302.  
  2303.  
  2304.  
  2305. Cheriton                                                       [page 86] 
  2306.  
  2307.  
  2308.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2309.  
  2310.  II. VMTP RPC Presentation Protocol 
  2311.  
  2312. For complete generality, the mapping of the procedures and the parameters onto VMTP messages should be defined by a RPC presentation protocol.  In the absence of an accepted standard protocol, we define an RPC presentation protocol for VMTP as follows. 
  2313.  
  2314. Each procedure is assigned an identifying Request Code.  The Request code serves effectively the same as a tag field of variant record, identifying the format of the Request and associated Response as a variant of the possible message formats. 
  2315.  
  2316. The format of the Request for a procedure is its Request Code followed by its parameters sequentially in the message control block until it is full. 
  2317.  
  2318. The remaining parameters are sent as part of the message segment data formatted according to the XDR protocol (RFC ??).  In this case, the size of the segment is specified in the SegmentSize field. 
  2319.  
  2320. The Response for a procedure consists of a ResponseCode field followed by the return parameters sequentially in the message control block, except if there is a parameter returned that must be transmitted as segment data, its size is specified in the SegmentSize field and the parameter is stored in the SegmentData field. 
  2321.  
  2322. Attributes associated with procedure definitions should indicate the Flags to be used in the RequestCode.  Request Codes are assigned as described below. 
  2323.  
  2324.  II.1. Request Code Management 
  2325.  
  2326. Request codes are divided into Public Interface Codes and application-specific, according to whether the PIC value is set.  An interface is a set of request codes representing one service or module function.  A public interface is one that is to be used in multiple independently developed modules.  In VMTP, public interface codes are allocated in units of 256 structured as 
  2327.  
  2328.  +-------------+----------------+-------------------+  | ControlFlags|  Interface     | Version/Procedure |  +-------------+----------------+-------------------+     8 bits          16 bits              8 bits   An interface is free to allocate the 8 bits for version and procedure as desired.  For example, all 8 bits can be used for procedures.  A module requiring more than 256 Version/Procedure values can be allocated 
  2329.  
  2330. Cheriton                                                       [page 87] 
  2331.  
  2332.  
  2333.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2334.  
  2335.  multiple Interface values.  They need not be consecutive Interface values. 
  2336.  
  2337.  
  2338.  
  2339.  
  2340.  
  2341.  
  2342.  
  2343.  
  2344.  
  2345.  
  2346.  
  2347.  
  2348.  
  2349.  
  2350.  
  2351.  
  2352.  
  2353.  
  2354.  
  2355.  
  2356.  
  2357.  
  2358.  
  2359.  
  2360.  
  2361.  
  2362.  
  2363.  
  2364.  
  2365.  
  2366.  
  2367.  
  2368.  
  2369.  
  2370.  
  2371.  
  2372.  
  2373.  
  2374.  
  2375.  
  2376.  
  2377.  
  2378.  
  2379.  
  2380.  
  2381.  
  2382.  
  2383. Cheriton                                                       [page 88] 
  2384.  
  2385.  
  2386.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2387.  
  2388.  III. VMTP Management Procedures 
  2389.  
  2390. Standard procedures are defined for VMTP management, including creation, deletion and query of entities and entity groups, probing to get information about entities, and updating message transaction information at the client or the server. 
  2391.  
  2392. The procedures are implemented by the VMTP manager that constitutes a portion of every complete VMTP module.  Each procedure is invoked by sending a Request to the VMTP manager that handles the entity specified in the operation or the local manager.  The Request sent using the normal Send operation with the Server specified as the well-known entity group VMTP_MANGER_GROUP, using the CoResident Entity mechanism to direct the request to the specific manager that should handle the Request. (The ProbeEntity operation is multicast to the VMTP_MANAGER_GROUP if the host address for the entity is not known locally and the host address is determined as the host address of the responder.  For all other operations, a ProbeEntity operation is used to determine the host address if it is not known.)  Specifying co-resident entity 0 is interpreted as the co-resident with the invoking process.  The co-resident entity identifier may also specify a group in which case, the Request is sent to all managers with members in this group. 
  2393.  
  2394. The standard procedures with their RequestCode and parameters are listed below with their semantics.  (The RequestCode range 0xVV000100 to 0xVV0001FF is reserved for use by the VMTP management routines, where VV is any choice of control flags with the PIC bit set.  The flags are set below as required for each procedure.) 
  2395.  
  2396. 0x05000101 - ProbeEntity(CREntity, entityId, authDomain) -> (code,                 <staterec>)                  Request and return information on the specified entity                 in the specified authDomain, sending the Request to the                 VMTP management module coresident with CREntity.  An                 error return is given if the requested information                 cannot be provided in the specified authDomain.  The                 <staterec> returned is structured as the following                 fields. 
  2397.  
  2398.                 Transaction identifier                                 The current or next transaction                                 identifier being used by the probed                                 entity. 
  2399.  
  2400.                 ProcessId: 64 bits                                  Identifier for client process.  The                                 meaning of this is specified as part of 
  2401.  
  2402.  Cheriton                                                       [page 89] 
  2403.  
  2404.  
  2405.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2406.  
  2407.                                  the Domain definition. 
  2408.  
  2409.                 PrincipalId     The identifier for the principal or                                 account associated with the process                                 specified by ProcessId.  The meaning of                                 this field is specified as part of the                                 Domain definition. 
  2410.  
  2411.                 EffectivePrincipalId                                 The identifier for the principal or                                 account associated with the Client port,                                 which may be different from the                                 PrincipalId especially if this is an                                 nested call.  The meaning of this field                                 is specified as part of the Domain                                 definition. 
  2412.  
  2413.                 The code field indicates whether this is an error                 response or not.  The codes and their interpretation                 are: 
  2414.  
  2415.                   OK                 No error. Probe was completed OK. 
  2416.  
  2417.                   NONEXISTENT_ENTITY                 Specified entity does not exist. 
  2418.  
  2419.                   ENTITY_MIGRATED                 The entity has migrated and is no longer at the host to                 which the request was sent. 
  2420.  
  2421.                   NO_PERMISSION                 Entity has refused to provide ProbeResponse. 
  2422.  
  2423.                   VMTP_ERROR                 The Request packet group was in error relative to the                 VMTP protocol specification. 
  2424.  
  2425.                   "default"                 Some type of error - discard ProbeResponse. 
  2426.  
  2427. 0x0D000102 - AuthProbeEntity(CREntity,entityId,authDomain,randomId) ->                 (code,ProbeAuthenticator,EncryptType,EntityAuthenticator)                                  Request authentication of the entity specified by                 entityId from the VMTP manager coresident with CREntity                 in authDomain authentication domain, returning the 
  2428.  
  2429.  Cheriton                                                       [page 90] 
  2430.  
  2431.  
  2432.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2433.  
  2434.                  information contained in the return parameters.  The                 fields are set the same as that specified for the basic                 ProbeResponse except as noted below. 
  2435.  
  2436.                 ProbeAuthenticator                                 20 bytes consisting of the EntityId, the                                 randomId and the probed Entity's current                                 Transaction value plus a 32-bit checksum                                 for these two fields (checksummed using                                 the standard packet Checksum algorithm),                                 all encrypted with the Key supplied in                                 the Authenticator. 
  2437.  
  2438.                 EncryptType     An identifier that identifies the                                 variant of encryption method being used                                 by the probed Entity for packets it                                 transmits and packets it is able to                                 receive.  (See Appendix V.)  The                                 high-order 8 bits of the EncryptType                                 contain the XOR of the 8 octets of the                                 PrincipalId associated with private key                                 used to encrypt the EntityAuthenticator.                                 This value is used by the requestor or                                 Client as an aid in locating the key to                                 decrypt the authenticator. 
  2439.  
  2440.                 EntityAuthenticator                                 (returned as segment data) The                                 ProcessId, PrincipalId,                                 EffectivePrincipal associated with the                                 ProbedEntity plus the private                                 encryption/decryption key and its                                 lifetime limit to be used for                                 communication with the Entity.  The                                 authenticator is encrypted with a                                 private key associated with the Client                                 entity such that it can be neither read                                 nor forged by a party not trusted by the                                 Client Entity.  The format of the                                 Authenticator in the message segment is                                 shown in detail in Figure III-1. 
  2441.  
  2442.                 Key: 64 bits    Encryption key to be used for encrypting                                 and decrypting packets sent to and                                 received from the probed Entity.  This                                 is the "working" key for packet                                 transmissions.  VMTP only uses private 
  2443.  
  2444.  Cheriton                                                       [page 91] 
  2445.  
  2446.  
  2447.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2448.  
  2449.                  +-----------------------------------------------+                 |            ProcessId   (8 octets)             |                 +-----------------------------------------------+                 |           PrincipalId  (8 octets)             |                 +-----------------------------------------------+                 |           EffectivePrincipalId  (8 octets)    |                 +-----------------------------------------------+                 |            Key  (8 octets)                    |                 +-----------------------------------------------+                 |              KeyTimeLimit                     |                 +-----------------------------------------------+                 |              AuthDomain                       |                 +-----------------------------------------------+                 |               AuthChecksum                    |                 +-----------------------------------------------+ 
  2450.  
  2451.                   Figure III-1:   Authenticator Format 
  2452.  
  2453.                                 key encryption for data transmission. 
  2454.  
  2455.                 KeyTimeLimit: 32 bits                                  The time in seconds since Dec. 31st,                                 1969 GMT at which one should cease to                                 use the Key. 
  2456.  
  2457.                 AuthDomain: 32 bits                                  The authentication domain in which to                                 interpret the principal identifiers.                                 This may be different from the                                 authDomain specified in the call if the                                 Server cannot provide the authentication                                 information in the request domain. 
  2458.  
  2459.                 AuthChecksum: 32 bits                                  Contains the checksum (using the same                                 Checksum algorithm as for packet) of                                 KeyTimeLimit, Key, PrincipalId and                                 EffectivePrincipalId. 
  2460.  
  2461.                 Notes: 
  2462.  
  2463.                    1. A authentication Probe Request and Response                       are sent unencrypted in general because it is                       used prior to there being a secure channel.                       Therefore, specific fields or groups of                       fields checksummed and encrypted to prevent                       unauthorized modification or forgery.  In 
  2464.  
  2465.  Cheriton                                                       [page 92] 
  2466.  
  2467.  
  2468.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2469.  
  2470.                        particular, the ProbeAuthenticator is                       checksummed and encrypted with the Key. 
  2471.  
  2472.                    2. The ProbeAuthenticator authenticates the                       Response as responding to the Request when                       its EntityId, randomId and Transaction values                       match those in the Probe request.  The                       ProbeAutenticator is bound to the                       EntityAutenticator by being encrypted by the                       private Key contained in that authenticator. 
  2473.  
  2474.                    3. The authenticator is encrypted such that it                       can be decrypted by a private key, known to                       the Client.  This authenticator is presumably                       obtained from a key distribution center that                       the Client trusts.  The AuthChecksum prevents                       undetected modifications to the                       authenticator. 
  2475.  
  2476. 0x05000103 - ProbeEntityBlock( entityId ) -> ( code, entityId )                  Check whether the block of 256 entity identifiers                 associated with this entityId are in use.  The entityId                 returned should match that being queried or else the                 return value should be ignored and the operation redone. 
  2477.  
  2478. 0x05000104 - QueryVMTPNode( entityId ) -> (code, MTU, flags, authdomain,                 domains, authdomains, domainlist)                  Query the VMTP management module for entityId to get                 various module- or node-wide parameters, including:  (1)                 MTU - Maximum transmission unit or packet size handled                 by this node.  (2) flags- zero or more of the following                 bit fields: 
  2479.  
  2480.                 1               Handles streamed Requests. 
  2481.  
  2482.                 2               Can issue streamed message transactions                                 for clients. 
  2483.  
  2484.                 4               Handles secure Requests. 
  2485.  
  2486.                 8               Can issue secure message transactions. 
  2487.  
  2488.                 The authdomain indicates the primary authentication                 domain supported.  The domains and authdomains                 parameters indicate the number of entity domains and                 authentication domains supported by this node, which are                 listed in the data segment parameter domainlist if 
  2489.  
  2490.  Cheriton                                                       [page 93] 
  2491.  
  2492.  
  2493.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2494.  
  2495.                  either parameter is non-zero. (All the entity domains                 precede the authentication domains in the data segment.) 
  2496.  
  2497. 0x05000105 - GetRequestForwarder( CREntity, entityId1 ) -> (code,                 entityId2, principal, authDomain)                  Return the forwarding server's entity identifer and                 principal for the forwarder of entityId1.  CREntity                 should be zero to get the local VMTP management module. 
  2498.  
  2499. 0x05000106 - CreateEntity( entityId1 ) -> ( code, entityId2 )                  Create a new entity and return its entity identifier in                 entityId2.  The entity is created local to the entity                 specified in entityId1 and local to the requestor if                 entityId1 is 0. 
  2500.  
  2501. 0x05000107 - DeleteEntity( entityId ) -> ( code )                  Delete the entity specified by entityId, which may be a                 group.  If a group, the deletion is only on a best                 efforts basis.  The client must take additional measures                 to ensure complete deletion if required. 
  2502.  
  2503. 0x0D000108 -QueryEntity( entityId ) -> ( code, descriptor )                  Return a descriptor of entityId in arg of a maximum of                 segmentSize bytes. 
  2504.  
  2505. 0x05000109 - SignalEntity( entityId, arg )->( code )                  Send the signal specified by arg to the entity specified                 by entityId.  (arg is 32 bits.) 
  2506.  
  2507. 0x0500010A - CreateGroup(CREntity,entityGroupId,entityId,perms)->(code)                 Request that the VMTP manager local to CREntity create                 an new entity group, using the specified entityGroupId                 with entityId as the first member and permissions                 "perms", a 32-bit field described later.  The invoker is                 registered as a manager of the new group, giving it the                 permissions to add or remove members.  (Normally                 CREntity is 0, indicating the VMTP manager local to the                 requestor.) 
  2508.  
  2509. 0x0500010B - AddToGroup(CREntity, entityGroupId, entityId,                 perms)->(code)                  Request that the VMTP manager local to CREntity add the                 specified entityId to the entityGroupId with the                 specified permissions.  If entityGroupId specifies a                 restricted group, the invoker must have permission to                 add members to the group, either because the invoker is 
  2510.  
  2511.  Cheriton                                                       [page 94] 
  2512.  
  2513.  
  2514.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2515.  
  2516.                  a manager of the group or because it was added to the                 group with the required permissions.  If CREntity is 0,                 then the local VMTP manager checks permissions and                 forwards the request with CREntity set to entityId and                 the entityId field set to a digital signature (see                 below) of the Request by the VMTP manager, certifying                 that the Client has the permissions required by the                 Request.  (If entityGroupId specifies an unrestricted                 group, the Request can be sent directly to the handling                 VMTP manager by setting CREntity to entityId.) 
  2517.  
  2518. 0x0500010C - RemoveFromGroup(CREntity, entityGroupId, entityId)->(code)                  Request that the VMTP manager local to CREntity remove                 the specified entityId from the group specified by                 entityGroupId.  Normally CREntity is 0, indicating the                 VMTP manager local to the requestor.  If CREntity is 0,                 then the local VMTP manager checks permissions and                 forwards the request with CREntity set to entityId and                 the entityId field a digital signature of the Request by                 the VMTP manager, certifying that the Client has the                 permissions required by the Request. 
  2519.  
  2520. 0x0500010D - QueryGroup( entityId )->( code, record )...                   Return information on the specified entity.  The                 Response from each responding VMTP manager is (code,                 record).  The format of the record is (memberCount,                 member1, member2, ...).  The Responses are returned on a                 best efforts basis; there is no guarantee that responses                 from all managers with members in the specified group                 will be received. 
  2521.  
  2522. 0x0500010E - ModifyService(entityId,flags,count,pc,threadlist)->(code,                 count)                  Modify the service associated with the entity specified                 by entityId.  The flags may indicate a message service                 model, in which case the call "count" parameter                 indicates the maximum number of queued messages desired;                 the return "count" parameter indicates the number of                 queued message allowed.  Alternatively, the "flags"                 parameters indicates the RPC thread service model, in                 which case "count" threads are requested, each with an                 inital program counter as specified and stack, priority                 and message receive area indicated by the threadlist.                 In particular, "threadlist" consists of "count" records                 of the form                 (priority,stack,stacksize,segment,segmentsize), each one                 assigned to one of the threads.  Flags defined for the 
  2523.  
  2524.  Cheriton                                                       [page 95] 
  2525.  
  2526.  
  2527.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2528.  
  2529.                  "flags" parameter are: 
  2530.  
  2531.                 1               THREAD_SERVICE - otherwise the message                                 model. 
  2532.  
  2533.                 2               AUTHENTICATION_REQUIRED - Sent a Probe                                 request to determine principal                                 associated with the Client, if not                                 known. 
  2534.  
  2535.                 4               SECURITY_REQUIRED - Request must be                                 encrypted or else reject. 
  2536.  
  2537.                 8               INCREMENTAL - treat the count value as                                 an increment (or decrement) relative to                                 the current value rather than an                                 absolute value for the maximum number of                                 queued messages or threads. 
  2538.  
  2539.                 In the thread model, the count must be a positive                 increment or else 0, which disables the service.  Only a                 count of 0 terminates currently queued requests or                 in-progress request handling. 
  2540.  
  2541. 0x4500010F -                 NotifyVmtpClient(client,cntrl,recSeq,transact,delivery,code)->()                                  Update the state associated with the transaction                 specified by client and transact, an entity identifier                 and transaction identifier, respectively.  This                 operation is normally used only by another VMTP                 management module.  (Note that it is a datagram                 operation.)  The other parameters are as follows: 
  2542.  
  2543.                 ctrl            A 32-bit value corresponding to 4th                                 32-bit word of the VMTP header of a                                 Response packet that would be sent in                                 response to the Request that this is                                 responding to.  That is, the control                                 flags, ForwardCount, RetransmitCount and                                 Priority fields match those of the                                 Request.  (The NRS flag is set if the                                 receiveSeqNumber field is used.)  The                                 PGCount subfield indicates the number of                                 previous Request packet groups being                                 acknowledged by this Notify operation.                                 (The bit fields that are reserved in 
  2544.  
  2545.  Cheriton                                                       [page 96] 
  2546.  
  2547.  
  2548.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2549.  
  2550.                                  this word in the header are also                                 reserved here and must be zero.) 
  2551.  
  2552.                 recSeq          Sequence number of reception at the                                 Server if the NRS flag is set in the                                 ctrl parameter, otherwise reserved and                                 zero.  (This is used for sender-based                                 logging of message activity for replay                                 in case of failure - an optional                                 facility.) 
  2553.  
  2554.                 delivery        Indicates the segment blocks of the                                 packet group have been received at the                                 Server. 
  2555.  
  2556.                 code            indicates the action the client should                                 take, as described below. 
  2557.  
  2558.                 The VMTP management module should take action on this                 operation according to the code, as specified below. 
  2559.  
  2560.                 OK              Do nothing at this time, continue                                 waiting for the response with a reset                                 timer. 
  2561.  
  2562.                 RETRY           Retransmit the request packet group                                 immediately with at least the segment                                 blocks that the Server failed to                                 receive, the complement of those                                 indicated by the delivery parameter. 
  2563.  
  2564.                 RETRY_ALL       Retransmit the request packet group                                 immediately with at least the segment                                 blocks that the Server failed to                                 receive, as indicated by the delivery                                 field plus all subsequently transmitted                                 packets that are part of this packet                                 run.  (The latter is applicable only for                                 streamed message transactions.) 
  2565.  
  2566.                 BUSY            The server was unable to accept the                                 Request at this time.  Retry later if                                 desired to continue with the message                                 transaction. 
  2567.  
  2568.                 NONEXISTENT_ENTITY                                 Specified Server entity does not exist. 
  2569.  
  2570.  Cheriton                                                       [page 97] 
  2571.  
  2572.  
  2573.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2574.  
  2575.                  ENTITY_MIGRATED The server entity has migrated and is no                                 longer at the host to which the request                                 was sent.  The Server should attempt to                                 determine the new host address of the                                 Client using the VMTP management                                 ProbeEntity operation (described                                 earlier). 
  2576.  
  2577.                 NO_PERMISSION   Server has not authorized reception of                                 messages from this client. 
  2578.  
  2579.                 NOT_AWAITING_MSG                                 The conditional message delivery bit was                                 set for the Request packet group and the                                 Server was not waiting for it so the                                 Request packet group was discarded. 
  2580.  
  2581.                 VMTP_ERROR      The Request packet group was in error                                 relative to the VMTP protocol                                 specification. 
  2582.  
  2583.                 BAD_TRANSACTION_ID                                 Transaction identifier is old relative                                 to the transaction identifier held for                                 the Client by the Server. 
  2584.  
  2585.                 STREAMING_NOT_SUPPORTED                                 Server does not support multiple                                 outstanding message transactions from                                 the same Client, i.e. streamed message                                 transactions. 
  2586.  
  2587.                 SECURITY_NOT_SUPPORTED                                 The Request was secure and this Server                                 does not support security. 
  2588.  
  2589.                 SECURITY_REQUIRED                                 The Server is refusing the Request                                 because it was not encrypted. 
  2590.  
  2591.                 NO_RUN_RECORD   Server has no record of previous packets                                 in this run of packet groups.  This can                                 occur if the first packet group is lost                                 or if the current packet group is sent                                 significantly later than the last one                                 and the Server has discarded its client                                 state record. 
  2592.  
  2593.  Cheriton                                                       [page 98] 
  2594.  
  2595.  
  2596.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2597.  
  2598.  0x45000110 - NotifyVmtpServer(server,client,transact,delivery,code)->()                  Update the server state associated with the transaction                 specified by client and transact, an entity identifier                 and transaction identifier, respectively.  This                 operation is normally used only by another VMTP                 management module.  (Note that it is a datagram                 operation.)  The other parameters are as follows: 
  2599.  
  2600.                 delivery        Indicates the segment blocks of the                                 Response packet group that have been                                 received at the Client. 
  2601.  
  2602.                 code            indicates the action the Server should                                 take, as listed below. 
  2603.  
  2604.                 The VMTP management module should take action on this                 operation according to the code, as specified below. 
  2605.  
  2606.                 OK              Client is satisfied with Response data.                                 The Server can discard the response                                 data, if any. 
  2607.  
  2608.                 RETRY           Retransmit the Response packet group                                 immediately with at least the segment                                 blocks that the Client failed to                                 receive, as indicated by the delivery                                 parameter.  (The delivery parameter                                 indicates those segment blocks received                                 by the Client). 
  2609.  
  2610.                 RETRY_ALL       Retransmit the Response packet group                                 immediately with at least the segment                                 blocks that the Client failed to                                 receive, as indicated by the (complement                                 of) the delivery parameter.  Also,                                 retransmit all Response packet groups                                 send subsequent to the specified packet                                 group. 
  2611.  
  2612.                 NONEXISTENT_ENTITY                                 Specified Client entity does not exist. 
  2613.  
  2614.                 ENTITY_MIGRATED The Client entity has migrated and is no                                 longer at the host to which the response                                 was sent. 
  2615.  
  2616.                 RESPONSE_DISCARDED 
  2617.  
  2618.  Cheriton                                                       [page 99] 
  2619.  
  2620.  
  2621.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2622.  
  2623.                                  The Response was discarded and no longer                                 of interest to the Client.  This may                                 occur if the conditional message                                 delivery bit was set for the Response                                 packet group and the Client was not                                 waiting for it so the Response packet                                 group was discarded. 
  2624.  
  2625.                 VMTP_ERROR      The Response packet group was in error                                 relative to the VMTP protocol                                 specification. 
  2626.  
  2627. 0x41000111 -                 NotifyRemoteVmtpClient(client,ctrl,recSeq,transact,delivery,code->()                                  The same as NotifyVmtpClient except the co-resident                 addressing is not used.  This operation is used to                 update client state that is remote when a Request is                 forwarded. 
  2628.  
  2629. Note the use of the CRE bit in the RequestCodes to route the request to the correct VMTP management module(s) to handle the request. 
  2630.  
  2631.  III.1. Entity Group Management 
  2632.  
  2633. An entity in a group has a set of permissions associated with its membership, controling whether it can add or remove others, whether it can remove itself, and whether others can remove it from the group.  The permissions for entity groups are as follows: VMTP_GRP_MANAGER    0x00000001 { Manager of group. } VMTP_REM_BY_SELF    0x00000002 { Can be removed self. } VMTP_REM_BY_PRIN    0x00000004 { Can be rem'ed by same principal} VMTP_REM_BY_OTHE    0x00000008 { Can be removed any others. } VMTP_ADD_PRIN       0x00000010 { Can add by same principal. } VMTP_ADD_OTHE       0x00000020 { Can add any others. } VMTP_REM_PRIN       0x00000040 { Can remove same principal. } VMTP_REM_OTHE       0x00000080 { Can remove any others. } 
  2634.  
  2635. To remove an entity from a restricted group, the invoker must have permission to remove that entity and the entity must have permissions that allow it to be removed by that entity.  With an unrestricted group, only the latter condition applies. 
  2636.  
  2637. With a restricted group, a member can only be added by another entity with the permissions to add other entities.  The creator of a group is given full permissions on a group.  A entity adding another entity to a 
  2638.  
  2639.  Cheriton                                                      [page 100] 
  2640.  
  2641.  
  2642.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2643.  
  2644.  group can only give the entity it adds a subset of its permissions. With unrestricted groups, any entity can add itself to the group.  It can also add other entities to the group providing the entity is not marked as immune to such requests.  (This is an implementation restriction that individual entities can impose.) 
  2645.  
  2646.  III.2. VMTP Management Digital Signatures 
  2647.  
  2648. As mentioned above, the entityId field of the AddToGroup and RemoveFromGroup is used to transmit a digital signature indicating the permission for the operation has been checked by the sending kernel. The digital signature procedures have not yet been defined.  This field should be set to 0 for now to indicate no signature after the CREntity parameter is set to the entity on which the operation is to be performed. 
  2649.  
  2650.  
  2651.  
  2652.  
  2653.  
  2654.  
  2655.  
  2656.  
  2657.  
  2658.  
  2659.  
  2660.  
  2661.  
  2662.  
  2663.  
  2664.  
  2665.  
  2666.  
  2667.  
  2668.  
  2669.  
  2670.  
  2671.  
  2672.  
  2673.  
  2674.  
  2675.  
  2676.  
  2677.  
  2678.  
  2679.  
  2680.  
  2681.  
  2682. Cheriton                                                      [page 101] 
  2683.  
  2684.  
  2685.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2686.  
  2687.  IV. VMTP Entity Identifier Domains 
  2688.  
  2689. VMTP allows for several disjoint naming domains for its endpoints.  The 64-bit entity identifier is only unique and meaningful within its domain.  Each domain can define its own algorithm or mechanism for assignment of entity identifiers, although each domain mechanism must ensure uniqueness, stability of identifiers and host independence. 
  2690.  
  2691.  IV.1. Domain 1 
  2692.  
  2693. For initial use of VMTP, we define the domain with Domain identifier 1 as follows: 
  2694.  
  2695.  +-----------+----------------+------------------------+  | TypeFlags | Discriminator  |    Internet Address    |  +-----------+----------------+------------------------+     4 bits          28 bits                32 bits   The Internet address is the Internet address of the host on which this entity-id is originally allocated.  The Discriminator is an arbitrary value that is unique relative to this Internet host address.  In addition, the host must guarantee that this identifier does not get reused for a long period of time after it becomes invalid.  ("Invalid" means that no VMTP module considers in bound to an entity.)  One technique is to use the lower order bits of a 1 second clock.  The clock need not represent real-time but must never be set back after a crash. In a simple implementation, using the low order bits of a clock as the time stamp, the generation of unique identifiers is overall limited to no more than 1 per second on average.  The type flags were described in Section 3.1. 
  2696.  
  2697. An entity may migrate between hosts.  Thus, an implementation can heuristically use the embedded Internet address to locate an entity but should be prepared to maintain a cache of redirects for migrated entities, plus accept Notify operations indicating that migration has occurred. 
  2698.  
  2699. Entity group identifiers in Domain 1 are structured in one of two forms, depending on whether they are well-known or dynamically allocated identifiers.  A well-known entity identifier is structured as: 
  2700.  
  2701.  +-----------+----------------+------------------------+  | TypeFlags |  Discriminator |Internet Host Group Addr|  +-----------+----------------+------------------------+     4 bits          28 bits                32 bits 
  2702.  
  2703.  
  2704.  
  2705. Cheriton                                                      [page 102] 
  2706.  
  2707.  
  2708.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2709.  
  2710.  with the second high-order bit (GRP) set to 1.  This form of entity identifier is mapped to the Internet host group address specified in the low-order 32 bits.  The Discriminator distinguishes group identifiers using the same Internet host group.  Well-known entity group identifiers should be allocated to correspond to the basic services provided by hosts that are members of the group, not specifically because that service is provided by VMTP.  For example, the well-known entity group identifier for the domain name service should contain as its embedded Internet host group address the host group for Domain Name servers. 
  2711.  
  2712. A dynamically allocated entity identifier is structured as: 
  2713.  
  2714.  +-----------+----------------+------------------------+  | TypeFlags |  Discriminator |   Internet Host Addr   |  +-----------+----------------+------------------------+     4 bits          28 bits             32 bits 
  2715.  
  2716. with the second high-order bit (GRP) set to 1.  The Internet address in the low-order 32 bits is a Internet address assigned to the host that dynamically allocates this entity group identifier.  A dynamically allocated entity group identifier is mapped to Internet host group address 232.X.X.X where X.X.X are the low-order 24 bits of the Discriminator subfield of the entity group identifier. 
  2717.  
  2718. We use the following notation for Domain 1 entity identifiers <10> and propose it use as a standard convention. 
  2719.  
  2720.         <flags>-<discriminator>-<Internet address> 
  2721.  
  2722. where <flags> are [X]{BE,LE,RG,UG}[A] 
  2723.  
  2724.     X = reserved     BE = big-endian entity     LE = little-endian entity     RG = restricted group     UG = unrestricted group     A  = alias 
  2725.  
  2726. and <discriminator> is a decimal integer and <Internet address> is in standard dotted decimal IP address notation. 
  2727.  
  2728. Examples: 
  2729.  
  2730. _______________ 
  2731.  
  2732. <10>  This notation was developed by Steve Deering. 
  2733.  
  2734.  Cheriton                                                      [page 103] 
  2735.  
  2736.  
  2737.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2738.  
  2739.  BE-25593-36.8.0.49 is big-endian entity #25593 created on host                 36.8.0.49. 
  2740.  
  2741. RG-1-224.0.1.0 is the well-known restricted VMTP managers group. 
  2742.  
  2743. UG-565338-36.8.0.77 is unrestricted entity group #565338 created on host                 36.8.0.77. 
  2744.  
  2745. LEA-7823-36.8.0.77 is a little-endian alias entity #7823 created on host                 36.8.0.77. 
  2746.  
  2747. This notation makes it easy to communicate and understand entity identifiers for Domain 1. 
  2748.  
  2749. The well-known entity identifiers specified to date are: 
  2750.  
  2751. VMTP_MANAGER_GROUP   RG-1-224.0.1.0                 Managers for VMTP operations. 
  2752.  
  2753. VMTP_DEFAULT_BECLIENT  BE-1-224.0.1.0                 Client entity identifier to use when a (big-endian) host                 has not determined or been allocated any client entity                 identifiers. 
  2754.  
  2755. VMTP_DEFAULT_LECLIENT  LE-1-224.0.1.0                 Client entity identifier to use when a (little-endian)                 host has not determined or been allocated any client                 entity identifiers. 
  2756.  
  2757. Note that 224.0.1.0 is the host group address assigned to VMTP and to which all VMTP hosts belong. 
  2758.  
  2759. Other well-known entity group identifiers will be specified in subsequent extensions to VMTP and in higher-level protocols that use VMTP. 
  2760.  
  2761.  IV.2. Domain 3 
  2762.  
  2763. Domain 3 is reserved for embedded systems that are restricted to a single network and are independent of IP.  Entity identifiers are allocated using the decentralized approach described below.  The mapping of entity group identifiers is specific to the type of network being used and not defined here.  In general, there should be a simple algorithmic mapping from entity group identifier to multicast address, similar to that described for Domain 1.  Similarly, the values for default client identifier are specific to the type of network and not 
  2764.  
  2765.  Cheriton                                                      [page 104] 
  2766.  
  2767.  
  2768.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2769.  
  2770.  defined here. 
  2771.  
  2772.  IV.3. Other Domains 
  2773.  
  2774. Definition of additional VMTP domains is planned for the future. Requests for allocation of VMTP Domains should be addressed to the Internet protocol administrator. 
  2775.  
  2776.  IV.4. Decentralized Entity Identifier Allocation 
  2777.  
  2778. The ProbeEntityBlock operation may be used to determine whether a block of entity identifiers is in use.  ("In use" means valid or reserved by a host for allocation.)  This mechanism is used to detect collisions in allocation of blocks of entity identifiers as part of the implementation of decentralized allocation of entity identifiers.  (Decentralized allocation is used in local domain use of VMTP such as in embedded systems- see Domain 3.) 
  2779.  
  2780. Basically, a group of hosts can form a Domain or sub-Domain, a group of hosts managing their own entity identifier space or subspace, respectively.  As an example of a sub-Domain, a group of hosts in Domain 1 all identified with a particular host group address can manage the sub-Domain corresponding to all entity identifiers that contain that host group address.  The ProbeEntityBlock operation is used to allocate the random bits of these identifiers as follows. 
  2781.  
  2782. When a host requires a new block of entity identifiers, it selects a new block (randomly or by some choice algorithm) and then multicasts a ProbeEntityBlock request to the members of the (sub-)Domain some R times.  If no response is received after R (re)transmissions, the host concludes that it is free to use this block of identifiers.  Otherwise, it picks another block and tries again. 
  2783.  
  2784. Notes: 
  2785.  
  2786.    1. A block of 256 identifiers is specified by an entity       identifier with the low-order 8 bits all zero. 
  2787.  
  2788.    2. When a host allocates an initial block of entity identifiers       (and therefore does not yet have a specified entity       identifier to use) it uses VMTP_DEFAULT_BECLIENT (if       big-endian, else VMTP_DEFAULT_LECLIENT if little-endian) as       its client identifier in the ProbeEntityBlock Request and a       transaction identifier of 0.  As soon as it has allocated a       block of entity identifiers, it should use these identifiers 
  2789.  
  2790.  Cheriton                                                      [page 105] 
  2791.  
  2792.  
  2793.   RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2794.  
  2795.        for all subsequent communication.  The default client       identifier values are defined for each Domain. 
  2796.  
  2797.    3. The set of hosts using this decentralized allocation must not       be subject to network partitioning.  That is, the R       transmissions must be sufficient to ensure that every host       sees the ProbeEntityBlock request and (reliably) sends a       response.  (A host that detects a collision can retransmit       the response multiple times until it sees a new       ProbeEntityBlock operation from the same host/Client up to a       maximum number of times.)  For instance, a set of machines       connected by a single local network may able to use this type       of allocation. 
  2798.  
  2799.    4. To guarantee T-stability, a host must prevent reuse of a       block of identifiers if any of the identifiers in the block       are currently valid or have been valid less than T seconds       previously.  To this end, a host must remember recently used       identifiers and object to their reuse in response to a       ProbeEntityBlock operation. 
  2800.  
  2801.    5. Care is required in a VMTP implementation to ensure that       Probe operations cannot be discarded due to lack of buffer       space or queued or delayed so that a response is not       generated quickly.  This is required not only to detect       collisions but also to provide accurate roundtrip estimates       as part of ProbeEntity operations. 
  2802.  
  2803.  
  2804.  
  2805.  
  2806.  
  2807.  
  2808.  
  2809.  
  2810.  
  2811.  
  2812.  
  2813.  
  2814.  
  2815.  
  2816.  
  2817.  
  2818.  
  2819.  
  2820.  
  2821.  
  2822.  
  2823.  Cheriton                                                      [page 106] 
  2824.  
  2825.  
  2826.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2827.  
  2828.  V. Authentication Domains 
  2829.  
  2830. A VMTP authentication domain defines the format and interpretation for principal identifiers and encryption keys.  In particular, an authentication domain must specify a means by which principal identifiers are allocated and guaranteed unique and stable.  The currently defined authentication domains are as follows (0 is reserved). 
  2831.  
  2832. Ideally, all entities within one entity domain are also associated with one authentication domain.  However, authentication domains are orthogonal to entity domains.  Entities within one domain may have different authentication domains.  (In this case, it is generally necessary to have some correspondence between principals in the different domains.)  Also, one entity identifier may be associated with multiple authentication domains.  Finally, one authentication domain may be used across multiple entity domains. 
  2833.  
  2834.  V.1. Authentication Domain 1 
  2835.  
  2836. A principal identifier is structured as follows. 
  2837.  
  2838.  +---------------------------+------------------------+  |     Internet Address      | Local User Identifier  |  +---------------------------+------------------------+              32 bits                    32 bits 
  2839.  
  2840. The Internet Address may specify an individual host (such as a UNIX machine) or may specify a host group address corresponding to a cluster of machines operating under a single adminstration.  In both cases, there is assumed to be an adminstration associated with the embedded Internet address that guarantees the uniqueness and stability of the User Identifier relative to the Internet address.  In particular, that administration is the only one authorized to allocate principal identifiers with that Internet address prefix, and it may allocate any of these identifiers. 
  2841.  
  2842. In authentication domain 1, the standard EncryptionQualifiers are: 
  2843.  
  2844. 0               Clear text - no encryption. 
  2845.  
  2846. 1               use 64-bit CBC DES for encryption and decryption. 
  2847.  
  2848.  V.2. Other Authentication Domains 
  2849.  
  2850. Other authentication domains will be defined in the future as needed. 
  2851.  
  2852.  
  2853.  
  2854. Cheriton                                                      [page 107] 
  2855.  
  2856.  
  2857.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2858.  
  2859.  VI. IP Implementation 
  2860.  
  2861. VMTP is designed to be implemented on the DoD IP Internet Datagram Protocol (although it may also be implemented as a local network protocol directly in "raw" network packets.) 
  2862.  
  2863. VMTP is assigned the protocol number 81. 
  2864.  
  2865. With a 20 octet IP header and one segment block, a VMTP packet is 600 octets.  By convention, any host implementing VMTP implicitly agrees to accept VMTP/IP packets of at least 600 octets. 
  2866.  
  2867. VMTP multicast facilities are designed to work with, and have been implemented using, the multicast extensions to the Internet [8] described in RFC 966 and 988.  The wide-scale use of full VMTP/IP depends on the availability of IP multicast in this form. 
  2868.  
  2869.  
  2870.  
  2871.  
  2872.  
  2873.  
  2874.  
  2875.  
  2876.  
  2877.  
  2878.  
  2879.  
  2880.  
  2881.  
  2882.  
  2883.  
  2884.  
  2885.  
  2886.  
  2887.  
  2888.  
  2889.  
  2890.  
  2891.  
  2892.  
  2893.  
  2894.  
  2895.  
  2896.  
  2897.  
  2898.  
  2899.  
  2900.  
  2901. Cheriton                                                      [page 108] 
  2902.  
  2903.  
  2904.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2905.  
  2906.  VII. Implementation Notes 
  2907.  
  2908. The performance and reliability of a protocol in operation is highly dependent on the quality of its implementation, in addition to the "intrinsic" quality of the protocol design.  One of the design goals of the VMTP effort was to produce an efficiently implementable protocol. The following notes and suggestions are based on experience with implementing VMTP in the V distributed system and the UNIX 4.3 BSD kernel.  The following is described for a client and server handling only one domain.  A multi-domain client or server would replicate these structures for each domain, although buffer space may be shared. 
  2909.  
  2910.  VII.1. Mapping Data Structures 
  2911.  
  2912. The ClientMap procedure is implemented using a hash table that maps to the Client State Record whether this entity is local or remote, as shown in Figure VII-1. 
  2913.  
  2914.              +---+---+--------------------------+  ClientMap   |   | x |                          |              +---+-|-+--------------------------+                    |   +--------------+    +--------------+                    +-->| LocalClient  |--->| LocalClient  |                        +--------------+    +--------------+                        | RemoteClient |    | RemoteClient |-> ...                        +--------------+    +--------------+                        |              |    |              |                        |              |    |              |                        +--------------+    +--------------+ 
  2915.  
  2916.             Figure VII-1:   Mapping Client Identifier to CSR 
  2917.  
  2918. Local clients are linked through the LocalClientLink, similarly for the RemoteClientLink.  Once a CSR with the specified Entity Id is found, some field or flag indicates whether it is identifying a local or remote Entity.  Hash collisions are handled with the overflow pointers LocalClientLink and RemoteClientLink (not shown) in the CSR for the LocalClient and RemoteClient fields, respectively.  Note that a CSR representing an RPC request has both a local and remote entity identifier mapping to the same CSR. 
  2919.  
  2920. The Server specified in a Request is mapped to a server descriptor using the ServerMap (with collisions handled by the overflow pointer.).  The server descriptor is the root of a queue of CSR's for handling requests plus flags that modify the handling of the Request.  Flags include: 
  2921.  
  2922.  
  2923.  
  2924. Cheriton                                                      [page 109] 
  2925.  
  2926.  
  2927.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2928.  
  2929.                   +-------+---+-------------------------+   ServerMap      |       | x |                         |                  +-------+-|-+-------------------------+                            |   +--------------+                            |   | OverflowLink |                            |   +--------------+                            +-->|   Server     |                                +--------------+                                | Flags | Lock |                                +--------------+                                | Head Pointer |                                +--------------+                                | Tail Pointer |                                +--------------+ 
  2930.  
  2931.                Figure VII-2:   Mapping Server Identifiers 
  2932.  
  2933. THREAD_QUEUE    Request is to be invoked directly as a remote procedure                 invocation, rather than by a server process in the                 message model. 
  2934.  
  2935. AUTHENTICATION_REQUIRED                 Sent a Probe request to determine principal associated                 with the Client, if not known. 
  2936.  
  2937. SECURITY_REQUIRED                 Request must be encrypted or else reject. 
  2938.  
  2939. REQUESTS_QUEUED Queue contains waiting requests, rather than free CSR's.                 Queue this request as well. 
  2940.  
  2941. SERVER_WAITING  The server is waiting and available to handle incoming                 Request immediately, as required by CMD. 
  2942.  
  2943. Alternatively, the Server identifiers can be mapped to a CSR using the MapToClient mechanism with a pointer in the CSR refering to the server descriptor, if any.  This scheme is attractive if there are client CSR's associated with a service to allow it to communicate as a client using VMTP with other services. 
  2944.  
  2945. Finally, a similar structure is used to expand entity group identifiers to the local membership, as shown in Figure VII-3.  A group identifier is hashed to an index in the GroupMap.  The list of group descriptors rooted at that index in the GroupMap contains a group descriptor for each local member of the group.  The flags are the group permissions defined in Appendix III. 
  2946.  
  2947.  
  2948.  
  2949. Cheriton                                                      [page 110] 
  2950.  
  2951.  
  2952.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2953.  
  2954.                   +-------+---+----------------------------------+   GroupMap       |       | x |                                  |                  +-------+-|-+----------------------------------+                            |   +--------------+                            |   | OverflowLink |                            |   +--------------+                            +-->|EntityGroupId |                                +--------------+                                | Flags        |                                +--------------+                                | Member Entity|                                +--------------+ 
  2955.  
  2956.                Figure VII-3:   Mapping Group Identifiers 
  2957.  
  2958. Note that the same pool of descriptors could be used for the server and group descriptors given that they are similar in size. 
  2959.  
  2960.  VII.2. Client Data Structures 
  2961.  
  2962. Each client entity is represented as a client state record.  The CSR contains a VMTP header as well as other bookkeeping fields, including timeout count, retransmission count, as described in Section 4.1.  In addition, there is a timeout queue, transmission queue and reception queue.  Finally, there is a ServerHost cache that maps from server entity-id records to host address, estimated round trip time, interpacket gap, MTU size and (optimally) estimated processing time for this server entity. 
  2963.  
  2964.  VII.3. Server Data Structures 
  2965.  
  2966. The server maintains a heap of client state records (CSR), one for each (Client, Transaction).  (If streams are not supported, there is, at worst, a CSR per Client with which the server has communicated with recently.)  The CSR contains a VMTP header as well as various bookkeeping fields including timeout count, retransmission count.  The server maintains a hash table mapping of Client to CSR as well as the transmission, timeout and reception queues.  In a VMTP module implementing both the client and server functions, the same timeout queue and transmission queue are used for both. 
  2967.  
  2968.  
  2969.  
  2970.  
  2971.  
  2972.  
  2973.  
  2974. Cheriton                                                      [page 111] 
  2975.  
  2976.  
  2977.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  2978.  
  2979.  VII.4. Packet Group transmission 
  2980.  
  2981. The procedure SendPacketGroup( csr ) transmits the packet group specified by the record CSR.  It performs: 
  2982.  
  2983.    1. Fragmentation of the segment data, if any, into packets.       (Note, segment data flagged by SDA bit.) 
  2984.  
  2985.    2. Modifies the VMTP header for each packet as required e.g.       changing the delivery mask as appropriate. 
  2986.  
  2987.    3. Computes the VMTP checksum. 
  2988.  
  2989.    4. Encrypts the appropriate portion of the packet, if required. 
  2990.  
  2991.    5. Prepends and appends network-level header and trailer using       network address from ServerHost cache, or from the responding       CSR. 
  2992.  
  2993.    6. Transmits the packet with the interpacket gap specified in       the cache.  This may involve round-robin scheduling between       hosts as well as delaying transmissions slightly. 
  2994.  
  2995.    7. Invokes the finish-up procedure specified by the CSR record,       completing the processing.  Generally, this finish-up       procedure adds the record to the timeout queue with the       appropriate timeout queue. 
  2996.  
  2997. The CSR includes a 32-bit transmission mask that indicates the portions of the segment to transmit.  The SendPacketGroup procedure is assumed to handle queuing at the network transmission queue, queuing in priority order according to the priority field specified in the CSR record. (This priority may be reflected in network transmission behavior for networks that support priority.) 
  2998.  
  2999. The SendPacketGroup procedure only looks at the following fields of a CSR 
  3000.  
  3001.    - Transmission mask 
  3002.  
  3003.    - FuncCode 
  3004.  
  3005.    - SDA 
  3006.  
  3007.    - Client 
  3008.  
  3009.    - Server 
  3010.  
  3011.  Cheriton                                                      [page 112] 
  3012.  
  3013.  
  3014.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3015.  
  3016.     - CoResidentEntity 
  3017.  
  3018.    - Key 
  3019.  
  3020. It modifies the following fields 
  3021.  
  3022.    - Length 
  3023.  
  3024.    - Delivery 
  3025.  
  3026.    - Checksum 
  3027.  
  3028. In the case of encrypted transmission, it encrypts the entire packet, not including the Client field and the following 32-bits. 
  3029.  
  3030. If the packet group is a Response, (i.e. lower-order bit of function code is 1) the destination network address is determined from the Client, otherwise the Server.  The HostAddr field is set either from the ServerHost cache (if a Request) or from the original Request if a Response, before SendPacketGroup is called. 
  3031.  
  3032. The CSR includes a timeout and TTL fields indicating the maximum time to complete the processing and the time-to-live for the packets to be transmitted. 
  3033.  
  3034. SendPacketGroup is viewed as the right functionality to implement for transmission in an "intelligent" network interface. 
  3035.  
  3036. Finally, it appears preferable to be able to assume that all portions of the segment remain memory-resident (no page faults) during transmission. In a demand-paged systems, some form of locking is required to keep the segment data in memory. 
  3037.  
  3038.  VII.5. VMTP Management Module 
  3039.  
  3040. The implementation should implement the management operations as a separate module that is invoked from within the VMTP module.  When a Request is received, either from the local user level or the network, for the VMTP management module, the management module is invoked as a remote or local procedure call to handle this request and return a response (if not a datagram request).  By registering as a local server, the management module should minimize the special-case code required for its invocation.  The management module is basically a case statement that selects the operation based on the RequestCode and then invokes the specified management operation.  The procedure implementing the management operation, especially operations like NotifyVmtpClient and 
  3041.  
  3042.  Cheriton                                                      [page 113] 
  3043.  
  3044.  
  3045.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3046.  
  3047.  NotifyVmtpServer, are logically part of the VMTP module because they require full access to the basic data structures of the VMTP implementation. 
  3048.  
  3049. The management module should be implemented so that it can respond quickly to all requests, particularly since the timing of management interactions is used to estimate round trip time.  To date, all implementations of the management module have been done at the kernel level, along with VMTP proper. 
  3050.  
  3051.  VII.6. Timeout Handling 
  3052.  
  3053. The timeout queue is a queue of CSR records, ordered by timeout count, as specified in the CSR record.  On entry into the timeout queue, the CSR record has the timeout field set to the time (preferable in milliseconds or similar unit) to remain in the queue plus the finishup field set to the procedure to execute on removal on timeout from the queue.  The timeout field for a CSR in the queue is the time relative to the record preceding it in the queue (if any) at which it is to be removed.  Some system-specific mechanism decrements the time for the record at the front of the queue, invoking the finishup procedure when the count goes to zero. 
  3054.  
  3055. Using this scheme, a special CSR is used to timeout and scan CSR's for non-recently pinged CSR's.  That is, this CSR times out and invokes a finishup procedure that scans for non-recently pinged CSR that are "AwaitingResponse" and signals the request processing entity and deletes the CSR.  It then returns to the timeout queue. 
  3056.  
  3057. The timeout mechanism tends to be specific to an operating system.  The scheme described may have to be adapted to the operating system in which VMTP is to be implemented. 
  3058.  
  3059. This mechanism handles client request timeout and client response timeout.  It is not intended to handle interpacket gaps given that these times are expected to be under 1 millisecond in general and possibly only a few microseconds. 
  3060.  
  3061.  VII.7. Timeout Values 
  3062.  
  3063. Roundtrip timeout values are estimated by matching Responses or NotifyVmtpClient Requests to Request transmission, relying on the retransmitCount to identify the particular transmission of the Request that generated the response.  A similar technique can be used with Responses and NotifyVmtpServer Requests.  The retransmitCount is 
  3064.  
  3065.  Cheriton                                                      [page 114] 
  3066.  
  3067.  
  3068.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3069.  
  3070.  incremented each time the Response is sent, whether the retransmission was caused by timeout or retransmission of the Request. 
  3071.  
  3072. The ProbeEntity request is recommended as a basic way of getting up-to-date information about a Client as well as predictable host machine turnaround in processing a request.  (VMTP assumes and requires an efficient, bounded response time implementation of the ProbeEntity operation.) 
  3073.  
  3074. Using this mechanism for measuring RTT, it is recommended that the various estimation and smoothing techniques developed for TCP RTT estimation be adapted and used. 
  3075.  
  3076.  VII.8. Packet Reception 
  3077.  
  3078. Logically a network packet containing a VMTP packet is 5 portions: 
  3079.  
  3080.    - network header, possibly including lower-level headers 
  3081.  
  3082.    - VMTP header 
  3083.  
  3084.    - data segment 
  3085.  
  3086.    - VMTP checksum 
  3087.  
  3088.    - network trailer, etc. 
  3089.  
  3090. It may be advantageous to receive a packet fragmented into these portions, if supported by the network module.  In this case, ideally the VMTP header may be received directly into a CSR, the data segment into a page that can be mapped, rather than copied, to its final destination, with VMTP checksum and network header in a separate area (used to extract the network address corresponding to the sender). 
  3091.  
  3092. Packet reception is described in detail by the pseudo-code in Section 4.7. 
  3093.  
  3094. With a response, normally the CSR has an associated segment area immediately available so delivery of segment data is immediate. Similarly, server entities should be "armed" with CSR's with segment areas that provide for immediate delivery of requests.  It is reasonable to discard segment data that cannot be immediately delivered in this way, providing that clients and servers are able to preallocate CSR's with segment areas for requests and responses.  In particular, a client should be able to provide some number of additional CSR's for receiving multiple responses to a multicast request. 
  3095.  
  3096.  Cheriton                                                      [page 115] 
  3097.  
  3098.  
  3099.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3100.  
  3101.  The CSR data structure is intended to be the interface data structure for an intelligent network interface.  For reception, the interface is "armed" with CSR's that may point to segment areas in main memory, into which it can deliver a packet group.  Ideally, the interface handles all the processing of all packets, interacting with the host after receiving a complete Request or Response packet group.  An implementation should use an interface based on SendPacketGroup(CSR) and ReceivePacketGroup(CSR) to facilitate the introduction of an intelligent network interface. 
  3102.  
  3103. ReceivePacketGroup(csr) provides the interface with a CSR descriptor and zero or more bytes of main memory to receive segment data.  The CSR describes whether it is to receive responses (and if so, for which client) or requests (and if so for which server). 
  3104.  
  3105. The procedure ReclaimCSR(CSR) reclaims the specified record from the interface before it has been returned after receiving the specified packet group. 
  3106.  
  3107. A finishup procedure is set in the CSR to be invoked when the CSR is returned to the host by the normal processing sequence in the interface. Similarly, the timeout parameter is set to indicate the maximum time the host is providing for the routine to perform the specified function. The CSR and associated segment memory is returned to the host after the timeout period with an indication of progress after the timeout period. It is not returned earlier. 
  3108.  
  3109.  VII.9. Streaming 
  3110.  
  3111. The implementation of streaming is optional in both VMTP clients and servers.  Ideally, all performance-critical servers should implement streaming.  In addition, clients that have high context switch overhead, network access overhead or expect to be communicating over long delay links should also implement streaming. 
  3112.  
  3113. A client stream is implemented by allocating a CSR for each outstanding message transaction.  A stream of transactions is handled similarly to multiple outstanding transactions from separate clients except for the interaction between consecutive numbered transactions in a stream. 
  3114.  
  3115. For the server VMTP module, streamed message transactions to a server are queued (if accepted) subordinate to the first unprocessed CSR corresponding to this Client.  Thus, streamed transactions from a given Client are always performed in the order specified by the transaction identifiers. 
  3116.  
  3117.  
  3118.  
  3119. Cheriton                                                      [page 116] 
  3120.  
  3121.  
  3122.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3123.  
  3124.  If a server does not implement streaming, it must refuse streamed message transactions using the NotifyVmtpClient operation.  Also, all client VMTP's that support streaming must support the streamed interface to a server that does not support streaming.  That is, it must perform the message transactions one at a time.  Consequently, a program that uses the streaming interface to a non-streaming server experiences degraded performance, but not failure. 
  3125.  
  3126.  VII.10. Implementation Experience 
  3127.  
  3128. The implementation experience to date includes a partial implementation (minus the streaming and full security) in the V kernel plus a similar preliminary implementation in the 4.3 BSD Unix kernel.  In the V kernel implementation, the CSR's are part of the (lightweight) process descriptor. 
  3129.  
  3130. The V kernel implementation is able to perform a VMTP message transaction with no data segment between two Sun-3/75's connected by 10 Mb Ethernet in 2.25 milliseconds.  It is also able to transfer data at 4.7 megabits per second using 16 kilobyte Requests (but null checksums.) The UNIX kernel implementation running on Microvax II's achieves a basic message transaction time of 9 milliseconds and data rate of 1.9 megabits per second using 16 kilobyte Responses.  This implementation is using the standard VMTP checksum. 
  3131.  
  3132. We hope to report more extensive implementation experience in future revisions of this document. 
  3133.  
  3134.  
  3135.  
  3136.  
  3137.  
  3138.  
  3139.  
  3140.  
  3141.  
  3142.  
  3143.  
  3144.  
  3145.  
  3146.  
  3147.  
  3148.  
  3149.  
  3150.  
  3151.  
  3152.  
  3153.  
  3154. Cheriton                                                      [page 117] 
  3155.  
  3156.  
  3157.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3158.  
  3159.  VIII. UNIX 4.3 BSD Kernel Interface for VMTP 
  3160.  
  3161. UNIX 4.3 BSD includes a socket-based design for program interfaces to a variety of protocol families and types of protocols (streams, datagrams).  In this appendix, we sketch an extension to this design to support a transaction-style protocol.  (Some familiarity with UNIX 4.2/3 IPC is assumed.)  Several extensions are required to the system interface, rather than just adding a protocol, because no provision was made for supporting transaction protocols in the original design.  These extensions include a new "transaction" type of socket plus new system calls invoke, getreply, probeentity, recreq, sendreply and forward. 
  3162.  
  3163. A socket of type transaction bound to the VMTP protocol type IPPROTO_VMTP is created by the call  
  3164.  
  3165.     s = socket(AF_INET, SOCK_TRANSACT, VMTP); 
  3166.  
  3167. This socket is bound to an entity identifier by  
  3168.  
  3169.     bind(s, &entityid, sizeof(entityid)); 
  3170.  
  3171. The first address/port bound to a socket is considered its primary name and is the one used on packet transmission.  A message transaction is invoked between the socket named by s and the Server specified by mcb by 
  3172.  
  3173.     invoke(s, mcb, segptr, seglen, timeout ); 
  3174.  
  3175. The mcb is a message control block whose format was described in Section 2.4.  The message control block specifies the request to send plus the destination Server.  The response message control block returned by the server is stored in mcb when invoke returns.  The invoking process is blocked until a response is received or the message transaction times out unless the request is a datagram request.  (Non-blocking versions with signals on completion could also be provided, especially with a streaming implementation.) 
  3176.  
  3177. For multicast message transactions (sent to an entity group), the next response to the current message transaction (if it arrives in less than timeout milliseconds) is returned by  
  3178.  
  3179.     getreply( s, mcb, segptr, maxseglen, timeout ); 
  3180.  
  3181. The invoke operation sent to an entity group completes as soon as the first response is received.  A request is retransmitted until the first reply is received (assuming the request is not a datagram).  Thus, the system does not retransmit while getreply is timing out even if no replies are available. 
  3182.  
  3183.  Cheriton                                                      [page 118] 
  3184.  
  3185.  
  3186.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3187.  
  3188.  The state of an entity associated with entityId is probed using  
  3189.  
  3190.     probeentity( entityId, state ); 
  3191.  
  3192. A UNIX process acting as a VMTP server accepts a Request by the operation  
  3193.  
  3194.     recvreq(s, mcb, segptr, maxseglen ); 
  3195.  
  3196. The request message for the next queued transaction request is returned in mcb, plus the segment data of maximum length maxseglen, starting at segptr in the address space.  On return, the message control block contains the values as set in invoke except: (1) the Client field indicates the Client that sent the received Request message.  (2) the Code field indicates the type of request.  (3) the MsgDelivery field indicates the portions of the segment actually received within the specified segment size, if MDM is 1 in the Code field.  A segment block is marked as missing (i.e. the corresponding bit in the MsgDelivery field is 0) unless it is received in its entirety or it is all of the data in last segment contained in the segment. 
  3197.  
  3198. To complete a transaction, the reply specified by mcb is sent to the client specified by the MCB using  
  3199.  
  3200.     sendreply(s, mcb, segptr ); 
  3201.  
  3202. The Client field of the MCB indicates the client to respond to. 
  3203.  
  3204. Finally, a message transaction specified by mcb is forwarded to newserver as though it were sent there by its original invoker using  
  3205.  
  3206.     forward(s, mcb, segptr, timeout ); 
  3207.  
  3208.  
  3209.  
  3210.  
  3211.  
  3212.  
  3213.  
  3214.  
  3215.  
  3216.  
  3217.  
  3218.  
  3219.  
  3220.  
  3221.  
  3222.  
  3223.  
  3224. Cheriton                                                      [page 119] 
  3225.  
  3226.  
  3227.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3228.  
  3229.  Index 
  3230.  
  3231.           Acknowledgment   14           APG   16, 31, 39           Authentication domain   20 
  3232.  
  3233.           Big-endian   9 
  3234.  
  3235.           Checksum   14, 43           Checksum, not set   44           Client   7, 10, 38           Client timer   16           CMD   42, 110           CMG   32, 40           Co-resident entity   25           Code   42           CoResidentEntity   42, 43           CRE   21, 42 
  3236.  
  3237.           DGM   42           Digital signature, VMTP management   95, 101           Diskless workstations   2           Domain   9, 38           Domain 1   102           Domain 3   104 
  3238.  
  3239.           Entity   7           Entity domain   9           Entity group   8           Entity identifier   37           Entity identifier allocation   105           Entity identifier, all-zero   38           EPG   20, 39 
  3240.  
  3241.           Features   6           ForwardCount   24           Forwarding   24           FunctionCode   41 
  3242.  
  3243.           Group   8           Group message transaction   10           Group timeouts   16           GRP   37 
  3244.  
  3245.           HandleNoCSR   62           HandleRequestNoCSR   79           HCO   14, 23, 39 
  3246.  
  3247.  Cheriton                                                      [page 120] 
  3248.  
  3249.  
  3250.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3251.  
  3252.            Host independence   8 
  3253.  
  3254.           Idempotent   15           Interpacket gap   18, 40           IP   108 
  3255.  
  3256.           Key   91 
  3257.  
  3258.           LEE   32, 37           Little-endian   9 
  3259.  
  3260.           MCB   118           MDG   22, 40           MDM   30, 42           Message control block   118           Message size   6           Message transaction   7, 10           MPG   39           MsgDelivery   43           MSGTRANS_OVERFLOW   27           Multicast   4, 21, 120           Multicast, reliable   21 
  3261.  
  3262.           Naming   6           Negative acknowledgment   31           NER   25, 31, 39           NRT   26, 30, 39           NSR   25, 27, 31, 39 
  3263.  
  3264.           Object-oriented   2           Overrun   18 
  3265.  
  3266.           Packet group   7, 29, 39           Packet group run   31           PacketDelivery   29, 31, 41           PGcount   26, 41           PIC   42           Principal   11           Priority   41           Process   11           ProcessId   89           Protocol number,IP   108 
  3267.  
  3268.           RAE   37           Rate control   18           Real-time   2, 4           Realtime   22 
  3269.  
  3270.  Cheriton                                                      [page 121] 
  3271.  
  3272.  
  3273.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3274.  
  3275.            Reliability   12           Request message   10           RequestAckRetries   30           RequestRetries   15           Response message   10           ResponseAckRetries   31           ResponseRetries   15           Restricted group   8           Retransmission   15           RetransmitCount   17           Roundtrip time   17           RPC   2           Run   31, 39           Run, message transactions   25 
  3276.  
  3277.           SDA   42           Security   4, 19           Segment block   41           Segment data   43           SegmentSize   42, 43           Selective retransmission   18           Server   7, 10, 41           Server group   8           Sockets, VMTP   118           STI   26, 40           Streaming   25, 55           Strictly stable   8           Subgroups   21 
  3278.  
  3279.           T-stable   8           TC1(Server)   16           TC2(Server)   16           TC3(Server)   16           TC4   16           TCP   2           Timeouts   15           Transaction   10, 41           Transaction identification   10           TS1(Client)   17           TS2(Client)   17           TS3(Client)   17           TS4(Client)   17           TS5(Client)   17           Type flags   8 
  3280.  
  3281.           UNIX interface   118           Unrestricted group   8, 38 
  3282.  
  3283.  Cheriton                                                      [page 122] 
  3284.  
  3285.  
  3286.  RFC 1045                       VMTP                        February 1988  
  3287.  
  3288.            NotifyVmtpClient   7, 26, 27, 30           NotifyVmtpServer   7, 14, 30           User Data   43 
  3289.  
  3290.           Version   38           VMTP Management digital signature   95, 101 
  3291.  
  3292.  
  3293.  
  3294.  
  3295.  
  3296.  
  3297.  
  3298.  
  3299.  
  3300.  
  3301.  
  3302.  
  3303.  
  3304.  
  3305.  
  3306.  
  3307.  
  3308.  
  3309.  
  3310.  
  3311.  
  3312.  
  3313.  
  3314.  
  3315.  
  3316.  
  3317.  
  3318.  
  3319.  
  3320.  
  3321.  
  3322.  
  3323.  
  3324.  
  3325.  
  3326.  
  3327.  
  3328.  
  3329.  
  3330.  
  3331.  
  3332.  
  3333.  
  3334. Cheriton                                                      [page 123] 
  3335.  
  3336.