home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1122.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  294KB  |  3,428 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                    Internet Engineering Task Force Request for Comments: 1122                             R. Braden, Editor                                                             October 1989 
  8.  
  9.          Requirements for Internet Hosts -- Communication Layers 
  10.  
  11.  Status of This Memo 
  12.  
  13.    This RFC is an official specification for the Internet community.  It    incorporates by reference, amends, corrects, and supplements the    primary protocol standards documents relating to hosts.  Distribution    of this document is unlimited. 
  14.  
  15. Summary 
  16.  
  17.    This is one RFC of a pair that defines and discusses the requirements    for Internet host software.  This RFC covers the communications    protocol layers: link layer, IP layer, and transport layer; its    companion RFC-1123 covers the application and support protocols. 
  18.  
  19.  
  20.  
  21.                            Table of Contents 
  22.  
  23.  
  24.  
  25.     1.  INTRODUCTION ...............................................    5       1.1  The Internet Architecture ..............................    6          1.1.1  Internet Hosts ....................................    6          1.1.2  Architectural Assumptions .........................    7          1.1.3  Internet Protocol Suite ...........................    8          1.1.4  Embedded Gateway Code .............................   10       1.2  General Considerations .................................   12          1.2.1  Continuing Internet Evolution .....................   12          1.2.2  Robustness Principle ..............................   12          1.2.3  Error Logging .....................................   13          1.2.4  Configuration .....................................   14       1.3  Reading this Document ..................................   15          1.3.1  Organization ......................................   15          1.3.2  Requirements ......................................   16          1.3.3  Terminology .......................................   17       1.4  Acknowledgments ........................................   20 
  26.  
  27.    2. LINK LAYER ..................................................   21       2.1  INTRODUCTION ...........................................   21 
  28.  
  29.  
  30.  
  31. Internet Engineering Task Force                                 [Page 1] 
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  37.  
  38.        2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH ..................................   21       2.3  SPECIFIC ISSUES ........................................   21          2.3.1  Trailer Protocol Negotiation ......................   21          2.3.2  Address Resolution Protocol -- ARP ................   22             2.3.2.1  ARP Cache Validation .........................   22             2.3.2.2  ARP Packet Queue .............................   24          2.3.3  Ethernet and IEEE 802 Encapsulation ...............   24       2.4  LINK/INTERNET LAYER INTERFACE ..........................   25       2.5  LINK LAYER REQUIREMENTS SUMMARY ........................   26 
  39.  
  40.    3. INTERNET LAYER PROTOCOLS ....................................   27       3.1 INTRODUCTION ............................................   27       3.2  PROTOCOL WALK-THROUGH ..................................   29          3.2.1 Internet Protocol -- IP ............................   29             3.2.1.1  Version Number ...............................   29             3.2.1.2  Checksum .....................................   29             3.2.1.3  Addressing ...................................   29             3.2.1.4  Fragmentation and Reassembly .................   32             3.2.1.5  Identification ...............................   32             3.2.1.6  Type-of-Service ..............................   33             3.2.1.7  Time-to-Live .................................   34             3.2.1.8  Options ......................................   35          3.2.2 Internet Control Message Protocol -- ICMP ..........   38             3.2.2.1  Destination Unreachable ......................   39             3.2.2.2  Redirect .....................................   40             3.2.2.3  Source Quench ................................   41             3.2.2.4  Time Exceeded ................................   41             3.2.2.5  Parameter Problem ............................   42             3.2.2.6  Echo Request/Reply ...........................   42             3.2.2.7  Information Request/Reply ....................   43             3.2.2.8  Timestamp and Timestamp Reply ................   43             3.2.2.9  Address Mask Request/Reply ...................   45          3.2.3  Internet Group Management Protocol IGMP ...........   47       3.3  SPECIFIC ISSUES ........................................   47          3.3.1  Routing Outbound Datagrams ........................   47             3.3.1.1  Local/Remote Decision ........................   47             3.3.1.2  Gateway Selection ............................   48             3.3.1.3  Route Cache ..................................   49             3.3.1.4  Dead Gateway Detection .......................   51             3.3.1.5  New Gateway Selection ........................   55             3.3.1.6  Initialization ...............................   56          3.3.2  Reassembly ........................................   56          3.3.3  Fragmentation .....................................   58          3.3.4  Local Multihoming .................................   60             3.3.4.1  Introduction .................................   60             3.3.4.2  Multihoming Requirements .....................   61             3.3.4.3  Choosing a Source Address ....................   64          3.3.5  Source Route Forwarding ...........................   65 
  41.  
  42.  
  43.  
  44. Internet Engineering Task Force                                 [Page 2] 
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  50.  
  51.           3.3.6  Broadcasts ........................................   66          3.3.7  IP Multicasting ...................................   67          3.3.8  Error Reporting ...................................   69       3.4  INTERNET/TRANSPORT LAYER INTERFACE .....................   69       3.5  INTERNET LAYER REQUIREMENTS SUMMARY ....................   72 
  52.  
  53.    4. TRANSPORT PROTOCOLS .........................................   77       4.1  USER DATAGRAM PROTOCOL -- UDP ..........................   77          4.1.1  INTRODUCTION ......................................   77          4.1.2  PROTOCOL WALK-THROUGH .............................   77          4.1.3  SPECIFIC ISSUES ...................................   77             4.1.3.1  Ports ........................................   77             4.1.3.2  IP Options ...................................   77             4.1.3.3  ICMP Messages ................................   78             4.1.3.4  UDP Checksums ................................   78             4.1.3.5  UDP Multihoming ..............................   79             4.1.3.6  Invalid Addresses ............................   79          4.1.4  UDP/APPLICATION LAYER INTERFACE ...................   79          4.1.5  UDP REQUIREMENTS SUMMARY ..........................   80       4.2  TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL -- TCP ...................   82          4.2.1  INTRODUCTION ......................................   82          4.2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH .............................   82             4.2.2.1  Well-Known Ports .............................   82             4.2.2.2  Use of Push ..................................   82             4.2.2.3  Window Size ..................................   83             4.2.2.4  Urgent Pointer ...............................   84             4.2.2.5  TCP Options ..................................   85             4.2.2.6  Maximum Segment Size Option ..................   85             4.2.2.7  TCP Checksum .................................   86             4.2.2.8  TCP Connection State Diagram .................   86             4.2.2.9  Initial Sequence Number Selection ............   87             4.2.2.10  Simultaneous Open Attempts ..................   87             4.2.2.11  Recovery from Old Duplicate SYN .............   87             4.2.2.12  RST Segment .................................   87             4.2.2.13  Closing a Connection ........................   87             4.2.2.14  Data Communication ..........................   89             4.2.2.15  Retransmission Timeout ......................   90             4.2.2.16  Managing the Window .........................   91             4.2.2.17  Probing Zero Windows ........................   92             4.2.2.18  Passive OPEN Calls ..........................   92             4.2.2.19  Time to Live ................................   93             4.2.2.20  Event Processing ............................   93             4.2.2.21  Acknowledging Queued Segments ...............   94          4.2.3  SPECIFIC ISSUES ...................................   95             4.2.3.1  Retransmission Timeout Calculation ...........   95             4.2.3.2  When to Send an ACK Segment ..................   96             4.2.3.3  When to Send a Window Update .................   97             4.2.3.4  When to Send Data ............................   98 
  54.  
  55.  
  56.  
  57. Internet Engineering Task Force                                 [Page 3] 
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  63.  
  64.              4.2.3.5  TCP Connection Failures ......................  100             4.2.3.6  TCP Keep-Alives ..............................  101             4.2.3.7  TCP Multihoming ..............................  103             4.2.3.8  IP Options ...................................  103             4.2.3.9  ICMP Messages ................................  103             4.2.3.10  Remote Address Validation ...................  104             4.2.3.11  TCP Traffic Patterns ........................  104             4.2.3.12  Efficiency ..................................  105          4.2.4  TCP/APPLICATION LAYER INTERFACE ...................  106             4.2.4.1  Asynchronous Reports .........................  106             4.2.4.2  Type-of-Service ..............................  107             4.2.4.3  Flush Call ...................................  107             4.2.4.4  Multihoming ..................................  108          4.2.5  TCP REQUIREMENT SUMMARY ...........................  108 
  65.  
  66.    5.  REFERENCES .................................................  112 
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  
  71.  
  72.  
  73.  
  74.  
  75.  
  76.  
  77.  
  78.  
  79.  
  80.  
  81.  
  82.  
  83.  
  84.  
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  
  91.  
  92.  
  93.  
  94.  
  95.  
  96.  
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102. Internet Engineering Task Force                                 [Page 4] 
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  108.  
  109.  1.  INTRODUCTION 
  110.  
  111.    This document is one of a pair that defines and discusses the    requirements for host system implementations of the Internet protocol    suite.  This RFC covers the communication protocol layers:  link    layer, IP layer, and transport layer.  Its companion RFC,    "Requirements for Internet Hosts -- Application and Support"    [INTRO:1], covers the application layer protocols.  This document    should also be read in conjunction with "Requirements for Internet    Gateways" [INTRO:2]. 
  112.  
  113.    These documents are intended to provide guidance for vendors,    implementors, and users of Internet communication software.  They    represent the consensus of a large body of technical experience and    wisdom, contributed by the members of the Internet research and    vendor communities. 
  114.  
  115.    This RFC enumerates standard protocols that a host connected to the    Internet must use, and it incorporates by reference the RFCs and    other documents describing the current specifications for these    protocols.  It corrects errors in the referenced documents and adds    additional discussion and guidance for an implementor. 
  116.  
  117.    For each protocol, this document also contains an explicit set of    requirements, recommendations, and options.  The reader must    understand that the list of requirements in this document is    incomplete by itself; the complete set of requirements for an    Internet host is primarily defined in the standard protocol    specification documents, with the corrections, amendments, and    supplements contained in this RFC. 
  118.  
  119.    A good-faith implementation of the protocols that was produced after    careful reading of the RFC's and with some interaction with the    Internet technical community, and that followed good communications    software engineering practices, should differ from the requirements    of this document in only minor ways.  Thus, in many cases, the    "requirements" in this RFC are already stated or implied in the    standard protocol documents, so that their inclusion here is, in a    sense, redundant.  However, they were included because some past    implementation has made the wrong choice, causing problems of    interoperability, performance, and/or robustness. 
  120.  
  121.    This document includes discussion and explanation of many of the    requirements and recommendations.  A simple list of requirements    would be dangerous, because: 
  122.  
  123.    o    Some required features are more important than others, and some         features are optional. 
  124.  
  125.  
  126.  
  127. Internet Engineering Task Force                                 [Page 5] 
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  133.  
  134.     o    There may be valid reasons why particular vendor products that         are designed for restricted contexts might choose to use         different specifications. 
  135.  
  136.    However, the specifications of this document must be followed to meet    the general goal of arbitrary host interoperation across the    diversity and complexity of the Internet system.  Although most    current implementations fail to meet these requirements in various    ways, some minor and some major, this specification is the ideal    towards which we need to move. 
  137.  
  138.    These requirements are based on the current level of Internet    architecture.  This document will be updated as required to provide    additional clarifications or to include additional information in    those areas in which specifications are still evolving. 
  139.  
  140.    This introductory section begins with a brief overview of the    Internet architecture as it relates to hosts, and then gives some    general advice to host software vendors.  Finally, there is some    guidance on reading the rest of the document and some terminology. 
  141.  
  142.    1.1  The Internet Architecture 
  143.  
  144.       General background and discussion on the Internet architecture and       supporting protocol suite can be found in the DDN Protocol       Handbook [INTRO:3]; for background see for example [INTRO:9],       [INTRO:10], and [INTRO:11].  Reference [INTRO:5] describes the       procedure for obtaining Internet protocol documents, while       [INTRO:6] contains a list of the numbers assigned within Internet       protocols. 
  145.  
  146.       1.1.1  Internet Hosts 
  147.  
  148.          A host computer, or simply "host," is the ultimate consumer of          communication services.  A host generally executes application          programs on behalf of user(s), employing network and/or          Internet communication services in support of this function.          An Internet host corresponds to the concept of an "End-System"          used in the OSI protocol suite [INTRO:13]. 
  149.  
  150.          An Internet communication system consists of interconnected          packet networks supporting communication among host computers          using the Internet protocols.  The networks are interconnected          using packet-switching computers called "gateways" or "IP          routers" by the Internet community, and "Intermediate Systems"          by the OSI world [INTRO:13].  The RFC "Requirements for          Internet Gateways" [INTRO:2] contains the official          specifications for Internet gateways.  That RFC together with 
  151.  
  152.  
  153.  
  154. Internet Engineering Task Force                                 [Page 6] 
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  160.  
  161.           the present document and its companion [INTRO:1] define the          rules for the current realization of the Internet architecture. 
  162.  
  163.          Internet hosts span a wide range of size, speed, and function.          They range in size from small microprocessors through          workstations to mainframes and supercomputers.  In function,          they range from single-purpose hosts (such as terminal servers)          to full-service hosts that support a variety of online network          services, typically including remote login, file transfer, and          electronic mail. 
  164.  
  165.          A host is generally said to be multihomed if it has more than          one interface to the same or to different networks.  See          Section 1.1.3 on "Terminology". 
  166.  
  167.       1.1.2  Architectural Assumptions 
  168.  
  169.          The current Internet architecture is based on a set of          assumptions about the communication system.  The assumptions          most relevant to hosts are as follows: 
  170.  
  171.          (a)  The Internet is a network of networks. 
  172.  
  173.               Each host is directly connected to some particular               network(s); its connection to the Internet is only               conceptual.  Two hosts on the same network communicate               with each other using the same set of protocols that they               would use to communicate with hosts on distant networks. 
  174.  
  175.          (b)  Gateways don't keep connection state information. 
  176.  
  177.               To improve robustness of the communication system,               gateways are designed to be stateless, forwarding each IP               datagram independently of other datagrams.  As a result,               redundant paths can be exploited to provide robust service               in spite of failures of intervening gateways and networks. 
  178.  
  179.               All state information required for end-to-end flow control               and reliability is implemented in the hosts, in the               transport layer or in application programs.  All               connection control information is thus co-located with the               end points of the communication, so it will be lost only               if an end point fails. 
  180.  
  181.          (c)  Routing complexity should be in the gateways. 
  182.  
  183.               Routing is a complex and difficult problem, and ought to               be performed by the gateways, not the hosts.  An important 
  184.  
  185.  
  186.  
  187. Internet Engineering Task Force                                 [Page 7] 
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  193.  
  194.                objective is to insulate host software from changes caused               by the inevitable evolution of the Internet routing               architecture. 
  195.  
  196.          (d)  The System must tolerate wide network variation. 
  197.  
  198.               A basic objective of the Internet design is to tolerate a               wide range of network characteristics -- e.g., bandwidth,               delay, packet loss, packet reordering, and maximum packet               size.  Another objective is robustness against failure of               individual networks, gateways, and hosts, using whatever               bandwidth is still available.  Finally, the goal is full               "open system interconnection": an Internet host must be               able to interoperate robustly and effectively with any               other Internet host, across diverse Internet paths. 
  199.  
  200.               Sometimes host implementors have designed for less               ambitious goals.  For example, the LAN environment is               typically much more benign than the Internet as a whole;               LANs have low packet loss and delay and do not reorder               packets.  Some vendors have fielded host implementations               that are adequate for a simple LAN environment, but work               badly for general interoperation.  The vendor justifies               such a product as being economical within the restricted               LAN market.  However, isolated LANs seldom stay isolated               for long; they are soon gatewayed to each other, to               organization-wide internets, and eventually to the global               Internet system.  In the end, neither the customer nor the               vendor is served by incomplete or substandard Internet               host software. 
  201.  
  202.               The requirements spelled out in this document are designed               for a full-function Internet host, capable of full               interoperation over an arbitrary Internet path. 
  203.  
  204.        1.1.3  Internet Protocol Suite 
  205.  
  206.          To communicate using the Internet system, a host must implement          the layered set of protocols comprising the Internet protocol          suite.  A host typically must implement at least one protocol          from each layer. 
  207.  
  208.          The protocol layers used in the Internet architecture are as          follows [INTRO:4]: 
  209.  
  210.           o  Application Layer 
  211.  
  212.  
  213.  
  214. Internet Engineering Task Force                                 [Page 8] 
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  220.  
  221.                The application layer is the top layer of the Internet               protocol suite.  The Internet suite does not further               subdivide the application layer, although some of the               Internet application layer protocols do contain some               internal sub-layering.  The application layer of the               Internet suite essentially combines the functions of the               top two layers -- Presentation and Application -- of the               OSI reference model. 
  222.  
  223.               We distinguish two categories of application layer               protocols:  user protocols that provide service directly               to users, and support protocols that provide common system               functions.  Requirements for user and support protocols               will be found in the companion RFC [INTRO:1]. 
  224.  
  225.               The most common Internet user protocols are: 
  226.  
  227.                 o  Telnet (remote login)                 o  FTP    (file transfer)                 o  SMTP   (electronic mail delivery) 
  228.  
  229.               There are a number of other standardized user protocols               [INTRO:4] and many private user protocols. 
  230.  
  231.               Support protocols, used for host name mapping, booting,               and management, include SNMP, BOOTP, RARP, and the Domain               Name System (DNS) protocols. 
  232.  
  233.           o  Transport Layer 
  234.  
  235.               The transport layer provides end-to-end communication               services for applications.  There are two primary               transport layer protocols at present: 
  236.  
  237.                 o Transmission Control Protocol (TCP)                 o User Datagram Protocol (UDP) 
  238.  
  239.               TCP is a reliable connection-oriented transport service               that provides end-to-end reliability, resequencing, and               flow control.  UDP is a connectionless ("datagram")               transport service. 
  240.  
  241.               Other transport protocols have been developed by the               research community, and the set of official Internet               transport protocols may be expanded in the future. 
  242.  
  243.               Transport layer protocols are discussed in Chapter 4. 
  244.  
  245.  
  246.  
  247. Internet Engineering Task Force                                 [Page 9] 
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  253.  
  254.           o  Internet Layer 
  255.  
  256.               All Internet transport protocols use the Internet Protocol               (IP) to carry data from source host to destination host.               IP is a connectionless or datagram internetwork service,               providing no end-to-end delivery guarantees. Thus, IP               datagrams may arrive at the destination host damaged,               duplicated, out of order, or not at all.  The layers above               IP are responsible for reliable delivery service when it               is required.  The IP protocol includes provision for               addressing, type-of-service specification, fragmentation               and reassembly, and security information. 
  257.  
  258.               The datagram or connectionless nature of the IP protocol               is a fundamental and characteristic feature of the               Internet architecture.  Internet IP was the model for the               OSI Connectionless Network Protocol [INTRO:12]. 
  259.  
  260.               ICMP is a control protocol that is considered to be an               integral part of IP, although it is architecturally               layered upon IP, i.e., it uses IP to carry its data end-               to-end just as a transport protocol like TCP or UDP does.               ICMP provides error reporting, congestion reporting, and               first-hop gateway redirection. 
  261.  
  262.               IGMP is an Internet layer protocol used for establishing               dynamic host groups for IP multicasting. 
  263.  
  264.               The Internet layer protocols IP, ICMP, and IGMP are               discussed in Chapter 3. 
  265.  
  266.           o  Link Layer 
  267.  
  268.               To communicate on its directly-connected network, a host               must implement the communication protocol used to               interface to that network.  We call this a link layer or               media-access layer protocol. 
  269.  
  270.               There is a wide variety of link layer protocols,               corresponding to the many different types of networks.               See Chapter 2. 
  271.  
  272.        1.1.4  Embedded Gateway Code 
  273.  
  274.          Some Internet host software includes embedded gateway          functionality, so that these hosts can forward packets as a 
  275.  
  276.  
  277.  
  278. Internet Engineering Task Force                                [Page 10] 
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  284.  
  285.           gateway would, while still performing the application layer          functions of a host. 
  286.  
  287.          Such dual-purpose systems must follow the Gateway Requirements          RFC [INTRO:2]  with respect to their gateway functions, and          must follow the present document with respect to their host          functions.  In all overlapping cases, the two specifications          should be in agreement. 
  288.  
  289.          There are varying opinions in the Internet community about          embedded gateway functionality.  The main arguments are as          follows: 
  290.  
  291.          o    Pro: in a local network environment where networking is               informal, or in isolated internets, it may be convenient               and economical to use existing host systems as gateways. 
  292.  
  293.               There is also an architectural argument for embedded               gateway functionality: multihoming is much more common               than originally foreseen, and multihoming forces a host to               make routing decisions as if it were a gateway.  If the               multihomed  host contains an embedded gateway, it will               have full routing knowledge and as a result will be able               to make more optimal routing decisions. 
  294.  
  295.          o    Con: Gateway algorithms and protocols are still changing,               and they will continue to change as the Internet system               grows larger.  Attempting to include a general gateway               function within the host IP layer will force host system               maintainers to track these (more frequent) changes.  Also,               a larger pool of gateway implementations will make               coordinating the changes more difficult.  Finally, the               complexity of a gateway IP layer is somewhat greater than               that of a host, making the implementation and operation               tasks more complex. 
  296.  
  297.               In addition, the style of operation of some hosts is not               appropriate for providing stable and robust gateway               service. 
  298.  
  299.          There is considerable merit in both of these viewpoints.  One          conclusion can be drawn: an host administrator must have          conscious control over whether or not a given host acts as a          gateway.  See Section 3.1 for the detailed requirements. 
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304.  
  305.  
  306.  
  307. Internet Engineering Task Force                                [Page 11] 
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  313.  
  314.     1.2  General Considerations 
  315.  
  316.       There are two important lessons that vendors of Internet host       software have learned and which a new vendor should consider       seriously. 
  317.  
  318.       1.2.1  Continuing Internet Evolution 
  319.  
  320.          The enormous growth of the Internet has revealed problems of          management and scaling in a large datagram-based packet          communication system.  These problems are being addressed, and          as a result there will be continuing evolution of the          specifications described in this document.  These changes will          be carefully planned and controlled, since there is extensive          participation in this planning by the vendors and by the          organizations responsible for operations of the networks. 
  321.  
  322.          Development, evolution, and revision are characteristic of          computer network protocols today, and this situation will          persist for some years.  A vendor who develops computer          communication software for the Internet protocol suite (or any          other protocol suite!) and then fails to maintain and update          that software for changing specifications is going to leave a          trail of unhappy customers.  The Internet is a large          communication network, and the users are in constant contact          through it.  Experience has shown that knowledge of          deficiencies in vendor software propagates quickly through the          Internet technical community. 
  323.  
  324.       1.2.2  Robustness Principle 
  325.  
  326.          At every layer of the protocols, there is a general rule whose          application can lead to enormous benefits in robustness and          interoperability [IP:1]: 
  327.  
  328.                 "Be liberal in what you accept, and                  conservative in what you send" 
  329.  
  330.          Software should be written to deal with every conceivable          error, no matter how unlikely; sooner or later a packet will          come in with that particular combination of errors and          attributes, and unless the software is prepared, chaos can          ensue.  In general, it is best to assume that the network is          filled with malevolent entities that will send in packets          designed to have the worst possible effect.  This assumption          will lead to suitable protective design, although the most          serious problems in the Internet have been caused by          unenvisaged mechanisms triggered by low-probability events; 
  331.  
  332.  
  333.  
  334. Internet Engineering Task Force                                [Page 12] 
  335.  
  336.  
  337.  
  338.  
  339. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  340.  
  341.           mere human malice would never have taken so devious a course! 
  342.  
  343.          Adaptability to change must be designed into all levels of          Internet host software.  As a simple example, consider a          protocol specification that contains an enumeration of values          for a particular header field -- e.g., a type field, a port          number, or an error code; this enumeration must be assumed to          be incomplete.  Thus, if a protocol specification defines four          possible error codes, the software must not break when a fifth          code shows up.  An undefined code might be logged (see below),          but it must not cause a failure. 
  344.  
  345.          The second part of the principle is almost as important:          software on other hosts may contain deficiencies that make it          unwise to exploit legal but obscure protocol features.  It is          unwise to stray far from the obvious and simple, lest untoward          effects result elsewhere.  A corollary of this is "watch out          for misbehaving hosts"; host software should be prepared, not          just to survive other misbehaving hosts, but also to cooperate          to limit the amount of disruption such hosts can cause to the          shared communication facility. 
  346.  
  347.       1.2.3  Error Logging 
  348.  
  349.          The Internet includes a great variety of host and gateway          systems, each implementing many protocols and protocol layers,          and some of these contain bugs and mis-features in their          Internet protocol software.  As a result of complexity,          diversity, and distribution of function, the diagnosis of          Internet problems is often very difficult. 
  350.  
  351.          Problem diagnosis will be aided if host implementations include          a carefully designed facility for logging erroneous or          "strange" protocol events.  It is important to include as much          diagnostic information as possible when an error is logged.  In          particular, it is often useful to record the header(s) of a          packet that caused an error.  However, care must be taken to          ensure that error logging does not consume prohibitive amounts          of resources or otherwise interfere with the operation of the          host. 
  352.  
  353.          There is a tendency for abnormal but harmless protocol events          to overflow error logging files; this can be avoided by using a          "circular" log, or by enabling logging only while diagnosing a          known failure.  It may be useful to filter and count duplicate          successive messages.  One strategy that seems to work well is:          (1) always count abnormalities and make such counts accessible          through the management protocol (see [INTRO:1]); and (2) allow 
  354.  
  355.  
  356.  
  357. Internet Engineering Task Force                                [Page 13] 
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  363.  
  364.           the logging of a great variety of events to be selectively          enabled.  For example, it might useful to be able to "log          everything" or to "log everything for host X". 
  365.  
  366.          Note that different managements may have differing policies          about the amount of error logging that they want normally          enabled in a host.  Some will say, "if it doesn't hurt me, I          don't want to know about it", while others will want to take a          more watchful and aggressive attitude about detecting and          removing protocol abnormalities. 
  367.  
  368.       1.2.4  Configuration 
  369.  
  370.          It would be ideal if a host implementation of the Internet          protocol suite could be entirely self-configuring.  This would          allow the whole suite to be implemented in ROM or cast into          silicon, it would simplify diskless workstations, and it would          be an immense boon to harried LAN administrators as well as          system vendors.  We have not reached this ideal; in fact, we          are not even close. 
  371.  
  372.          At many points in this document, you will find a requirement          that a parameter be a configurable option.  There are several          different reasons behind such requirements.  In a few cases,          there is current uncertainty or disagreement about the best          value, and it may be necessary to update the recommended value          in the future.  In other cases, the value really depends on          external factors -- e.g., the size of the host and the          distribution of its communication load, or the speeds and          topology of nearby networks -- and self-tuning algorithms are          unavailable and may be insufficient.  In some cases,          configurability is needed because of administrative          requirements. 
  373.  
  374.          Finally, some configuration options are required to communicate          with obsolete or incorrect implementations of the protocols,          distributed without sources, that unfortunately persist in many          parts of the Internet.  To make correct systems coexist with          these faulty systems, administrators often have to "mis-          configure" the correct systems.  This problem will correct          itself gradually as the faulty systems are retired, but it          cannot be ignored by vendors. 
  375.  
  376.          When we say that a parameter must be configurable, we do not          intend to require that its value be explicitly read from a          configuration file at every boot time.  We recommend that          implementors set up a default for each parameter, so a          configuration file is only necessary to override those defaults 
  377.  
  378.  
  379.  
  380. Internet Engineering Task Force                                [Page 14] 
  381.  
  382.  
  383.  
  384.  
  385. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  386.  
  387.           that are inappropriate in a particular installation.  Thus, the          configurability requirement is an assurance that it will be          POSSIBLE to override the default when necessary, even in a          binary-only or ROM-based product. 
  388.  
  389.          This document requires a particular value for such defaults in          some cases.  The choice of default is a sensitive issue when          the configuration item controls the accommodation to existing          faulty systems.  If the Internet is to converge successfully to          complete interoperability, the default values built into          implementations must implement the official protocol, not          "mis-configurations" to accommodate faulty implementations.          Although marketing considerations have led some vendors to          choose mis-configuration defaults, we urge vendors to choose          defaults that will conform to the standard. 
  390.  
  391.          Finally, we note that a vendor needs to provide adequate          documentation on all configuration parameters, their limits and          effects. 
  392.  
  393.     1.3  Reading this Document 
  394.  
  395.       1.3.1  Organization 
  396.  
  397.          Protocol layering, which is generally used as an organizing          principle in implementing network software, has also been used          to organize this document.  In describing the rules, we assume          that an implementation does strictly mirror the layering of the          protocols.  Thus, the following three major sections specify          the requirements for the link layer, the internet layer, and          the transport layer, respectively.  A companion RFC [INTRO:1]          covers application level software.  This layerist organization          was chosen for simplicity and clarity. 
  398.  
  399.          However, strict layering is an imperfect model, both for the          protocol suite and for recommended implementation approaches.          Protocols in different layers interact in complex and sometimes          subtle ways, and particular functions often involve multiple          layers.  There are many design choices in an implementation,          many of which involve creative "breaking" of strict layering.          Every implementor is urged to read references [INTRO:7] and          [INTRO:8]. 
  400.  
  401.          This document describes the conceptual service interface          between layers using a functional ("procedure call") notation,          like that used in the TCP specification [TCP:1].  A host          implementation must support the logical information flow 
  402.  
  403.  
  404.  
  405. Internet Engineering Task Force                                [Page 15] 
  406.  
  407.  
  408.  
  409.  
  410. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  411.  
  412.           implied by these calls, but need not literally implement the          calls themselves.  For example, many implementations reflect          the coupling between the transport layer and the IP layer by          giving them shared access to common data structures.  These          data structures, rather than explicit procedure calls, are then          the agency for passing much of the information that is          required. 
  413.  
  414.          In general, each major section of this document is organized          into the following subsections: 
  415.  
  416.          (1)  Introduction 
  417.  
  418.          (2)  Protocol Walk-Through -- considers the protocol               specification documents section-by-section, correcting               errors, stating requirements that may be ambiguous or               ill-defined, and providing further clarification or               explanation. 
  419.  
  420.          (3)  Specific Issues -- discusses protocol design and               implementation issues that were not included in the walk-               through. 
  421.  
  422.          (4)  Interfaces -- discusses the service interface to the next               higher layer. 
  423.  
  424.          (5)  Summary -- contains a summary of the requirements of the               section. 
  425.  
  426.           Under many of the individual topics in this document, there is          parenthetical material labeled "DISCUSSION" or          "IMPLEMENTATION". This material is intended to give          clarification and explanation of the preceding requirements          text.  It also includes some suggestions on possible future          directions or developments.  The implementation material          contains suggested approaches that an implementor may want to          consider. 
  427.  
  428.          The summary sections are intended to be guides and indexes to          the text, but are necessarily cryptic and incomplete.  The          summaries should never be used or referenced separately from          the complete RFC. 
  429.  
  430.       1.3.2  Requirements 
  431.  
  432.          In this document, the words that are used to define the          significance of each particular requirement are capitalized. 
  433.  
  434.  
  435.  
  436. Internet Engineering Task Force                                [Page 16] 
  437.  
  438.  
  439.  
  440.  
  441. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  442.  
  443.           These words are: 
  444.  
  445.          *    "MUST" 
  446.  
  447.               This word or the adjective "REQUIRED" means that the item               is an absolute requirement of the specification. 
  448.  
  449.          *    "SHOULD" 
  450.  
  451.               This word or the adjective "RECOMMENDED" means that there               may exist valid reasons in particular circumstances to               ignore this item, but the full implications should be               understood and the case carefully weighed before choosing               a different course. 
  452.  
  453.          *    "MAY" 
  454.  
  455.               This word or the adjective "OPTIONAL" means that this item               is truly optional.  One vendor may choose to include the               item because a particular marketplace requires it or               because it enhances the product, for example; another               vendor may omit the same item. 
  456.  
  457.           An implementation is not compliant if it fails to satisfy one          or more of the MUST requirements for the protocols it          implements.  An implementation that satisfies all the MUST and          all the SHOULD requirements for its protocols is said to be          "unconditionally compliant"; one that satisfies all the MUST          requirements but not all the SHOULD requirements for its          protocols is said to be "conditionally compliant". 
  458.  
  459.       1.3.3  Terminology 
  460.  
  461.          This document uses the following technical terms: 
  462.  
  463.          Segment               A segment is the unit of end-to-end transmission in the               TCP protocol.  A segment consists of a TCP header followed               by application data.  A segment is transmitted by               encapsulation inside an IP datagram. 
  464.  
  465.          Message               In this description of the lower-layer protocols, a               message is the unit of transmission in a transport layer               protocol.  In particular, a TCP segment is a message.  A               message consists of a transport protocol header followed               by application protocol data.  To be transmitted end-to- 
  466.  
  467.  
  468.  
  469. Internet Engineering Task Force                                [Page 17] 
  470.  
  471.  
  472.  
  473.  
  474. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  475.  
  476.                end through the Internet, a message must be encapsulated               inside a datagram. 
  477.  
  478.          IP Datagram               An IP datagram is the unit of end-to-end transmission in               the IP protocol.  An IP datagram consists of an IP header               followed by transport layer data, i.e., of an IP header               followed by a message. 
  479.  
  480.               In the description of the internet layer (Section 3), the               unqualified term "datagram" should be understood to refer               to an IP datagram. 
  481.  
  482.          Packet               A packet is the unit of data passed across the interface               between the internet layer and the link layer.  It               includes an IP header and data.  A packet may be a               complete IP datagram or a fragment of an IP datagram. 
  483.  
  484.          Frame               A frame is the unit of transmission in a link layer               protocol, and consists of a link-layer header followed by               a packet. 
  485.  
  486.          Connected Network               A network to which a host is interfaced is often known as               the "local network" or the "subnetwork" relative to that               host.  However, these terms can cause confusion, and               therefore we use the term "connected network" in this               document. 
  487.  
  488.          Multihomed               A host is said to be multihomed if it has multiple IP               addresses.  For a discussion of multihoming, see Section               3.3.4 below. 
  489.  
  490.          Physical network interface               This is a physical interface to a connected network and               has a (possibly unique) link-layer address.  Multiple               physical network interfaces on a single host may share the               same link-layer address, but the address must be unique               for different hosts on the same physical network. 
  491.  
  492.          Logical [network] interface               We define a logical [network] interface to be a logical               path, distinguished by a unique IP address, to a connected               network.  See Section 3.3.4. 
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  Internet Engineering Task Force                                [Page 18] 
  497.  
  498.  
  499.  
  500.  
  501. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  502.  
  503.           Specific-destination address               This is the effective destination address of a datagram,               even if it is broadcast or multicast; see Section 3.2.1.3. 
  504.  
  505.          Path               At a given moment, all the IP datagrams from a particular               source host to a particular destination host will               typically traverse the same sequence of gateways.  We use               the term "path" for this sequence.  Note that a path is               uni-directional; it is not unusual to have different paths               in the two directions between a given host pair. 
  506.  
  507.          MTU               The maximum transmission unit, i.e., the size of the               largest packet that can be transmitted. 
  508.  
  509.           The terms frame, packet, datagram, message, and segment are          illustrated by the following schematic diagrams: 
  510.  
  511.          A. Transmission on connected network:            _______________________________________________           | LL hdr | IP hdr |         (data)              |           |________|________|_____________________________| 
  512.  
  513.            <---------- Frame ----------------------------->                     <----------Packet --------------------> 
  514.  
  515.           B. Before IP fragmentation or after IP reassembly:                     ______________________________________                    | IP hdr | transport| Application Data |                    |________|____hdr___|__________________| 
  516.  
  517.                     <--------  Datagram ------------------>                              <-------- Message ----------->            or, for TCP:                     ______________________________________                    | IP hdr |  TCP hdr | Application Data |                    |________|__________|__________________| 
  518.  
  519.                     <--------  Datagram ------------------>                              <-------- Segment -----------> 
  520.  
  521.  
  522.  
  523.  
  524.  
  525.  
  526.  
  527.  Internet Engineering Task Force                                [Page 19] 
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989 
  533.  
  534.     1.4  Acknowledgments 
  535.  
  536.       This document incorporates contributions and comments from a large       group of Internet protocol experts, including representatives of       university and research labs, vendors, and government agencies.       It was assembled primarily by the Host Requirements Working Group       of the Internet Engineering Task Force (IETF). 
  537.  
  538.       The Editor would especially like to acknowledge the tireless       dedication of the following people, who attended many long       meetings and generated 3 million bytes of electronic mail over the       past 18 months in pursuit of this document: Philip Almquist, Dave       Borman (Cray Research), Noel Chiappa, Dave Crocker (DEC), Steve       Deering (Stanford), Mike Karels (Berkeley), Phil Karn (Bellcore),       John Lekashman (NASA), Charles Lynn (BBN), Keith McCloghrie (TWG),       Paul Mockapetris (ISI), Thomas Narten (Purdue), Craig Partridge       (BBN), Drew Perkins (CMU), and James Van Bokkelen (FTP Software). 
  539.  
  540.       In addition, the following people made major contributions to the       effort: Bill Barns (Mitre), Steve Bellovin (AT&T), Mike Brescia       (BBN), Ed Cain (DCA), Annette DeSchon (ISI), Martin Gross (DCA),       Phill Gross (NRI), Charles Hedrick (Rutgers), Van Jacobson (LBL),       John Klensin (MIT), Mark Lottor (SRI), Milo Medin (NASA), Bill       Melohn (Sun Microsystems), Greg Minshall (Kinetics), Jeff Mogul       (DEC), John Mullen (CMC), Jon Postel (ISI), John Romkey (Epilogue       Technology), and Mike StJohns (DCA).  The following also made       significant contributions to particular areas: Eric Allman       (Berkeley), Rob Austein (MIT), Art Berggreen (ACC), Keith Bostic       (Berkeley), Vint Cerf (NRI), Wayne Hathaway (NASA), Matt Korn       (IBM), Erik Naggum (Naggum Software, Norway), Robert Ullmann       (Prime Computer), David Waitzman (BBN), Frank Wancho (USA), Arun       Welch (Ohio State), Bill Westfield (Cisco), and Rayan Zachariassen       (Toronto). 
  541.  
  542.       We are grateful to all, including any contributors who may have       been inadvertently omitted from this list. 
  543.  
  544.  
  545.  
  546.  
  547.  
  548.  
  549.  
  550.  
  551.  
  552.  
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558. Internet Engineering Task Force                                [Page 20] 
  559.  
  560.  
  561.  
  562.  
  563. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989 
  564.  
  565.  2. LINK LAYER 
  566.  
  567.    2.1  INTRODUCTION 
  568.  
  569.       All Internet systems, both hosts and gateways, have the same       requirements for link layer protocols.  These requirements are       given in Chapter 3 of "Requirements for Internet Gateways"       [INTRO:2], augmented with the material in this section. 
  570.  
  571.    2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH 
  572.  
  573.       None. 
  574.  
  575.    2.3  SPECIFIC ISSUES 
  576.  
  577.       2.3.1  Trailer Protocol Negotiation 
  578.  
  579.          The trailer protocol [LINK:1] for link-layer encapsulation MAY          be used, but only when it has been verified that both systems          (host or gateway) involved in the link-layer communication          implement trailers.  If the system does not dynamically          negotiate use of the trailer protocol on a per-destination          basis, the default configuration MUST disable the protocol. 
  580.  
  581.          DISCUSSION:               The trailer protocol is a link-layer encapsulation               technique that rearranges the data contents of packets               sent on the physical network.  In some cases, trailers               improve the throughput of higher layer protocols by               reducing the amount of data copying within the operating               system.  Higher layer protocols are unaware of trailer               use, but both the sending and receiving host MUST               understand the protocol if it is used. 
  582.  
  583.               Improper use of trailers can result in very confusing               symptoms.  Only packets with specific size attributes are               encapsulated using trailers, and typically only a small               fraction of the packets being exchanged have these               attributes.  Thus, if a system using trailers exchanges               packets with a system that does not, some packets               disappear into a black hole while others are delivered               successfully. 
  584.  
  585.          IMPLEMENTATION:               On an Ethernet, packets encapsulated with trailers use a               distinct Ethernet type [LINK:1], and trailer negotiation               is performed at the time that ARP is used to discover the               link-layer address of a destination system. 
  586.  
  587.  
  588.  
  589. Internet Engineering Task Force                                [Page 21] 
  590.  
  591.  
  592.  
  593.  
  594. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989 
  595.  
  596.                Specifically, the ARP exchange is completed in the usual               manner using the normal IP protocol type, but a host that               wants to speak trailers will send an additional "trailer               ARP reply" packet, i.e., an ARP reply that specifies the               trailer encapsulation protocol type but otherwise has the               format of a normal ARP reply.  If a host configured to use               trailers receives a trailer ARP reply message from a               remote machine, it can add that machine to the list of               machines that understand trailers, e.g., by marking the               corresponding entry in the ARP cache. 
  597.  
  598.               Hosts wishing to receive trailer encapsulations send               trailer ARP replies whenever they complete exchanges of               normal ARP messages for IP.  Thus, a host that received an               ARP request for its IP protocol address would send a               trailer ARP reply in addition to the normal IP ARP reply;               a host that sent the IP ARP request would send a trailer               ARP reply when it received the corresponding IP ARP reply.               In this way, either the requesting or responding host in               an IP ARP exchange may request that it receive trailer               encapsulations. 
  599.  
  600.               This scheme, using extra trailer ARP reply packets rather               than sending an ARP request for the trailer protocol type,               was designed to avoid a continuous exchange of ARP packets               with a misbehaving host that, contrary to any               specification or common sense, responded to an ARP reply               for trailers with another ARP reply for IP.  This problem               is avoided by sending a trailer ARP reply in response to               an IP ARP reply only when the IP ARP reply answers an               outstanding request; this is true when the hardware               address for the host is still unknown when the IP ARP               reply is received.  A trailer ARP reply may always be sent               along with an IP ARP reply responding to an IP ARP               request. 
  601.  
  602.       2.3.2  Address Resolution Protocol -- ARP 
  603.  
  604.          2.3.2.1  ARP Cache Validation 
  605.  
  606.             An implementation of the Address Resolution Protocol (ARP)             [LINK:2] MUST provide a mechanism to flush out-of-date cache             entries.  If this mechanism involves a timeout, it SHOULD be             possible to configure the timeout value. 
  607.  
  608.             A mechanism to prevent ARP flooding (repeatedly sending an             ARP Request for the same IP address, at a high rate) MUST be             included.  The recommended maximum rate is 1 per second per 
  609.  
  610.  
  611.  
  612. Internet Engineering Task Force                                [Page 22] 
  613.   
  614.  
  615.  RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989 
  616.  
  617.              destination. 
  618.  
  619.             DISCUSSION:                  The ARP specification [LINK:2] suggests but does not                  require a timeout mechanism to invalidate cache entries                  when hosts change their Ethernet addresses.  The                  prevalence of proxy ARP (see Section 2.4 of [INTRO:2])                  has significantly increased the likelihood that cache                  entries in hosts will become invalid, and therefore                  some ARP-cache invalidation mechanism is now required                  for hosts.  Even in the absence of proxy ARP, a long-                  period cache timeout is useful in order to                  automatically correct any bad ARP data that might have                  been cached. 
  620.  
  621.             IMPLEMENTATION:                  Four mechanisms have been used, sometimes in                  combination, to flush out-of-date cache entries. 
  622.  
  623.                  (1)  Timeout -- Periodically time out cache entries,                       even if they are in use.  Note that this timeout                       should be restarted when the cache entry is                       "refreshed" (by observing the source fields,                       regardless of target address, of an ARP broadcast                       from the system in question).  For proxy ARP                       situations, the timeout needs to be on the order                       of a minute. 
  624.  
  625.                  (2)  Unicast Poll -- Actively poll the remote host by                       periodically sending a point-to-point ARP Request                       to it, and delete the entry if no ARP Reply is                       received from N successive polls.  Again, the                       timeout should be on the order of a minute, and                       typically N is 2. 
  626.  
  627.                  (3)  Link-Layer Advice -- If the link-layer driver                       detects a delivery problem, flush the                       corresponding ARP cache entry. 
  628.  
  629.                  (4)  Higher-layer Advice -- Provide a call from the                       Internet layer to the link layer to indicate a                       delivery problem.  The effect of this call would                       be to invalidate the corresponding cache entry.                       This call would be analogous to the                       "ADVISE_DELIVPROB()" call from the transport layer                       to the Internet layer (see Section 3.4), and in                       fact the ADVISE_DELIVPROB routine might in turn                       call the link-layer advice routine to invalidate 
  630.  
  631.  
  632.  
  633. Internet Engineering Task Force                                [Page 23] 
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989 
  639.  
  640.                        the ARP cache entry. 
  641.  
  642.                  Approaches (1) and (2) involve ARP cache timeouts on                  the order of a minute or less.  In the absence of proxy                  ARP, a timeout this short could create noticeable                  overhead traffic on a very large Ethernet.  Therefore,                  it may be necessary to configure a host to lengthen the                  ARP cache timeout. 
  643.  
  644.          2.3.2.2  ARP Packet Queue 
  645.  
  646.             The link layer SHOULD save (rather than discard) at least             one (the latest) packet of each set of packets destined to             the same unresolved IP address, and transmit the saved             packet when the address has been resolved. 
  647.  
  648.             DISCUSSION:                  Failure to follow this recommendation causes the first                  packet of every exchange to be lost.  Although higher-                  layer protocols can generally cope with packet loss by                  retransmission, packet loss does impact performance.                  For example, loss of a TCP open request causes the                  initial round-trip time estimate to be inflated.  UDP-                  based applications such as the Domain Name System are                  more seriously affected. 
  649.  
  650.       2.3.3  Ethernet and IEEE 802 Encapsulation 
  651.  
  652.          The IP encapsulation for Ethernets is described in RFC-894          [LINK:3], while RFC-1042 [LINK:4] describes the IP          encapsulation for IEEE 802 networks.  RFC-1042 elaborates and          replaces the discussion in Section 3.4 of [INTRO:2]. 
  653.  
  654.          Every Internet host connected to a 10Mbps Ethernet cable: 
  655.  
  656.          o    MUST be able to send and receive packets using RFC-894               encapsulation; 
  657.  
  658.          o    SHOULD be able to receive RFC-1042 packets, intermixed               with RFC-894 packets; and 
  659.  
  660.          o    MAY be able to send packets using RFC-1042 encapsulation. 
  661.  
  662.           An Internet host that implements sending both the RFC-894 and          the RFC-1042 encapsulations MUST provide a configuration switch          to select which is sent, and this switch MUST default to RFC-          894. 
  663.  
  664.  
  665.  
  666. Internet Engineering Task Force                                [Page 24] 
  667.  
  668.  
  669.  
  670.  
  671. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989 
  672.  
  673.           Note that the standard IP encapsulation in RFC-1042 does not          use the protocol id value (K1=6) that IEEE reserved for IP;          instead, it uses a value (K1=170) that implies an extension          (the "SNAP") which can be used to hold the Ether-Type field.          An Internet system MUST NOT send 802 packets using K1=6. 
  674.  
  675.          Address translation from Internet addresses to link-layer          addresses on Ethernet and IEEE 802 networks MUST be managed by          the Address Resolution Protocol (ARP). 
  676.  
  677.          The MTU for an Ethernet is 1500 and for 802.3 is 1492. 
  678.  
  679.          DISCUSSION:               The IEEE 802.3 specification provides for operation over a               10Mbps Ethernet cable, in which case Ethernet and IEEE               802.3 frames can be physically intermixed.  A receiver can               distinguish Ethernet and 802.3 frames by the value of the               802.3 Length field; this two-octet field coincides in the               header with the Ether-Type field of an Ethernet frame.  In               particular, the 802.3 Length field must be less than or               equal to 1500, while all valid Ether-Type values are               greater than 1500. 
  680.  
  681.               Another compatibility problem arises with link-layer               broadcasts.  A broadcast sent with one framing will not be               seen by hosts that can receive only the other framing. 
  682.  
  683.               The provisions of this section were designed to provide               direct interoperation between 894-capable and 1042-capable               systems on the same cable, to the maximum extent possible.               It is intended to support the present situation where               894-only systems predominate, while providing an easy               transition to a possible future in which 1042-capable               systems become common. 
  684.  
  685.               Note that 894-only systems cannot interoperate directly               with 1042-only systems.  If the two system types are set               up as two different logical networks on the same cable,               they can communicate only through an IP gateway.               Furthermore, it is not useful or even possible for a               dual-format host to discover automatically which format to               send, because of the problem of link-layer broadcasts. 
  686.  
  687.    2.4  LINK/INTERNET LAYER INTERFACE 
  688.  
  689.       The packet receive interface between the IP layer and the link       layer MUST include a flag to indicate whether the incoming packet       was addressed to a link-layer broadcast address. 
  690.  
  691.  
  692.  
  693. Internet Engineering Task Force                                [Page 25] 
  694.  
  695.  
  696.  
  697.  
  698. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989 
  699.  
  700.        DISCUSSION            Although the IP layer does not generally know link layer            addresses (since every different network medium typically has            a different address format), the broadcast address on a            broadcast-capable medium is an important special case.  See            Section 3.2.2, especially the DISCUSSION concerning broadcast            storms. 
  701.  
  702.       The packet send interface between the IP and link layers MUST       include the 5-bit TOS field (see Section 3.2.1.6). 
  703.  
  704.       The link layer MUST NOT report a Destination Unreachable error to       IP solely because there is no ARP cache entry for a destination. 
  705.  
  706.    2.5  LINK LAYER REQUIREMENTS SUMMARY 
  707.  
  708.                                                   |       | | | |S| |                                                   |       | | | |H| |F                                                   |       | | | |O|M|o                                                   |       | |S| |U|U|o                                                   |       | |H| |L|S|t                                                   |       |M|O| |D|T|n                                                   |       |U|U|M| | |o                                                   |       |S|L|A|N|N|t                                                   |       |T|D|Y|O|O|t FEATURE                                           |SECTION| | | |T|T|e --------------------------------------------------|-------|-|-|-|-|-|--                                                   |       | | | | | | Trailer encapsulation                             |2.3.1  | | |x| | | Send Trailers by default without negotiation      |2.3.1  | | | | |x| ARP                                               |2.3.2  | | | | | |   Flush out-of-date ARP cache entries             |2.3.2.1|x| | | | |   Prevent ARP floods                              |2.3.2.1|x| | | | |   Cache timeout configurable                      |2.3.2.1| |x| | | |   Save at least one (latest) unresolved pkt       |2.3.2.2| |x| | | | Ethernet and IEEE 802 Encapsulation               |2.3.3  | | | | | |   Host able to:                                   |2.3.3  | | | | | |     Send & receive RFC-894 encapsulation          |2.3.3  |x| | | | |     Receive RFC-1042 encapsulation                |2.3.3  | |x| | | |     Send RFC-1042 encapsulation                   |2.3.3  | | |x| | |       Then config. sw. to select, RFC-894 dflt    |2.3.3  |x| | | | |   Send K1=6 encapsulation                         |2.3.3  | | | | |x|   Use ARP on Ethernet and IEEE 802 nets           |2.3.3  |x| | | | | Link layer report b'casts to IP layer             |2.4    |x| | | | | IP layer pass TOS to link layer                   |2.4    |x| | | | | No ARP cache entry treated as Dest. Unreach.      |2.4    | | | | |x| 
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714. Internet Engineering Task Force                                [Page 26] 
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  720.  
  721.  3. INTERNET LAYER PROTOCOLS 
  722.  
  723.    3.1 INTRODUCTION 
  724.  
  725.       The Robustness Principle: "Be liberal in what you accept, and       conservative in what you send" is particularly important in the       Internet layer, where one misbehaving host can deny Internet       service to many other hosts. 
  726.  
  727.       The protocol standards used in the Internet layer are: 
  728.  
  729.       o    RFC-791 [IP:1] defines the IP protocol and gives an            introduction to the architecture of the Internet. 
  730.  
  731.       o    RFC-792 [IP:2] defines ICMP, which provides routing,            diagnostic and error functionality for IP.  Although ICMP            messages are encapsulated within IP datagrams, ICMP            processing is considered to be (and is typically implemented            as) part of the IP layer.  See Section 3.2.2. 
  732.  
  733.       o    RFC-950 [IP:3] defines the mandatory subnet extension to the            addressing architecture. 
  734.  
  735.       o    RFC-1112 [IP:4] defines the Internet Group Management            Protocol IGMP, as part of a recommended extension to hosts            and to the host-gateway interface to support Internet-wide            multicasting at the IP level.  See Section 3.2.3. 
  736.  
  737.            The target of an IP multicast may be an arbitrary group of            Internet hosts.  IP multicasting is designed as a natural            extension of the link-layer multicasting facilities of some            networks, and it provides a standard means for local access            to such link-layer multicasting facilities. 
  738.  
  739.       Other important references are listed in Section 5 of this       document. 
  740.  
  741.       The Internet layer of host software MUST implement both IP and       ICMP.  See Section 3.3.7 for the requirements on support of IGMP. 
  742.  
  743.       The host IP layer has two basic functions:  (1) choose the "next       hop" gateway or host for outgoing IP datagrams and (2) reassemble       incoming IP datagrams.  The IP layer may also (3) implement       intentional fragmentation of outgoing datagrams.  Finally, the IP       layer must (4) provide diagnostic and error functionality.  We       expect that IP layer functions may increase somewhat in the       future, as further Internet control and management facilities are       developed. 
  744.  
  745.  
  746.  
  747. Internet Engineering Task Force                                [Page 27] 
  748.  
  749.  
  750.  
  751.  
  752. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  753.  
  754.        For normal datagrams, the processing is straightforward.  For       incoming datagrams, the IP layer: 
  755.  
  756.       (1)  verifies that the datagram is correctly formatted; 
  757.  
  758.       (2)  verifies that it is destined to the local host; 
  759.  
  760.       (3)  processes options; 
  761.  
  762.       (4)  reassembles the datagram if necessary; and 
  763.  
  764.       (5)  passes the encapsulated message to the appropriate            transport-layer protocol module. 
  765.  
  766.       For outgoing datagrams, the IP layer: 
  767.  
  768.       (1)  sets any fields not set by the transport layer; 
  769.  
  770.       (2)  selects the correct first hop on the connected network (a            process called "routing"); 
  771.  
  772.       (3)  fragments the datagram if necessary and if intentional            fragmentation is implemented (see Section 3.3.3); and 
  773.  
  774.       (4)  passes the packet(s) to the appropriate link-layer driver. 
  775.  
  776.        A host is said to be multihomed if it has multiple IP addresses.       Multihoming introduces considerable confusion and complexity into       the protocol suite, and it is an area in which the Internet       architecture falls seriously short of solving all problems.  There       are two distinct problem areas in multihoming: 
  777.  
  778.       (1)  Local multihoming --  the host itself is multihomed; or 
  779.  
  780.       (2)  Remote multihoming -- the local host needs to communicate            with a remote multihomed host. 
  781.  
  782.       At present, remote multihoming MUST be handled at the application       layer, as discussed in the companion RFC [INTRO:1].  A host MAY       support local multihoming, which is discussed in this document,       and in particular in Section 3.3.4. 
  783.  
  784.       Any host that forwards datagrams generated by another host is       acting as a gateway and MUST also meet the specifications laid out       in the gateway requirements RFC [INTRO:2].  An Internet host that       includes embedded gateway code MUST have a configuration switch to       disable the gateway function, and this switch MUST default to the 
  785.  
  786.  
  787.  
  788. Internet Engineering Task Force                                [Page 28] 
  789.  
  790.  
  791.  
  792.  
  793. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  794.  
  795.        non-gateway mode.  In this mode, a datagram arriving through one       interface will not be forwarded to another host or gateway (unless       it is source-routed), regardless of whether the host is single-       homed or multihomed.  The host software MUST NOT automatically       move into gateway mode if the host has more than one interface, as       the operator of the machine may neither want to provide that       service nor be competent to do so. 
  796.  
  797.       In the following, the action specified in certain cases is to       "silently discard" a received datagram.  This means that the       datagram will be discarded without further processing and that the       host will not send any ICMP error message (see Section 3.2.2) as a       result.  However, for diagnosis of problems a host SHOULD provide       the capability of logging the error (see Section 1.2.3), including       the contents of the silently-discarded datagram, and SHOULD record       the event in a statistics counter. 
  798.  
  799.       DISCUSSION:            Silent discard of erroneous datagrams is generally intended            to prevent "broadcast storms". 
  800.  
  801.    3.2  PROTOCOL WALK-THROUGH 
  802.  
  803.       3.2.1 Internet Protocol -- IP 
  804.  
  805.          3.2.1.1  Version Number: RFC-791 Section 3.1 
  806.  
  807.             A datagram whose version number is not 4 MUST be silently             discarded. 
  808.  
  809.          3.2.1.2  Checksum: RFC-791 Section 3.1 
  810.  
  811.             A host MUST verify the IP header checksum on every received             datagram and silently discard every datagram that has a bad             checksum. 
  812.  
  813.          3.2.1.3  Addressing: RFC-791 Section 3.2 
  814.  
  815.             There are now five classes of IP addresses: Class A through             Class E.  Class D addresses are used for IP multicasting             [IP:4], while Class E addresses are reserved for             experimental use. 
  816.  
  817.             A multicast (Class D) address is a 28-bit logical address             that stands for a group of hosts, and may be either             permanent or transient.  Permanent multicast addresses are             allocated by the Internet Assigned Number Authority             [INTRO:6], while transient addresses may be allocated 
  818.  
  819.  
  820.  
  821. Internet Engineering Task Force                                [Page 29] 
  822.  
  823.  
  824.  
  825.  
  826. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  827.  
  828.              dynamically to transient groups.  Group membership is             determined dynamically using IGMP [IP:4]. 
  829.  
  830.             We now summarize the important special cases for Class A, B,             and C IP addresses, using the following notation for an IP             address: 
  831.  
  832.                 { <Network-number>, <Host-number> } 
  833.  
  834.             or                 { <Network-number>, <Subnet-number>, <Host-number> } 
  835.  
  836.             and the notation "-1" for a field that contains all 1 bits.             This notation is not intended to imply that the 1-bits in an             address mask need be contiguous. 
  837.  
  838.             (a)  { 0, 0 } 
  839.  
  840.                  This host on this network.  MUST NOT be sent, except as                  a source address as part of an initialization procedure                  by which the host learns its own IP address. 
  841.  
  842.                  See also Section 3.3.6 for a non-standard use of {0,0}. 
  843.  
  844.             (b)  { 0, <Host-number> } 
  845.  
  846.                  Specified host on this network.  It MUST NOT be sent,                  except as a source address as part of an initialization                  procedure by which the host learns its full IP address. 
  847.  
  848.             (c)  { -1, -1 } 
  849.  
  850.                  Limited broadcast.  It MUST NOT be used as a source                  address. 
  851.  
  852.                  A datagram with this destination address will be                  received by every host on the connected physical                  network but will not be forwarded outside that network. 
  853.  
  854.             (d)  { <Network-number>, -1 } 
  855.  
  856.                  Directed broadcast to the specified network.  It MUST                  NOT be used as a source address. 
  857.  
  858.             (e)  { <Network-number>, <Subnet-number>, -1 } 
  859.  
  860.                  Directed broadcast to the specified subnet.  It MUST                  NOT be used as a source address. 
  861.  
  862.  
  863.  
  864. Internet Engineering Task Force                                [Page 30] 
  865.  
  866.  
  867.  
  868.  
  869. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  870.  
  871.              (f)  { <Network-number>, -1, -1 } 
  872.  
  873.                  Directed broadcast to all subnets of the specified                  subnetted network.  It MUST NOT be used as a source                  address. 
  874.  
  875.             (g)  { 127, <any> } 
  876.  
  877.                  Internal host loopback address.  Addresses of this form                  MUST NOT appear outside a host. 
  878.  
  879.             The <Network-number> is administratively assigned so that             its value will be unique in the entire world. 
  880.  
  881.             IP addresses are not permitted to have the value 0 or -1 for             any of the <Host-number>, <Network-number>, or <Subnet-             number> fields (except in the special cases listed above).             This implies that each of these fields will be at least two             bits long. 
  882.  
  883.             For further discussion of broadcast addresses, see Section             3.3.6. 
  884.  
  885.             A host MUST support the subnet extensions to IP [IP:3].  As             a result, there will be an address mask of the form:             {-1, -1, 0} associated with each of the host's local IP             addresses; see Sections 3.2.2.9 and 3.3.1.1. 
  886.  
  887.             When a host sends any datagram, the IP source address MUST             be one of its own IP addresses (but not a broadcast or             multicast address). 
  888.  
  889.             A host MUST silently discard an incoming datagram that is             not destined for the host.  An incoming datagram is destined             for the host if the datagram's destination address field is: 
  890.  
  891.             (1)  (one of) the host's IP address(es); or 
  892.  
  893.             (2)  an IP broadcast address valid for the connected                  network; or 
  894.  
  895.             (3)  the address for a multicast group of which the host is                  a member on the incoming physical interface. 
  896.  
  897.             For most purposes, a datagram addressed to a broadcast or             multicast destination is processed as if it had been             addressed to one of the host's IP addresses; we use the term             "specific-destination address" for the equivalent local IP 
  898.  
  899.  
  900.  
  901. Internet Engineering Task Force                                [Page 31] 
  902.  
  903.  
  904.  
  905.  
  906. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  907.  
  908.              address of the host.  The specific-destination address is             defined to be the destination address in the IP header             unless the header contains a broadcast or multicast address,             in which case the specific-destination is an IP address             assigned to the physical interface on which the datagram             arrived. 
  909.  
  910.             A host MUST silently discard an incoming datagram containing             an IP source address that is invalid by the rules of this             section.  This validation could be done in either the IP             layer or by each protocol in the transport layer. 
  911.  
  912.             DISCUSSION:                  A mis-addressed datagram might be caused by a link-                  layer broadcast of a unicast datagram or by a gateway                  or host that is confused or mis-configured. 
  913.  
  914.                  An architectural goal for Internet hosts was to allow                  IP addresses to be featureless 32-bit numbers, avoiding                  algorithms that required a knowledge of the IP address                  format.  Otherwise, any future change in the format or                  interpretation of IP addresses will require host                  software changes.  However, validation of broadcast and                  multicast addresses violates this goal; a few other                  violations are described elsewhere in this document. 
  915.  
  916.                  Implementers should be aware that applications                  depending upon the all-subnets directed broadcast                  address (f) may be unusable on some networks.  All-                  subnets broadcast is not widely implemented in vendor                  gateways at present, and even when it is implemented, a                  particular network administration may disable it in the                  gateway configuration. 
  917.  
  918.          3.2.1.4  Fragmentation and Reassembly: RFC-791 Section 3.2 
  919.  
  920.             The Internet model requires that every host support             reassembly.  See Sections 3.3.2 and 3.3.3 for the             requirements on fragmentation and reassembly. 
  921.  
  922.          3.2.1.5  Identification: RFC-791 Section 3.2 
  923.  
  924.             When sending an identical copy of an earlier datagram, a             host MAY optionally retain the same Identification field in             the copy. 
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.  Internet Engineering Task Force                                [Page 32] 
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  936.  
  937.              DISCUSSION:                  Some Internet protocol experts have maintained that                  when a host sends an identical copy of an earlier                  datagram, the new copy should contain the same                  Identification value as the original.  There are two                  suggested advantages:  (1) if the datagrams are                  fragmented and some of the fragments are lost, the                  receiver may be able to reconstruct a complete datagram                  from fragments of the original and the copies; (2) a                  congested gateway might use the IP Identification field                  (and Fragment Offset) to discard duplicate datagrams                  from the queue. 
  938.  
  939.                  However, the observed patterns of datagram loss in the                  Internet do not favor the probability of retransmitted                  fragments filling reassembly gaps, while other                  mechanisms (e.g., TCP repacketizing upon                  retransmission) tend to prevent retransmission of an                  identical datagram [IP:9].  Therefore, we believe that                  retransmitting the same Identification field is not                  useful.  Also, a connectionless transport protocol like                  UDP would require the cooperation of the application                  programs to retain the same Identification value in                  identical datagrams. 
  940.  
  941.          3.2.1.6  Type-of-Service: RFC-791 Section 3.2 
  942.  
  943.             The "Type-of-Service" byte in the IP header is divided into             two sections:  the Precedence field (high-order 3 bits), and             a field that is customarily called "Type-of-Service" or             "TOS" (low-order 5 bits).  In this document, all references             to "TOS" or the "TOS field" refer to the low-order 5 bits             only. 
  944.  
  945.             The Precedence field is intended for Department of Defense             applications of the Internet protocols.  The use of non-zero             values in this field is outside the scope of this document             and the IP standard specification.  Vendors should consult             the Defense Communication Agency (DCA) for guidance on the             IP Precedence field and its implications for other protocol             layers.  However, vendors should note that the use of             precedence will most likely require that its value be passed             between protocol layers in just the same way as the TOS             field is passed. 
  946.  
  947.             The IP layer MUST provide a means for the transport layer to             set the TOS field of every datagram that is sent; the             default is all zero bits.  The IP layer SHOULD pass received 
  948.  
  949.  
  950.  
  951. Internet Engineering Task Force                                [Page 33] 
  952.  
  953.  
  954.  
  955.  
  956. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  957.  
  958.              TOS values up to the transport layer. 
  959.  
  960.             The particular link-layer mappings of TOS contained in RFC-             795 SHOULD NOT be implemented. 
  961.  
  962.             DISCUSSION:                  While the TOS field has been little used in the past,                  it is expected to play an increasing role in the near                  future.  The TOS field is expected to be used to                  control two aspects of gateway operations: routing and                  queueing algorithms.  See Section 2 of [INTRO:1] for                  the requirements on application programs to specify TOS                  values. 
  963.  
  964.                  The TOS field may also be mapped into link-layer                  service selectors.  This has been applied to provide                  effective sharing of serial lines by different classes                  of TCP traffic, for example.  However, the mappings                  suggested in RFC-795 for networks that were included in                  the Internet as of 1981 are now obsolete. 
  965.  
  966.          3.2.1.7  Time-to-Live: RFC-791 Section 3.2 
  967.  
  968.             A host MUST NOT send a datagram with a Time-to-Live (TTL)             value of zero. 
  969.  
  970.             A host MUST NOT discard a datagram just because it was             received with TTL less than 2. 
  971.  
  972.             The IP layer MUST provide a means for the transport layer to             set the TTL field of every datagram that is sent.  When a             fixed TTL value is used, it MUST be configurable.  The             current suggested value will be published in the "Assigned             Numbers" RFC. 
  973.  
  974.             DISCUSSION:                  The TTL field has two functions: limit the lifetime of                  TCP segments (see RFC-793 [TCP:1], p. 28), and                  terminate Internet routing loops.  Although TTL is a                  time in seconds, it also has some attributes of a hop-                  count, since each gateway is required to reduce the TTL                  field by at least one. 
  975.  
  976.                  The intent is that TTL expiration will cause a datagram                  to be discarded by a gateway but not by the destination                  host; however, hosts that act as gateways by forwarding                  datagrams must follow the gateway rules for TTL. 
  977.  
  978.  
  979.  
  980.  Internet Engineering Task Force                                [Page 34] 
  981.  
  982.  
  983.  
  984.  
  985. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  986.  
  987.                   A higher-layer protocol may want to set the TTL in                  order to implement an "expanding scope" search for some                  Internet resource.  This is used by some diagnostic                  tools, and is expected to be useful for locating the                  "nearest" server of a given class using IP                  multicasting, for example.  A particular transport                  protocol may also want to specify its own TTL bound on                  maximum datagram lifetime. 
  988.  
  989.                  A fixed value must be at least big enough for the                  Internet "diameter," i.e., the longest possible path.                  A reasonable value is about twice the diameter, to                  allow for continued Internet growth. 
  990.  
  991.          3.2.1.8  Options: RFC-791 Section 3.2 
  992.  
  993.             There MUST be a means for the transport layer to specify IP             options to be included in transmitted IP datagrams (see             Section 3.4). 
  994.  
  995.             All IP options (except NOP or END-OF-LIST) received in             datagrams MUST be passed to the transport layer (or to ICMP             processing when the datagram is an ICMP message).  The IP             and transport layer MUST each interpret those IP options             that they understand and silently ignore the others. 
  996.  
  997.             Later sections of this document discuss specific IP option             support required by each of ICMP, TCP, and UDP. 
  998.  
  999.             DISCUSSION:                  Passing all received IP options to the transport layer                  is a deliberate "violation of strict layering" that is                  designed to ease the introduction of new transport-                  relevant IP options in the future.  Each layer must                  pick out any options that are relevant to its own                  processing and ignore the rest.  For this purpose,                  every IP option except NOP and END-OF-LIST will include                  a specification of its own length. 
  1000.  
  1001.                  This document does not define the order in which a                  receiver must process multiple options in the same IP                  header.  Hosts sending multiple options must be aware                  that this introduces an ambiguity in the meaning of                  certain options when combined with a source-route                  option. 
  1002.  
  1003.             IMPLEMENTATION:                  The IP layer must not crash as the result of an option 
  1004.  
  1005.  
  1006.  
  1007. Internet Engineering Task Force                                [Page 35] 
  1008.  
  1009.  
  1010.  
  1011.  
  1012. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1013.  
  1014.                   length that is outside the possible range.  For                  example, erroneous option lengths have been observed to                  put some IP implementations into infinite loops. 
  1015.  
  1016.             Here are the requirements for specific IP options: 
  1017.  
  1018.              (a)  Security Option 
  1019.  
  1020.                  Some environments require the Security option in every                  datagram; such a requirement is outside the scope of                  this document and the IP standard specification.  Note,                  however, that the security options described in RFC-791                  and RFC-1038 are obsolete.  For DoD applications,                  vendors should consult [IP:8] for guidance. 
  1021.  
  1022.              (b)  Stream Identifier Option 
  1023.  
  1024.                  This option is obsolete; it SHOULD NOT be sent, and it                  MUST be silently ignored if received. 
  1025.  
  1026.              (c)  Source Route Options 
  1027.  
  1028.                  A host MUST support originating a source route and MUST                  be able to act as the final destination of a source                  route. 
  1029.  
  1030.                  If host receives a datagram containing a completed                  source route (i.e., the pointer points beyond the last                  field), the datagram has reached its final destination;                  the option as received (the recorded route) MUST be                  passed up to the transport layer (or to ICMP message                  processing).  This recorded route will be reversed and                  used to form a return source route for reply datagrams                  (see discussion of IP Options in Section 4).  When a                  return source route is built, it MUST be correctly                  formed even if the recorded route included the source                  host (see case (B) in the discussion below). 
  1031.  
  1032.                  An IP header containing more than one Source Route                  option MUST NOT be sent; the effect on routing of                  multiple Source Route options is implementation-                  specific. 
  1033.  
  1034.                  Section 3.3.5 presents the rules for a host acting as                  an intermediate hop in a source route, i.e., forwarding 
  1035.  
  1036.  
  1037.  
  1038. Internet Engineering Task Force                                [Page 36] 
  1039.  
  1040.  
  1041.  
  1042.  
  1043. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1044.  
  1045.                   a source-routed datagram. 
  1046.  
  1047.                  DISCUSSION:                       If a source-routed datagram is fragmented, each                       fragment will contain a copy of the source route.                       Since the processing of IP options (including a                       source route) must precede reassembly, the                       original datagram will not be reassembled until                       the final destination is reached. 
  1048.  
  1049.                       Suppose a source routed datagram is to be routed                       from host S to host D via gateways G1, G2, ... Gn.                       There was an ambiguity in the specification over                       whether the source route option in a datagram sent                       out by S should be (A) or (B): 
  1050.  
  1051.                           (A):  {>>G2, G3, ... Gn, D}     <--- CORRECT 
  1052.  
  1053.                           (B):  {S, >>G2, G3, ... Gn, D}  <---- WRONG 
  1054.  
  1055.                       (where >> represents the pointer).  If (A) is                       sent, the datagram received at D will contain the                       option: {G1, G2, ... Gn >>}, with S and D as the                       IP source and destination addresses.  If (B) were                       sent, the datagram received at D would again                       contain S and D as the same IP source and                       destination addresses, but the option would be:                       {S, G1, ...Gn >>}; i.e., the originating host                       would be the first hop in the route. 
  1056.  
  1057.              (d)  Record Route Option 
  1058.  
  1059.                  Implementation of originating and processing the Record                  Route option is OPTIONAL. 
  1060.  
  1061.              (e)  Timestamp Option 
  1062.  
  1063.                  Implementation of originating and processing the                  Timestamp option is OPTIONAL.  If it is implemented,                  the following rules apply: 
  1064.  
  1065.                  o    The originating host MUST record a timestamp in a                       Timestamp option whose Internet address fields are                       not pre-specified or whose first pre-specified                       address is the host's interface address. 
  1066.  
  1067.  
  1068.  
  1069.  Internet Engineering Task Force                                [Page 37] 
  1070.  
  1071.  
  1072.  
  1073.  
  1074. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1075.  
  1076.                   o    The destination host MUST (if possible) add the                       current timestamp to a Timestamp option before                       passing the option to the transport layer or to                       ICMP for processing. 
  1077.  
  1078.                  o    A timestamp value MUST follow the rules given in                       Section 3.2.2.8 for the ICMP Timestamp message. 
  1079.  
  1080.        3.2.2 Internet Control Message Protocol -- ICMP 
  1081.  
  1082.          ICMP messages are grouped into two classes. 
  1083.  
  1084.          *               ICMP error messages: 
  1085.  
  1086.                Destination Unreachable   (see Section 3.2.2.1)                Redirect                  (see Section 3.2.2.2)                Source Quench             (see Section 3.2.2.3)                Time Exceeded             (see Section 3.2.2.4)                Parameter Problem         (see Section 3.2.2.5) 
  1087.  
  1088.           *               ICMP query messages: 
  1089.  
  1090.                 Echo                     (see Section 3.2.2.6)                 Information              (see Section 3.2.2.7)                 Timestamp                (see Section 3.2.2.8)                 Address Mask             (see Section 3.2.2.9) 
  1091.  
  1092.           If an ICMP message of unknown type is received, it MUST be          silently discarded. 
  1093.  
  1094.          Every ICMP error message includes the Internet header and at          least the first 8 data octets of the datagram that triggered          the error; more than 8 octets MAY be sent; this header and data          MUST be unchanged from the received datagram. 
  1095.  
  1096.          In those cases where the Internet layer is required to pass an          ICMP error message to the transport layer, the IP protocol          number MUST be extracted from the original header and used to          select the appropriate transport protocol entity to handle the          error. 
  1097.  
  1098.          An ICMP error message SHOULD be sent with normal (i.e., zero)          TOS bits. 
  1099.  
  1100.  
  1101.  
  1102. Internet Engineering Task Force                                [Page 38] 
  1103.  
  1104.  
  1105.  
  1106.  
  1107. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1108.  
  1109.           An ICMP error message MUST NOT be sent as the result of          receiving: 
  1110.  
  1111.          *    an ICMP error message, or 
  1112.  
  1113.          *    a datagram destined to an IP broadcast or IP multicast               address, or 
  1114.  
  1115.          *    a datagram sent as a link-layer broadcast, or 
  1116.  
  1117.          *    a non-initial fragment, or 
  1118.  
  1119.          *    a datagram whose source address does not define a single               host -- e.g., a zero address, a loopback address, a               broadcast address, a multicast address, or a Class E               address. 
  1120.  
  1121.          NOTE: THESE RESTRICTIONS TAKE PRECEDENCE OVER ANY REQUIREMENT          ELSEWHERE IN THIS DOCUMENT FOR SENDING ICMP ERROR MESSAGES. 
  1122.  
  1123.          DISCUSSION:               These rules will prevent the "broadcast storms" that have               resulted from hosts returning ICMP error messages in               response to broadcast datagrams.  For example, a broadcast               UDP segment to a non-existent port could trigger a flood               of ICMP Destination Unreachable datagrams from all               machines that do not have a client for that destination               port.  On a large Ethernet, the resulting collisions can               render the network useless for a second or more. 
  1124.  
  1125.               Every datagram that is broadcast on the connected network               should have a valid IP broadcast address as its IP               destination (see Section 3.3.6).  However, some hosts               violate this rule.  To be certain to detect broadcast               datagrams, therefore, hosts are required to check for a               link-layer broadcast as well as an IP-layer broadcast               address. 
  1126.  
  1127.          IMPLEMENTATION:               This requires that the link layer inform the IP layer when               a link-layer broadcast datagram has been received; see               Section 2.4. 
  1128.  
  1129.          3.2.2.1  Destination Unreachable: RFC-792 
  1130.  
  1131.             The following additional codes are hereby defined: 
  1132.  
  1133.                     6 = destination network unknown 
  1134.  
  1135.  
  1136.  
  1137. Internet Engineering Task Force                                [Page 39] 
  1138.  
  1139.  
  1140.  
  1141.  
  1142. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1143.  
  1144.                      7 = destination host unknown 
  1145.  
  1146.                     8 = source host isolated 
  1147.  
  1148.                     9 = communication with destination network                             administratively prohibited 
  1149.  
  1150.                    10 = communication with destination host                             administratively prohibited 
  1151.  
  1152.                    11 = network unreachable for type of service 
  1153.  
  1154.                    12 = host unreachable for type of service 
  1155.  
  1156.             A host SHOULD generate Destination Unreachable messages with             code: 
  1157.  
  1158.             2    (Protocol Unreachable), when the designated transport                  protocol is not supported; or 
  1159.  
  1160.             3    (Port Unreachable), when the designated transport                  protocol (e.g., UDP) is unable to demultiplex the                  datagram but has no protocol mechanism to inform the                  sender. 
  1161.  
  1162.             A Destination Unreachable message that is received MUST be             reported to the transport layer.  The transport layer SHOULD             use the information appropriately; for example, see Sections             4.1.3.3, 4.2.3.9, and 4.2.4 below.  A transport protocol             that has its own mechanism for notifying the sender that a             port is unreachable (e.g., TCP, which sends RST segments)             MUST nevertheless accept an ICMP Port Unreachable for the             same purpose. 
  1163.  
  1164.             A Destination Unreachable message that is received with code             0 (Net), 1 (Host), or 5 (Bad Source Route) may result from a             routing transient and MUST therefore be interpreted as only             a hint, not proof, that the specified destination is             unreachable [IP:11].  For example, it MUST NOT be used as             proof of a dead gateway (see Section 3.3.1). 
  1165.  
  1166.          3.2.2.2  Redirect: RFC-792 
  1167.  
  1168.             A host SHOULD NOT send an ICMP Redirect message; Redirects             are to be sent only by gateways. 
  1169.  
  1170.             A host receiving a Redirect message MUST update its routing             information accordingly.  Every host MUST be prepared to 
  1171.  
  1172.  
  1173.  
  1174. Internet Engineering Task Force                                [Page 40] 
  1175.  
  1176.  
  1177.  
  1178.  
  1179. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1180.  
  1181.              accept both Host and Network Redirects and to process them             as described in Section 3.3.1.2 below. 
  1182.  
  1183.             A Redirect message SHOULD be silently discarded if the new             gateway address it specifies is not on the same connected             (sub-) net through which the Redirect arrived [INTRO:2,             Appendix A], or if the source of the Redirect is not the             current first-hop gateway for the specified destination (see             Section 3.3.1). 
  1184.  
  1185.          3.2.2.3  Source Quench: RFC-792 
  1186.  
  1187.             A host MAY send a Source Quench message if it is             approaching, or has reached, the point at which it is forced             to discard incoming datagrams due to a shortage of             reassembly buffers or other resources.  See Section 2.2.3 of             [INTRO:2] for suggestions on when to send Source Quench. 
  1188.  
  1189.             If a Source Quench message is received, the IP layer MUST             report it to the transport layer (or ICMP processing). In             general, the transport or application layer SHOULD implement             a mechanism to respond to Source Quench for any protocol             that can send a sequence of datagrams to the same             destination and which can reasonably be expected to maintain             enough state information to make this feasible.  See Section             4 for the handling of Source Quench by TCP and UDP. 
  1190.  
  1191.             DISCUSSION:                  A Source Quench may be generated by the target host or                  by some gateway in the path of a datagram.  The host                  receiving a Source Quench should throttle itself back                  for a period of time, then gradually increase the                  transmission rate again.  The mechanism to respond to                  Source Quench may be in the transport layer (for                  connection-oriented protocols like TCP) or in the                  application layer (for protocols that are built on top                  of UDP). 
  1192.  
  1193.                  A mechanism has been proposed [IP:14] to make the IP                  layer respond directly to Source Quench by controlling                  the rate at which datagrams are sent, however, this                  proposal is currently experimental and not currently                  recommended. 
  1194.  
  1195.          3.2.2.4  Time Exceeded: RFC-792 
  1196.  
  1197.             An incoming Time Exceeded message MUST be passed to the             transport layer. 
  1198.  
  1199.  
  1200.  
  1201. Internet Engineering Task Force                                [Page 41] 
  1202.  
  1203.  
  1204.  
  1205.  
  1206. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1207.  
  1208.              DISCUSSION:                  A gateway will send a Time Exceeded Code 0 (In Transit)                  message when it discards a datagram due to an expired                  TTL field.  This indicates either a gateway routing                  loop or too small an initial TTL value. 
  1209.  
  1210.                  A host may receive a Time Exceeded Code 1 (Reassembly                  Timeout) message from a destination host that has timed                  out and discarded an incomplete datagram; see Section                  3.3.2 below.  In the future, receipt of this message                  might be part of some "MTU discovery" procedure, to                  discover the maximum datagram size that can be sent on                  the path without fragmentation. 
  1211.  
  1212.          3.2.2.5  Parameter Problem: RFC-792 
  1213.  
  1214.             A host SHOULD generate Parameter Problem messages.  An             incoming Parameter Problem message MUST be passed to the             transport layer, and it MAY be reported to the user. 
  1215.  
  1216.             DISCUSSION:                  The ICMP Parameter Problem message is sent to the                  source host for any problem not specifically covered by                  another ICMP message.  Receipt of a Parameter Problem                  message generally indicates some local or remote                  implementation error. 
  1217.  
  1218.             A new variant on the Parameter Problem message is hereby             defined:               Code 1 = required option is missing. 
  1219.  
  1220.             DISCUSSION:                  This variant is currently in use in the military                  community for a missing security option. 
  1221.  
  1222.          3.2.2.6  Echo Request/Reply: RFC-792 
  1223.  
  1224.             Every host MUST implement an ICMP Echo server function that             receives Echo Requests and sends corresponding Echo Replies.             A host SHOULD also implement an application-layer interface             for sending an Echo Request and receiving an Echo Reply, for             diagnostic purposes. 
  1225.  
  1226.             An ICMP Echo Request destined to an IP broadcast or IP             multicast address MAY be silently discarded. 
  1227.  
  1228.  
  1229.  
  1230.  
  1231.  
  1232.  Internet Engineering Task Force                                [Page 42] 
  1233.  
  1234.  
  1235.  
  1236.  
  1237. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1238.  
  1239.              DISCUSSION:                  This neutral provision results from a passionate debate                  between those who feel that ICMP Echo to a broadcast                  address provides a valuable diagnostic capability and                  those who feel that misuse of this feature can too                  easily create packet storms. 
  1240.  
  1241.             The IP source address in an ICMP Echo Reply MUST be the same             as the specific-destination address (defined in Section             3.2.1.3) of the corresponding ICMP Echo Request message. 
  1242.  
  1243.             Data received in an ICMP Echo Request MUST be entirely             included in the resulting Echo Reply.  However, if sending             the Echo Reply requires intentional fragmentation that is             not implemented, the datagram MUST be truncated to maximum             transmission size (see Section 3.3.3) and sent. 
  1244.  
  1245.             Echo Reply messages MUST be passed to the ICMP user             interface, unless the corresponding Echo Request originated             in the IP layer. 
  1246.  
  1247.             If a Record Route and/or Time Stamp option is received in an             ICMP Echo Request, this option (these options) SHOULD be             updated to include the current host and included in the IP             header of the Echo Reply message, without "truncation".             Thus, the recorded route will be for the entire round trip. 
  1248.  
  1249.             If a Source Route option is received in an ICMP Echo             Request, the return route MUST be reversed and used as a             Source Route option for the Echo Reply message. 
  1250.  
  1251.          3.2.2.7  Information Request/Reply: RFC-792 
  1252.  
  1253.             A host SHOULD NOT implement these messages. 
  1254.  
  1255.             DISCUSSION:                  The Information Request/Reply pair was intended to                  support self-configuring systems such as diskless                  workstations, to allow them to discover their IP                  network numbers at boot time.  However, the RARP and                  BOOTP protocols provide better mechanisms for a host to                  discover its own IP address. 
  1256.  
  1257.          3.2.2.8  Timestamp and Timestamp Reply: RFC-792 
  1258.  
  1259.             A host MAY implement Timestamp and Timestamp Reply.  If they             are implemented, the following rules MUST be followed. 
  1260.  
  1261.  
  1262.  
  1263.  Internet Engineering Task Force                                [Page 43] 
  1264.  
  1265.  
  1266.  
  1267.  
  1268. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1269.  
  1270.              o    The ICMP Timestamp server function returns a Timestamp                  Reply to every Timestamp message that is received.  If                  this function is implemented, it SHOULD be designed for                  minimum variability in delay (e.g., implemented in the                  kernel to avoid delay in scheduling a user process). 
  1271.  
  1272.             The following cases for Timestamp are to be handled             according to the corresponding rules for ICMP Echo: 
  1273.  
  1274.             o    An ICMP Timestamp Request message to an IP broadcast or                  IP multicast address MAY be silently discarded. 
  1275.  
  1276.             o    The IP source address in an ICMP Timestamp Reply MUST                  be the same as the specific-destination address of the                  corresponding Timestamp Request message. 
  1277.  
  1278.             o    If a Source-route option is received in an ICMP Echo                  Request, the return route MUST be reversed and used as                  a Source Route option for the Timestamp Reply message. 
  1279.  
  1280.             o    If a Record Route and/or Timestamp option is received                  in a Timestamp Request, this (these) option(s) SHOULD                  be updated to include the current host and included in                  the IP header of the Timestamp Reply message. 
  1281.  
  1282.             o    Incoming Timestamp Reply messages MUST be passed up to                  the ICMP user interface. 
  1283.  
  1284.             The preferred form for a timestamp value (the "standard             value") is in units of milliseconds since midnight Universal             Time.  However, it may be difficult to provide this value             with millisecond resolution.  For example, many systems use             clocks that update only at line frequency, 50 or 60 times             per second.  Therefore, some latitude is allowed in a             "standard value": 
  1285.  
  1286.             (a)  A "standard value" MUST be updated at least 15 times                  per second (i.e., at most the six low-order bits of the                  value may be undefined). 
  1287.  
  1288.             (b)  The accuracy of a "standard value" MUST approximate                  that of operator-set CPU clocks, i.e., correct within a                  few minutes. 
  1289.  
  1290.  
  1291.  
  1292.  
  1293.  
  1294.  
  1295.  
  1296.  Internet Engineering Task Force                                [Page 44] 
  1297.  
  1298.  
  1299.  
  1300.  
  1301. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1302.  
  1303.           3.2.2.9  Address Mask Request/Reply: RFC-950 
  1304.  
  1305.             A host MUST support the first, and MAY implement all three,             of the following methods for determining the address mask(s)             corresponding to its IP address(es): 
  1306.  
  1307.             (1)  static configuration information; 
  1308.  
  1309.             (2)  obtaining the address mask(s) dynamically as a side-                  effect of the system initialization process (see                  [INTRO:1]); and 
  1310.  
  1311.             (3)  sending ICMP Address Mask Request(s) and receiving ICMP                  Address Mask Reply(s). 
  1312.  
  1313.             The choice of method to be used in a particular host MUST be             configurable. 
  1314.  
  1315.             When method (3), the use of Address Mask messages, is             enabled, then: 
  1316.  
  1317.             (a)  When it initializes, the host MUST broadcast an Address                  Mask Request message on the connected network                  corresponding to the IP address.  It MUST retransmit                  this message a small number of times if it does not                  receive an immediate Address Mask Reply. 
  1318.  
  1319.             (b)  Until it has received an Address Mask Reply, the host                  SHOULD assume a mask appropriate for the address class                  of the IP address, i.e., assume that the connected                  network is not subnetted. 
  1320.  
  1321.             (c)  The first Address Mask Reply message received MUST be                  used to set the address mask corresponding to the                  particular local IP address.  This is true even if the                  first Address Mask Reply message is "unsolicited", in                  which case it will have been broadcast and may arrive                  after the host has ceased to retransmit Address Mask                  Requests.  Once the mask has been set by an Address                  Mask Reply, later Address Mask Reply messages MUST be                  (silently) ignored. 
  1322.  
  1323.             Conversely, if Address Mask messages are disabled, then no             ICMP Address Mask Requests will be sent, and any ICMP             Address Mask Replies received for that local IP address MUST             be (silently) ignored. 
  1324.  
  1325.             A host SHOULD make some reasonableness check on any address 
  1326.  
  1327.  
  1328.  
  1329. Internet Engineering Task Force                                [Page 45] 
  1330.  
  1331.  
  1332.  
  1333.  
  1334. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1335.  
  1336.              mask it installs; see IMPLEMENTATION section below. 
  1337.  
  1338.             A system MUST NOT send an Address Mask Reply unless it is an             authoritative agent for address masks.  An authoritative             agent may be a host or a gateway, but it MUST be explicitly             configured as a address mask agent.  Receiving an address             mask via an Address Mask Reply does not give the receiver             authority and MUST NOT be used as the basis for issuing             Address Mask Replies. 
  1339.  
  1340.             With a statically configured address mask, there SHOULD be             an additional configuration flag that determines whether the             host is to act as an authoritative agent for this mask,             i.e., whether it will answer Address Mask Request messages             using this mask. 
  1341.  
  1342.             If it is configured as an agent, the host MUST broadcast an             Address Mask Reply for the mask on the appropriate interface             when it initializes. 
  1343.  
  1344.             See "System Initialization" in [INTRO:1] for more             information about the use of Address Mask Request/Reply             messages. 
  1345.  
  1346.             DISCUSSION                  Hosts that casually send Address Mask Replies with                  invalid address masks have often been a serious                  nuisance.  To prevent this, Address Mask Replies ought                  to be sent only by authoritative agents that have been                  selected by explicit administrative action. 
  1347.  
  1348.                  When an authoritative agent receives an Address Mask                  Request message, it will send a unicast Address Mask                  Reply to the source IP address.  If the network part of                  this address is zero (see (a) and (b) in 3.2.1.3), the                  Reply will be broadcast. 
  1349.  
  1350.                  Getting no reply to its Address Mask Request messages,                  a host will assume there is no agent and use an                  unsubnetted mask, but the agent may be only temporarily                  unreachable.  An agent will broadcast an unsolicited                  Address Mask Reply whenever it initializes, in order to                  update the masks of all hosts that have initialized in                  the meantime. 
  1351.  
  1352.             IMPLEMENTATION:                  The following reasonableness check on an address mask                  is suggested: the mask is not all 1 bits, and it is 
  1353.  
  1354.  
  1355.  
  1356. Internet Engineering Task Force                                [Page 46] 
  1357.  
  1358.  
  1359.  
  1360.  
  1361. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1362.  
  1363.                   either zero or else the 8 highest-order bits are on. 
  1364.  
  1365.       3.2.3  Internet Group Management Protocol IGMP 
  1366.  
  1367.          IGMP [IP:4] is a protocol used between hosts and gateways on a          single network to establish hosts' membership in particular          multicast groups.  The gateways use this information, in          conjunction with a multicast routing protocol, to support IP          multicasting across the Internet. 
  1368.  
  1369.          At this time, implementation of IGMP is OPTIONAL; see Section          3.3.7 for more information.  Without IGMP, a host can still          participate in multicasting local to its connected networks. 
  1370.  
  1371.    3.3  SPECIFIC ISSUES 
  1372.  
  1373.       3.3.1  Routing Outbound Datagrams 
  1374.  
  1375.          The IP layer chooses the correct next hop for each datagram it          sends.  If the destination is on a connected network, the          datagram is sent directly to the destination host; otherwise,          it has to be routed to a gateway on a connected network. 
  1376.  
  1377.          3.3.1.1  Local/Remote Decision 
  1378.  
  1379.             To decide if the destination is on a connected network, the             following algorithm MUST be used [see IP:3]: 
  1380.  
  1381.             (a)  The address mask (particular to a local IP address for                  a multihomed host) is a 32-bit mask that selects the                  network number and subnet number fields of the                  corresponding IP address. 
  1382.  
  1383.             (b)  If the IP destination address bits extracted by the                  address mask match the IP source address bits extracted                  by the same mask, then the destination is on the                  corresponding connected network, and the datagram is to                  be transmitted directly to the destination host. 
  1384.  
  1385.             (c)  If not, then the destination is accessible only through                  a gateway.  Selection of a gateway is described below                  (3.3.1.2). 
  1386.  
  1387.             A special-case destination address is handled as follows: 
  1388.  
  1389.             *    For a limited broadcast or a multicast address, simply                  pass the datagram to the link layer for the appropriate                  interface. 
  1390.  
  1391.  
  1392.  
  1393. Internet Engineering Task Force                                [Page 47] 
  1394.  
  1395.  
  1396.  
  1397.  
  1398. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1399.  
  1400.              *    For a (network or subnet) directed broadcast, the                  datagram can use the standard routing algorithms. 
  1401.  
  1402.             The host IP layer MUST operate correctly in a minimal             network environment, and in particular, when there are no             gateways.  For example, if the IP layer of a host insists on             finding at least one gateway to initialize, the host will be             unable to operate on a single isolated broadcast net. 
  1403.  
  1404.          3.3.1.2  Gateway Selection 
  1405.  
  1406.             To efficiently route a series of datagrams to the same             destination, the source host MUST keep a "route cache" of             mappings to next-hop gateways.  A host uses the following             basic algorithm on this cache to route a datagram; this             algorithm is designed to put the primary routing burden on             the gateways [IP:11]. 
  1407.  
  1408.             (a)  If the route cache contains no information for a                  particular destination, the host chooses a "default"                  gateway and sends the datagram to it.  It also builds a                  corresponding Route Cache entry. 
  1409.  
  1410.             (b)  If that gateway is not the best next hop to the                  destination, the gateway will forward the datagram to                  the best next-hop gateway and return an ICMP Redirect                  message to the source host. 
  1411.  
  1412.             (c)  When it receives a Redirect, the host updates the                  next-hop gateway in the appropriate route cache entry,                  so later datagrams to the same destination will go                  directly to the best gateway. 
  1413.  
  1414.             Since the subnet mask appropriate to the destination address             is generally not known, a Network Redirect message SHOULD be             treated identically to a Host Redirect message; i.e., the             cache entry for the destination host (only) would be updated             (or created, if an entry for that host did not exist) for             the new gateway. 
  1415.  
  1416.             DISCUSSION:                  This recommendation is to protect against gateways that                  erroneously send Network Redirects for a subnetted                  network, in violation of the gateway requirements                  [INTRO:2]. 
  1417.  
  1418.             When there is no route cache entry for the destination host             address (and the destination is not on the connected 
  1419.  
  1420.  
  1421.  
  1422. Internet Engineering Task Force                                [Page 48] 
  1423.  
  1424.  
  1425.  
  1426.  
  1427. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1428.  
  1429.              network), the IP layer MUST pick a gateway from its list of             "default" gateways.  The IP layer MUST support multiple             default gateways. 
  1430.  
  1431.             As an extra feature, a host IP layer MAY implement a table             of "static routes".  Each such static route MAY include a             flag specifying whether it may be overridden by ICMP             Redirects. 
  1432.  
  1433.             DISCUSSION:                  A host generally needs to know at least one default                  gateway to get started.  This information can be                  obtained from a configuration file or else from the                  host startup sequence, e.g., the BOOTP protocol (see                  [INTRO:1]). 
  1434.  
  1435.                  It has been suggested that a host can augment its list                  of default gateways by recording any new gateways it                  learns about.  For example, it can record every gateway                  to which it is ever redirected.  Such a feature, while                  possibly useful in some circumstances, may cause                  problems in other cases (e.g., gateways are not all                  equal), and it is not recommended. 
  1436.  
  1437.                  A static route is typically a particular preset mapping                  from destination host or network into a particular                  next-hop gateway; it might also depend on the Type-of-                  Service (see next section).  Static routes would be set                  up by system administrators to override the normal                  automatic routing mechanism, to handle exceptional                  situations.  However, any static routing information is                  a potential source of failure as configurations change                  or equipment fails. 
  1438.  
  1439.          3.3.1.3  Route Cache 
  1440.  
  1441.             Each route cache entry needs to include the following             fields: 
  1442.  
  1443.             (1)  Local IP address (for a multihomed host) 
  1444.  
  1445.             (2)  Destination IP address 
  1446.  
  1447.             (3)  Type(s)-of-Service 
  1448.  
  1449.             (4)  Next-hop gateway IP address 
  1450.  
  1451.             Field (2) MAY be the full IP address of the destination 
  1452.  
  1453.  
  1454.  
  1455. Internet Engineering Task Force                                [Page 49] 
  1456.  
  1457.  
  1458.  
  1459.  
  1460. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1461.  
  1462.              host, or only the destination network number.  Field (3),             the TOS, SHOULD be included. 
  1463.  
  1464.             See Section 3.3.4.2 for a discussion of the implications of             multihoming for the lookup procedure in this cache. 
  1465.  
  1466.             DISCUSSION:                  Including the Type-of-Service field in the route cache                  and considering it in the host route algorithm will                  provide the necessary mechanism for the future when                  Type-of-Service routing is commonly used in the                  Internet.  See Section 3.2.1.6. 
  1467.  
  1468.                  Each route cache entry defines the endpoints of an                  Internet path.  Although the connecting path may change                  dynamically in an arbitrary way, the transmission                  characteristics of the path tend to remain                  approximately constant over a time period longer than a                  single typical host-host transport connection.                  Therefore, a route cache entry is a natural place to                  cache data on the properties of the path.  Examples of                  such properties might be the maximum unfragmented                  datagram size (see Section 3.3.3), or the average                  round-trip delay measured by a transport protocol.                  This data will generally be both gathered and used by a                  higher layer protocol, e.g., by TCP, or by an                  application using UDP.  Experiments are currently in                  progress on caching path properties in this manner. 
  1469.  
  1470.                  There is no consensus on whether the route cache should                  be keyed on destination host addresses alone, or allow                  both host and network addresses.  Those who favor the                  use of only host addresses argue that: 
  1471.  
  1472.                  (1)  As required in Section 3.3.1.2, Redirect messages                       will generally result in entries keyed on                       destination host addresses; the simplest and most                       general scheme would be to use host addresses                       always. 
  1473.  
  1474.                  (2)  The IP layer may not always know the address mask                       for a network address in a complex subnetted                       environment. 
  1475.  
  1476.                  (3)  The use of only host addresses allows the                       destination address to be used as a pure 32-bit                       number, which may allow the Internet architecture                       to be more easily extended in the future without 
  1477.  
  1478.  
  1479.  
  1480. Internet Engineering Task Force                                [Page 50] 
  1481.  
  1482.  
  1483.  
  1484.  
  1485. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1486.  
  1487.                        any change to the hosts. 
  1488.  
  1489.                  The opposing view is that allowing a mixture of                  destination hosts and networks in the route cache: 
  1490.  
  1491.                  (1)  Saves memory space. 
  1492.  
  1493.                  (2)  Leads to a simpler data structure, easily                       combining the cache with the tables of default and                       static routes (see below). 
  1494.  
  1495.                  (3)  Provides a more useful place to cache path                       properties, as discussed earlier. 
  1496.  
  1497.              IMPLEMENTATION:                  The cache needs to be large enough to include entries                  for the maximum number of destination hosts that may be                  in use at one time. 
  1498.  
  1499.                  A route cache entry may also include control                  information used to choose an entry for replacement.                  This might take the form of a "recently used" bit, a                  use count, or a last-used timestamp, for example.  It                  is recommended that it include the time of last                  modification of the entry, for diagnostic purposes. 
  1500.  
  1501.                  An implementation may wish to reduce the overhead of                  scanning the route cache for every datagram to be                  transmitted.  This may be accomplished with a hash                  table to speed the lookup, or by giving a connection-                  oriented transport protocol a "hint" or temporary                  handle on the appropriate cache entry, to be passed to                  the IP layer with each subsequent datagram. 
  1502.  
  1503.                  Although we have described the route cache, the lists                  of default gateways, and a table of static routes as                  conceptually distinct, in practice they may be combined                  into a single "routing table" data structure. 
  1504.  
  1505.          3.3.1.4  Dead Gateway Detection 
  1506.  
  1507.             The IP layer MUST be able to detect the failure of a "next-             hop" gateway that is listed in its route cache and to choose             an alternate gateway (see Section 3.3.1.5). 
  1508.  
  1509.             Dead gateway detection is covered in some detail in RFC-816             [IP:11]. Experience to date has not produced a complete 
  1510.  
  1511.  
  1512.  
  1513. Internet Engineering Task Force                                [Page 51] 
  1514.  
  1515.  
  1516.  
  1517.  
  1518. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1519.  
  1520.              algorithm which is totally satisfactory, though it has             identified several forbidden paths and promising techniques. 
  1521.  
  1522.             *    A particular gateway SHOULD NOT be used indefinitely in                  the absence of positive indications that it is                  functioning. 
  1523.  
  1524.             *    Active probes such as "pinging" (i.e., using an ICMP                  Echo Request/Reply exchange) are expensive and scale                  poorly.  In particular, hosts MUST NOT actively check                  the status of a first-hop gateway by simply pinging the                  gateway continuously. 
  1525.  
  1526.             *    Even when it is the only effective way to verify a                  gateway's status, pinging MUST be used only when                  traffic is being sent to the gateway and when there is                  no other positive indication to suggest that the                  gateway is functioning. 
  1527.  
  1528.             *    To avoid pinging, the layers above and/or below the                  Internet layer SHOULD be able to give "advice" on the                  status of route cache entries when either positive                  (gateway OK) or negative (gateway dead) information is                  available. 
  1529.  
  1530.              DISCUSSION:                  If an implementation does not include an adequate                  mechanism for detecting a dead gateway and re-routing,                  a gateway failure may cause datagrams to apparently                  vanish into a "black hole".  This failure can be                  extremely confusing for users and difficult for network                  personnel to debug. 
  1531.  
  1532.                  The dead-gateway detection mechanism must not cause                  unacceptable load on the host, on connected networks,                  or on first-hop gateway(s).  The exact constraints on                  the timeliness of dead gateway detection and on                  acceptable load may vary somewhat depending on the                  nature of the host's mission, but a host generally                  needs to detect a failed first-hop gateway quickly                  enough that transport-layer connections will not break                  before an alternate gateway can be selected. 
  1533.  
  1534.                  Passing advice from other layers of the protocol stack                  complicates the interfaces between the layers, but it                  is the preferred approach to dead gateway detection.                  Advice can come from almost any part of the IP/TCP 
  1535.  
  1536.  
  1537.  
  1538. Internet Engineering Task Force                                [Page 52] 
  1539.  
  1540.  
  1541.  
  1542.  
  1543. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1544.  
  1545.                   architecture, but it is expected to come primarily from                  the transport and link layers.  Here are some possible                  sources for gateway advice: 
  1546.  
  1547.                  o    TCP or any connection-oriented transport protocol                       should be able to give negative advice, e.g.,                       triggered by excessive retransmissions. 
  1548.  
  1549.                  o    TCP may give positive advice when (new) data is                       acknowledged.  Even though the route may be                       asymmetric, an ACK for new data proves that the                       acknowleged data must have been transmitted                       successfully. 
  1550.  
  1551.                  o    An ICMP Redirect message from a particular gateway                       should be used as positive advice about that                       gateway. 
  1552.  
  1553.                  o    Link-layer information that reliably detects and                       reports host failures (e.g., ARPANET Destination                       Dead messages) should be used as negative advice. 
  1554.  
  1555.                  o    Failure to ARP or to re-validate ARP mappings may                       be used as negative advice for the corresponding                       IP address. 
  1556.  
  1557.                  o    Packets arriving from a particular link-layer                       address are evidence that the system at this                       address is alive.  However, turning this                       information into advice about gateways requires                       mapping the link-layer address into an IP address,                       and then checking that IP address against the                       gateways pointed to by the route cache.  This is                       probably prohibitively inefficient. 
  1558.  
  1559.                  Note that positive advice that is given for every                  datagram received may cause unacceptable overhead in                  the implementation. 
  1560.  
  1561.                  While advice might be passed using required arguments                  in all interfaces to the IP layer, some transport and                  application layer protocols cannot deduce the correct                  advice.  These interfaces must therefore allow a                  neutral value for advice, since either always-positive                  or always-negative advice leads to incorrect behavior. 
  1562.  
  1563.                  There is another technique for dead gateway detection                  that has been commonly used but is not recommended. 
  1564.  
  1565.  
  1566.  
  1567. Internet Engineering Task Force                                [Page 53] 
  1568.  
  1569.  
  1570.  
  1571.  
  1572. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1573.  
  1574.                   This technique depends upon the host passively                  receiving ("wiretapping") the Interior Gateway Protocol                  (IGP) datagrams that the gateways are broadcasting to                  each other.  This approach has the drawback that a host                  needs to recognize all the interior gateway protocols                  that gateways may use (see [INTRO:2]).  In addition, it                  only works on a broadcast network. 
  1575.  
  1576.                  At present, pinging (i.e., using ICMP Echo messages) is                  the mechanism for gateway probing when absolutely                  required.  A successful ping guarantees that the                  addressed interface and its associated machine are up,                  but it does not guarantee that the machine is a gateway                  as opposed to a host.  The normal inference is that if                  a Redirect or other evidence indicates that a machine                  was a gateway, successful pings will indicate that the                  machine is still up and hence still a gateway.                  However, since a host silently discards packets that a                  gateway would forward or redirect, this assumption                  could sometimes fail.  To avoid this problem, a new                  ICMP message under development will ask "are you a                  gateway?" 
  1577.  
  1578.             IMPLEMENTATION:                  The following specific algorithm has been suggested: 
  1579.  
  1580.                  o    Associate a "reroute timer" with each gateway                       pointed to by the route cache.  Initialize the                       timer to a value Tr, which must be small enough to                       allow detection of a dead gateway before transport                       connections time out. 
  1581.  
  1582.                  o    Positive advice would reset the reroute timer to                       Tr.  Negative advice would reduce or zero the                       reroute timer. 
  1583.  
  1584.                  o    Whenever the IP layer used a particular gateway to                       route a datagram, it would check the corresponding                       reroute timer.  If the timer had expired (reached                       zero), the IP layer would send a ping to the                       gateway, followed immediately by the datagram. 
  1585.  
  1586.                  o    The ping (ICMP Echo) would be sent again if                       necessary, up to N times.  If no ping reply was                       received in N tries, the gateway would be assumed                       to have failed, and a new first-hop gateway would                       be chosen for all cache entries pointing to the                       failed gateway. 
  1587.  
  1588.  
  1589.  
  1590. Internet Engineering Task Force                                [Page 54] 
  1591.  
  1592.  
  1593.  
  1594.  
  1595. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1596.  
  1597.                   Note that the size of Tr is inversely related to the                  amount of advice available.  Tr should be large enough                  to insure that: 
  1598.  
  1599.                  *    Any pinging will be at a low level (e.g., <10%) of                       all packets sent to a gateway from the host, AND 
  1600.  
  1601.                  *    pinging is infrequent (e.g., every 3 minutes) 
  1602.  
  1603.                  Since the recommended algorithm is concerned with the                  gateways pointed to by route cache entries, rather than                  the cache entries themselves, a two level data                  structure (perhaps coordinated with ARP or similar                  caches) may be desirable for implementing a route                  cache. 
  1604.  
  1605.          3.3.1.5  New Gateway Selection 
  1606.  
  1607.             If the failed gateway is not the current default, the IP             layer can immediately switch to a default gateway.  If it is             the current default that failed, the IP layer MUST select a             different default gateway (assuming more than one default is             known) for the failed route and for establishing new routes. 
  1608.  
  1609.             DISCUSSION:                  When a gateway does fail, the other gateways on the                  connected network will learn of the failure through                  some inter-gateway routing protocol.  However, this                  will not happen instantaneously, since gateway routing                  protocols typically have a settling time of 30-60                  seconds.  If the host switches to an alternative                  gateway before the gateways have agreed on the failure,                  the new target gateway will probably forward the                  datagram to the failed gateway and send a Redirect back                  to the host pointing to the failed gateway (!).  The                  result is likely to be a rapid oscillation in the                  contents of the host's route cache during the gateway                  settling period.  It has been proposed that the dead-                  gateway logic should include some hysteresis mechanism                  to prevent such oscillations.  However, experience has                  not shown any harm from such oscillations, since                  service cannot be restored to the host until the                  gateways' routing information does settle down. 
  1610.  
  1611.             IMPLEMENTATION:                  One implementation technique for choosing a new default                  gateway is to simply round-robin among the default                  gateways in the host's list.  Another is to rank the 
  1612.  
  1613.  
  1614.  
  1615. Internet Engineering Task Force                                [Page 55] 
  1616.  
  1617.  
  1618.  
  1619.  
  1620. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1621.  
  1622.                   gateways in priority order, and when the current                  default gateway is not the highest priority one, to                  "ping" the higher-priority gateways slowly to detect                  when they return to service.  This pinging can be at a                  very low rate, e.g., 0.005 per second. 
  1623.  
  1624.          3.3.1.6  Initialization 
  1625.  
  1626.             The following information MUST be configurable: 
  1627.  
  1628.             (1)  IP address(es). 
  1629.  
  1630.             (2)  Address mask(s). 
  1631.  
  1632.             (3)  A list of default gateways, with a preference level. 
  1633.  
  1634.             A manual method of entering this configuration data MUST be             provided.  In addition, a variety of methods can be used to             determine this information dynamically; see the section on             "Host Initialization" in [INTRO:1]. 
  1635.  
  1636.             DISCUSSION:                  Some host implementations use "wiretapping" of gateway                  protocols on a broadcast network to learn what gateways                  exist.  A standard method for default gateway discovery                  is under development. 
  1637.  
  1638.       3.3.2  Reassembly 
  1639.  
  1640.          The IP layer MUST implement reassembly of IP datagrams. 
  1641.  
  1642.          We designate the largest datagram size that can be reassembled          by EMTU_R ("Effective MTU to receive"); this is sometimes          called the "reassembly buffer size".  EMTU_R MUST be greater          than or equal to 576, SHOULD be either configurable or          indefinite, and SHOULD be greater than or equal to the MTU of          the connected network(s). 
  1643.  
  1644.          DISCUSSION:               A fixed EMTU_R limit should not be built into the code               because some application layer protocols require EMTU_R               values larger than 576. 
  1645.  
  1646.          IMPLEMENTATION:               An implementation may use a contiguous reassembly buffer               for each datagram, or it may use a more complex data               structure that places no definite limit on the reassembled               datagram size; in the latter case, EMTU_R is said to be 
  1647.  
  1648.  
  1649.  
  1650. Internet Engineering Task Force                                [Page 56] 
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654.  
  1655. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1656.  
  1657.                "indefinite". 
  1658.  
  1659.               Logically, reassembly is performed by simply copying each               fragment into the packet buffer at the proper offset.               Note that fragments may overlap if successive               retransmissions use different packetizing but the same               reassembly Id. 
  1660.  
  1661.               The tricky part of reassembly is the bookkeeping to               determine when all bytes of the datagram have been               reassembled.  We recommend Clark's algorithm [IP:10] that               requires no additional data space for the bookkeeping.               However, note that, contrary to [IP:10], the first               fragment header needs to be saved for inclusion in a               possible ICMP Time Exceeded (Reassembly Timeout) message. 
  1662.  
  1663.          There MUST be a mechanism by which the transport layer can          learn MMS_R, the maximum message size that can be received and          reassembled in an IP datagram (see GET_MAXSIZES calls in          Section 3.4).  If EMTU_R is not indefinite, then the value of          MMS_R is given by: 
  1664.  
  1665.             MMS_R = EMTU_R - 20 
  1666.  
  1667.          since 20 is the minimum size of an IP header. 
  1668.  
  1669.          There MUST be a reassembly timeout.  The reassembly timeout          value SHOULD be a fixed value, not set from the remaining TTL.          It is recommended that the value lie between 60 seconds and 120          seconds.  If this timeout expires, the partially-reassembled          datagram MUST be discarded and an ICMP Time Exceeded message          sent to the source host (if fragment zero has been received). 
  1670.  
  1671.          DISCUSSION:               The IP specification says that the reassembly timeout               should be the remaining TTL from the IP header, but this               does not work well because gateways generally treat TTL as               a simple hop count rather than an elapsed time.  If the               reassembly timeout is too small, datagrams will be               discarded unnecessarily, and communication may fail.  The               timeout needs to be at least as large as the typical               maximum delay across the Internet.  A realistic minimum               reassembly timeout would be 60 seconds. 
  1672.  
  1673.               It has been suggested that a cache might be kept of               round-trip times measured by transport protocols for               various destinations, and that these values might be used               to dynamically determine a reasonable reassembly timeout 
  1674.  
  1675.  
  1676.  
  1677. Internet Engineering Task Force                                [Page 57] 
  1678.  
  1679.  
  1680.  
  1681.  
  1682. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1683.  
  1684.                value.  Further investigation of this approach is               required. 
  1685.  
  1686.               If the reassembly timeout is set too high, buffer               resources in the receiving host will be tied up too long,               and the MSL (Maximum Segment Lifetime) [TCP:1] will be               larger than necessary.  The MSL controls the maximum rate               at which fragmented datagrams can be sent using distinct               values of the 16-bit Ident field; a larger MSL lowers the               maximum rate.  The TCP specification [TCP:1] arbitrarily               assumes a value of 2 minutes for MSL.  This sets an upper               limit on a reasonable reassembly timeout value. 
  1687.  
  1688.       3.3.3  Fragmentation 
  1689.  
  1690.          Optionally, the IP layer MAY implement a mechanism to fragment          outgoing datagrams intentionally. 
  1691.  
  1692.          We designate by EMTU_S ("Effective MTU for sending") the          maximum IP datagram size that may be sent, for a particular          combination of IP source and destination addresses and perhaps          TOS. 
  1693.  
  1694.          A host MUST implement a mechanism to allow the transport layer          to learn MMS_S, the maximum transport-layer message size that          may be sent for a given {source, destination, TOS} triplet (see          GET_MAXSIZES call in Section 3.4).  If no local fragmentation          is performed, the value of MMS_S will be: 
  1695.  
  1696.             MMS_S = EMTU_S - <IP header size> 
  1697.  
  1698.          and EMTU_S must be less than or equal to the MTU of the network          interface corresponding to the source address of the datagram.          Note that <IP header size> in this equation will be 20, unless          the IP reserves space to insert IP options for its own purposes          in addition to any options inserted by the transport layer. 
  1699.  
  1700.          A host that does not implement local fragmentation MUST ensure          that the transport layer (for TCP) or the application layer          (for UDP) obtains MMS_S from the IP layer and does not send a          datagram exceeding MMS_S in size. 
  1701.  
  1702.          It is generally desirable to avoid local fragmentation and to          choose EMTU_S low enough to avoid fragmentation in any gateway          along the path.  In the absence of actual knowledge of the          minimum MTU along the path, the IP layer SHOULD use          EMTU_S <= 576 whenever the destination address is not on a          connected network, and otherwise use the connected network's 
  1703.  
  1704.  
  1705.  
  1706. Internet Engineering Task Force                                [Page 58] 
  1707.  
  1708.  
  1709.  
  1710.  
  1711. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1712.  
  1713.           MTU. 
  1714.  
  1715.          The MTU of each physical interface MUST be configurable. 
  1716.  
  1717.          A host IP layer implementation MAY have a configuration flag          "All-Subnets-MTU", indicating that the MTU of the connected          network is to be used for destinations on different subnets          within the same network, but not for other networks.  Thus,          this flag causes the network class mask, rather than the subnet          address mask, to be used to choose an EMTU_S.  For a multihomed          host, an "All-Subnets-MTU" flag is needed for each network          interface. 
  1718.  
  1719.          DISCUSSION:               Picking the correct datagram size to use when sending data               is a complex topic [IP:9]. 
  1720.  
  1721.               (a)  In general, no host is required to accept an IP                    datagram larger than 576 bytes (including header and                    data), so a host must not send a larger datagram                    without explicit knowledge or prior arrangement with                    the destination host.  Thus, MMS_S is only an upper                    bound on the datagram size that a transport protocol                    may send; even when MMS_S exceeds 556, the transport                    layer must limit its messages to 556 bytes in the                    absence of other knowledge about the destination                    host. 
  1722.  
  1723.               (b)  Some transport protocols (e.g., TCP) provide a way to                    explicitly inform the sender about the largest                    datagram the other end can receive and reassemble                    [IP:7].  There is no corresponding mechanism in the                    IP layer. 
  1724.  
  1725.                    A transport protocol that assumes an EMTU_R larger                    than 576 (see Section 3.3.2), can send a datagram of                    this larger size to another host that implements the                    same protocol. 
  1726.  
  1727.               (c)  Hosts should ideally limit their EMTU_S for a given                    destination to the minimum MTU of all the networks                    along the path, to avoid any fragmentation.  IP                    fragmentation, while formally correct, can create a                    serious transport protocol performance problem,                    because loss of a single fragment means all the                    fragments in the segment must be retransmitted                    [IP:9]. 
  1728.  
  1729.  
  1730.  
  1731.  Internet Engineering Task Force                                [Page 59] 
  1732.  
  1733.  
  1734.  
  1735.  
  1736. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1737.  
  1738.                Since nearly all networks in the Internet currently               support an MTU of 576 or greater, we strongly recommend               the use of 576 for datagrams sent to non-local networks. 
  1739.  
  1740.               It has been suggested that a host could determine the MTU               over a given path by sending a zero-offset datagram               fragment and waiting for the receiver to time out the               reassembly (which cannot complete!) and return an ICMP               Time Exceeded message.  This message would include the               largest remaining fragment header in its body.  More               direct mechanisms are being experimented with, but have               not yet been adopted (see e.g., RFC-1063). 
  1741.  
  1742.       3.3.4  Local Multihoming 
  1743.  
  1744.          3.3.4.1  Introduction 
  1745.  
  1746.             A multihomed host has multiple IP addresses, which we may             think of as "logical interfaces".  These logical interfaces             may be associated with one or more physical interfaces, and             these physical interfaces may be connected to the same or             different networks. 
  1747.  
  1748.             Here are some important cases of multihoming: 
  1749.  
  1750.             (a)  Multiple Logical Networks 
  1751.  
  1752.                  The Internet architects envisioned that each physical                  network would have a single unique IP network (or                  subnet) number.  However, LAN administrators have                  sometimes found it useful to violate this assumption,                  operating a LAN with multiple logical networks per                  physical connected network. 
  1753.  
  1754.                  If a host connected to such a physical network is                  configured to handle traffic for each of N different                  logical networks, then the host will have N logical                  interfaces.  These could share a single physical                  interface, or might use N physical interfaces to the                  same network. 
  1755.  
  1756.             (b)  Multiple Logical Hosts 
  1757.  
  1758.                  When a host has multiple IP addresses that all have the                  same <Network-number> part (and the same <Subnet-                  number> part, if any), the logical interfaces are known                  as "logical hosts".  These logical interfaces might                  share a single physical interface or might use separate 
  1759.  
  1760.  
  1761.  
  1762. Internet Engineering Task Force                                [Page 60] 
  1763.  
  1764.  
  1765.  
  1766.  
  1767. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1768.  
  1769.                   physical interfaces to the same physical network. 
  1770.  
  1771.             (c)  Simple Multihoming 
  1772.  
  1773.                  In this case, each logical interface is mapped into a                  separate physical interface and each physical interface                  is connected to a different physical network.  The term                  "multihoming" was originally applied only to this case,                  but it is now applied more generally. 
  1774.  
  1775.                  A host with embedded gateway functionality will                  typically fall into the simple multihoming case.  Note,                  however, that a host may be simply multihomed without                  containing an embedded gateway, i.e., without                  forwarding datagrams from one connected network to                  another. 
  1776.  
  1777.                  This case presents the most difficult routing problems.                  The choice of interface (i.e., the choice of first-hop                  network) may significantly affect performance or even                  reachability of remote parts of the Internet. 
  1778.  
  1779.              Finally, we note another possibility that is NOT             multihoming:  one logical interface may be bound to multiple             physical interfaces, in order to increase the reliability or             throughput between directly connected machines by providing             alternative physical paths between them.  For instance, two             systems might be connected by multiple point-to-point links.             We call this "link-layer multiplexing".  With link-layer             multiplexing, the protocols above the link layer are unaware             that multiple physical interfaces are present; the link-             layer device driver is responsible for multiplexing and             routing packets across the physical interfaces. 
  1780.  
  1781.             In the Internet protocol architecture, a transport protocol             instance ("entity") has no address of its own, but instead             uses a single Internet Protocol (IP) address.  This has             implications for the IP, transport, and application layers,             and for the interfaces between them.  In particular, the             application software may have to be aware of the multiple IP             addresses of a multihomed host; in other cases, the choice             can be made within the network software. 
  1782.  
  1783.          3.3.4.2  Multihoming Requirements 
  1784.  
  1785.             The following general rules apply to the selection of an IP             source address for sending a datagram from a multihomed 
  1786.  
  1787.  
  1788.  
  1789. Internet Engineering Task Force                                [Page 61] 
  1790.  
  1791.  
  1792.  
  1793.  
  1794. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1795.  
  1796.              host. 
  1797.  
  1798.             (1)  If the datagram is sent in response to a received                  datagram, the source address for the response SHOULD be                  the specific-destination address of the request.  See                  Sections 4.1.3.5 and 4.2.3.7 and the "General Issues"                  section of [INTRO:1] for more specific requirements on                  higher layers. 
  1799.  
  1800.                  Otherwise, a source address must be selected. 
  1801.  
  1802.             (2)  An application MUST be able to explicitly specify the                  source address for initiating a connection or a                  request. 
  1803.  
  1804.             (3)  In the absence of such a specification, the networking                  software MUST choose a source address.  Rules for this                  choice are described below. 
  1805.  
  1806.              There are two key requirement issues related to multihoming: 
  1807.  
  1808.             (A)  A host MAY silently discard an incoming datagram whose                  destination address does not correspond to the physical                  interface through which it is received. 
  1809.  
  1810.             (B)  A host MAY restrict itself to sending (non-source-                  routed) IP datagrams only through the physical                  interface that corresponds to the IP source address of                  the datagrams. 
  1811.  
  1812.              DISCUSSION:                  Internet host implementors have used two different                  conceptual models for multihoming, briefly summarized                  in the following discussion.  This document takes no                  stand on which model is preferred; each seems to have a                  place.  This ambivalence is reflected in the issues (A)                  and (B) being optional. 
  1813.  
  1814.                  o    Strong ES Model 
  1815.  
  1816.                       The Strong ES (End System, i.e., host) model                       emphasizes the host/gateway (ES/IS) distinction,                       and would therefore substitute MUST for MAY in                       issues (A) and (B) above.  It tends to model a                       multihomed host as a set of logical hosts within                       the same physical host. 
  1817.  
  1818.  
  1819.  
  1820. Internet Engineering Task Force                                [Page 62] 
  1821.  
  1822.  
  1823.  
  1824.  
  1825. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1826.  
  1827.                        With respect to (A), proponents of the Strong ES                       model note that automatic Internet routing                       mechanisms could not route a datagram to a                       physical interface that did not correspond to the                       destination address. 
  1828.  
  1829.                       Under the Strong ES model, the route computation                       for an outgoing datagram is the mapping: 
  1830.  
  1831.                          route(src IP addr, dest IP addr, TOS)                                                         -> gateway 
  1832.  
  1833.                       Here the source address is included as a parameter                       in order to select a gateway that is directly                       reachable on the corresponding physical interface.                       Note that this model logically requires that in                       general there be at least one default gateway, and                       preferably multiple defaults, for each IP source                       address. 
  1834.  
  1835.                  o    Weak ES Model 
  1836.  
  1837.                       This view de-emphasizes the ES/IS distinction, and                       would therefore substitute MUST NOT for MAY in                       issues (A) and (B).  This model may be the more                       natural one for hosts that wiretap gateway routing                       protocols, and is necessary for hosts that have                       embedded gateway functionality. 
  1838.  
  1839.                       The Weak ES Model may cause the Redirect mechanism                       to fail.  If a datagram is sent out a physical                       interface that does not correspond to the                       destination address, the first-hop gateway will                       not realize when it needs to send a Redirect.  On                       the other hand, if the host has embedded gateway                       functionality, then it has routing information                       without listening to Redirects. 
  1840.  
  1841.                       In the Weak ES model, the route computation for an                       outgoing datagram is the mapping: 
  1842.  
  1843.                          route(dest IP addr, TOS) -> gateway, interface 
  1844.  
  1845.  
  1846.  
  1847.  
  1848.  
  1849.  
  1850.  
  1851.  
  1852.  
  1853. Internet Engineering Task Force                                [Page 63] 
  1854.  
  1855.  
  1856.  
  1857.  
  1858. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1859.  
  1860.           3.3.4.3  Choosing a Source Address 
  1861.  
  1862.             DISCUSSION:                  When it sends an initial connection request (e.g., a                  TCP "SYN" segment) or a datagram service request (e.g.,                  a UDP-based query), the transport layer on a multihomed                  host needs to know which source address to use.  If the                  application does not specify it, the transport layer                  must ask the IP layer to perform the conceptual                  mapping: 
  1863.  
  1864.                      GET_SRCADDR(remote IP addr, TOS)                                                -> local IP address 
  1865.  
  1866.                  Here TOS is the Type-of-Service value (see Section                  3.2.1.6), and the result is the desired source address.                  The following rules are suggested for implementing this                  mapping: 
  1867.  
  1868.                  (a)  If the remote Internet address lies on one of the                       (sub-) nets to which the host is directly                       connected, a corresponding source address may be                       chosen, unless the corresponding interface is                       known to be down. 
  1869.  
  1870.                  (b)  The route cache may be consulted, to see if there                       is an active route to the specified destination                       network through any network interface; if so, a                       local IP address corresponding to that interface                       may be chosen. 
  1871.  
  1872.                  (c)  The table of static routes, if any (see Section                       3.3.1.2) may be similarly consulted. 
  1873.  
  1874.                  (d)  The default gateways may be consulted.  If these                       gateways are assigned to different interfaces, the                       interface corresponding to the gateway with the                       highest preference may be chosen. 
  1875.  
  1876.                  In the future, there may be a defined way for a                  multihomed host to ask the gateways on all connected                  networks for advice about the best network to use for a                  given destination. 
  1877.  
  1878.             IMPLEMENTATION:                  It will be noted that this process is essentially the                  same as datagram routing (see Section 3.3.1), and                  therefore hosts may be able to combine the 
  1879.  
  1880.  
  1881.  
  1882. Internet Engineering Task Force                                [Page 64] 
  1883.  
  1884.  
  1885.  
  1886.  
  1887. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1888.  
  1889.                   implementation of the two functions. 
  1890.  
  1891.       3.3.5  Source Route Forwarding 
  1892.  
  1893.          Subject to restrictions given below, a host MAY be able to act          as an intermediate hop in a source route, forwarding a source-          routed datagram to the next specified hop. 
  1894.  
  1895.          However, in performing this gateway-like function, the host          MUST obey all the relevant rules for a gateway forwarding          source-routed datagrams [INTRO:2].  This includes the following          specific provisions, which override the corresponding host          provisions given earlier in this document: 
  1896.  
  1897.          (A)  TTL (ref. Section 3.2.1.7) 
  1898.  
  1899.               The TTL field MUST be decremented and the datagram perhaps               discarded as specified for a gateway in [INTRO:2]. 
  1900.  
  1901.          (B)  ICMP Destination Unreachable (ref. Section 3.2.2.1) 
  1902.  
  1903.               A host MUST be able to generate Destination Unreachable               messages with the following codes: 
  1904.  
  1905.               4    (Fragmentation Required but DF Set) when a source-                    routed datagram cannot be fragmented to fit into the                    target network; 
  1906.  
  1907.               5    (Source Route Failed) when a source-routed datagram                    cannot be forwarded, e.g., because of a routing                    problem or because the next hop of a strict source                    route is not on a connected network. 
  1908.  
  1909.          (C)  IP Source Address (ref. Section 3.2.1.3) 
  1910.  
  1911.               A source-routed datagram being forwarded MAY (and normally               will) have a source address that is not one of the IP               addresses of the forwarding host. 
  1912.  
  1913.          (D)  Record Route Option (ref. Section 3.2.1.8d) 
  1914.  
  1915.               A host that is forwarding a source-routed datagram               containing a Record Route option MUST update that option,               if it has room. 
  1916.  
  1917.          (E)  Timestamp Option (ref. Section 3.2.1.8e) 
  1918.  
  1919.               A host that is forwarding a source-routed datagram 
  1920.  
  1921.  
  1922.  
  1923. Internet Engineering Task Force                                [Page 65] 
  1924.  
  1925.  
  1926.  
  1927.  
  1928. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1929.  
  1930.                containing a Timestamp Option MUST add the current               timestamp to that option, according to the rules for this               option. 
  1931.  
  1932.          To define the rules restricting host forwarding of source-          routed datagrams, we use the term "local source-routing" if the          next hop will be through the same physical interface through          which the datagram arrived; otherwise, it is "non-local          source-routing". 
  1933.  
  1934.          o    A host is permitted to perform local source-routing               without restriction. 
  1935.  
  1936.          o    A host that supports non-local source-routing MUST have a               configurable switch to disable forwarding, and this switch               MUST default to disabled. 
  1937.  
  1938.          o    The host MUST satisfy all gateway requirements for               configurable policy filters [INTRO:2] restricting non-               local forwarding. 
  1939.  
  1940.          If a host receives a datagram with an incomplete source route          but does not forward it for some reason, the host SHOULD return          an ICMP Destination Unreachable (code 5, Source Route Failed)          message, unless the datagram was itself an ICMP error message. 
  1941.  
  1942.       3.3.6  Broadcasts 
  1943.  
  1944.          Section 3.2.1.3 defined the four standard IP broadcast address          forms: 
  1945.  
  1946.            Limited Broadcast:  {-1, -1} 
  1947.  
  1948.            Directed Broadcast:  {<Network-number>,-1} 
  1949.  
  1950.            Subnet Directed Broadcast:                               {<Network-number>,<Subnet-number>,-1} 
  1951.  
  1952.            All-Subnets Directed Broadcast: {<Network-number>,-1,-1} 
  1953.  
  1954.          A host MUST recognize any of these forms in the destination          address of an incoming datagram. 
  1955.  
  1956.          There is a class of hosts* that use non-standard broadcast          address forms, substituting 0 for -1.  All hosts SHOULD _________________________ *4.2BSD Unix and its derivatives, but not 4.3BSD. 
  1957.  
  1958.  
  1959.  
  1960.  Internet Engineering Task Force                                [Page 66] 
  1961.  
  1962.  
  1963.  
  1964.  
  1965. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1966.  
  1967.           recognize and accept any of these non-standard broadcast          addresses as the destination address of an incoming datagram.          A host MAY optionally have a configuration option to choose the          0 or the -1 form of broadcast address, for each physical          interface, but this option SHOULD default to the standard (-1)          form. 
  1968.  
  1969.          When a host sends a datagram to a link-layer broadcast address,          the IP destination address MUST be a legal IP broadcast or IP          multicast address. 
  1970.  
  1971.          A host SHOULD silently discard a datagram that is received via          a link-layer broadcast (see Section 2.4) but does not specify          an IP multicast or broadcast destination address. 
  1972.  
  1973.          Hosts SHOULD use the Limited Broadcast address to broadcast to          a connected network. 
  1974.  
  1975.           DISCUSSION:               Using the Limited Broadcast address instead of a Directed               Broadcast address may improve system robustness.  Problems               are often caused by machines that do not understand the               plethora of broadcast addresses (see Section 3.2.1.3), or               that may have different ideas about which broadcast               addresses are in use.  The prime example of the latter is               machines that do not understand subnetting but are               attached to a subnetted net.  Sending a Subnet Broadcast               for the connected network will confuse those machines,               which will see it as a message to some other host. 
  1976.  
  1977.               There has been discussion on whether a datagram addressed               to the Limited Broadcast address ought to be sent from all               the interfaces of a multihomed host.  This specification               takes no stand on the issue. 
  1978.  
  1979.       3.3.7  IP Multicasting 
  1980.  
  1981.          A host SHOULD support local IP multicasting on all connected          networks for which a mapping from Class D IP addresses to          link-layer addresses has been specified (see below).  Support          for local IP multicasting includes sending multicast datagrams,          joining multicast groups and receiving multicast datagrams, and          leaving multicast groups.  This implies support for all of          [IP:4] except the IGMP protocol itself, which is OPTIONAL. 
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986.  
  1987.  Internet Engineering Task Force                                [Page 67] 
  1988.  
  1989.  
  1990.  
  1991.  
  1992. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  1993.  
  1994.           DISCUSSION:               IGMP provides gateways that are capable of multicast               routing with the information required to support IP               multicasting across multiple networks.  At this time,               multicast-routing gateways are in the experimental stage               and are not widely available.  For hosts that are not               connected to networks with multicast-routing gateways or               that do not need to receive multicast datagrams               originating on other networks, IGMP serves no purpose and               is therefore optional for now.  However, the rest of               [IP:4] is currently recommended for the purpose of               providing IP-layer access to local network multicast               addressing, as a preferable alternative to local broadcast               addressing.  It is expected that IGMP will become               recommended at some future date, when multicast-routing               gateways have become more widely available. 
  1995.  
  1996.          If IGMP is not implemented, a host SHOULD still join the "all-          hosts" group (224.0.0.1) when the IP layer is initialized and          remain a member for as long as the IP layer is active. 
  1997.  
  1998.          DISCUSSION:               Joining the "all-hosts" group will support strictly local               uses of multicasting, e.g., a gateway discovery protocol,               even if IGMP is not implemented. 
  1999.  
  2000.          The mapping of IP Class D addresses to local addresses is          currently specified for the following types of networks: 
  2001.  
  2002.          o    Ethernet/IEEE 802.3, as defined in [IP:4]. 
  2003.  
  2004.          o    Any network that supports broadcast but not multicast,               addressing: all IP Class D addresses map to the local               broadcast address. 
  2005.  
  2006.          o    Any type of point-to-point link (e.g., SLIP or HDLC               links): no mapping required.  All IP multicast datagrams               are sent as-is, inside the local framing. 
  2007.  
  2008.          Mappings for other types of networks will be specified in the          future. 
  2009.  
  2010.          A host SHOULD provide a way for higher-layer protocols or          applications to determine which of the host's connected          network(s) support IP multicast addressing. 
  2011.  
  2012.  
  2013.  
  2014.  
  2015.  
  2016.  Internet Engineering Task Force                                [Page 68] 
  2017.  
  2018.  
  2019.  
  2020.  
  2021. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2022.  
  2023.        3.3.8  Error Reporting 
  2024.  
  2025.          Wherever practical, hosts MUST return ICMP error datagrams on          detection of an error, except in those cases where returning an          ICMP error message is specifically prohibited. 
  2026.  
  2027.          DISCUSSION:               A common phenomenon in datagram networks is the "black               hole disease": datagrams are sent out, but nothing comes               back.  Without any error datagrams, it is difficult for               the user to figure out what the problem is. 
  2028.  
  2029.    3.4  INTERNET/TRANSPORT LAYER INTERFACE 
  2030.  
  2031.       The interface between the IP layer and the transport layer MUST       provide full access to all the mechanisms of the IP layer,       including options, Type-of-Service, and Time-to-Live.  The       transport layer MUST either have mechanisms to set these interface       parameters, or provide a path to pass them through from an       application, or both. 
  2032.  
  2033.       DISCUSSION:            Applications are urged to make use of these mechanisms where            applicable, even when the mechanisms are not currently            effective in the Internet (e.g., TOS).  This will allow these            mechanisms to be immediately useful when they do become            effective, without a large amount of retrofitting of host            software. 
  2034.  
  2035.       We now describe a conceptual interface between the transport layer       and the IP layer, as a set of procedure calls.  This is an       extension of the information in Section 3.3 of RFC-791 [IP:1]. 
  2036.  
  2037.        *    Send Datagram 
  2038.  
  2039.                 SEND(src, dst, prot, TOS, TTL, BufPTR, len, Id, DF, opt                      => result ) 
  2040.  
  2041.            where the parameters are defined in RFC-791.  Passing an Id            parameter is optional; see Section 3.2.1.5. 
  2042.  
  2043.        *    Receive Datagram 
  2044.  
  2045.                 RECV(BufPTR, prot                      => result, src, dst, SpecDest, TOS, len, opt) 
  2046.  
  2047.  
  2048.  
  2049.  Internet Engineering Task Force                                [Page 69] 
  2050.  
  2051.  
  2052.  
  2053.  
  2054. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2055.  
  2056.             All the parameters are defined in RFC-791, except for: 
  2057.  
  2058.                 SpecDest = specific-destination address of datagram                             (defined in Section 3.2.1.3) 
  2059.  
  2060.            The result parameter dst contains the datagram's destination            address.  Since this may be a broadcast or multicast address,            the SpecDest parameter (not shown in RFC-791) MUST be passed.            The parameter opt contains all the IP options received in the            datagram; these MUST also be passed to the transport layer. 
  2061.  
  2062.        *    Select Source Address 
  2063.  
  2064.                 GET_SRCADDR(remote, TOS)  -> local 
  2065.  
  2066.                 remote = remote IP address                 TOS = Type-of-Service                 local = local IP address 
  2067.  
  2068.            See Section 3.3.4.3. 
  2069.  
  2070.        *    Find Maximum Datagram Sizes 
  2071.  
  2072.                 GET_MAXSIZES(local, remote, TOS) -> MMS_R, MMS_S 
  2073.  
  2074.                 MMS_R = maximum receive transport-message size.                 MMS_S = maximum send transport-message size.                (local, remote, TOS defined above) 
  2075.  
  2076.            See Sections 3.3.2 and 3.3.3. 
  2077.  
  2078.        *    Advice on Delivery Success 
  2079.  
  2080.                 ADVISE_DELIVPROB(sense, local, remote, TOS) 
  2081.  
  2082.            Here the parameter sense is a 1-bit flag indicating whether            positive or negative advice is being given; see the            discussion in Section 3.3.1.4. The other parameters were            defined earlier. 
  2083.  
  2084.        *    Send ICMP Message 
  2085.  
  2086.                 SEND_ICMP(src, dst, TOS, TTL, BufPTR, len, Id, DF, opt)                      -> result 
  2087.  
  2088.  
  2089.  
  2090. Internet Engineering Task Force                                [Page 70] 
  2091.  
  2092.  
  2093.  
  2094.  
  2095. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2096.  
  2097.                  (Parameters defined in RFC-791). 
  2098.  
  2099.            Passing an Id parameter is optional; see Section 3.2.1.5.            The transport layer MUST be able to send certain ICMP            messages:  Port Unreachable or any of the query-type            messages.  This function could be considered to be a special            case of the SEND() call, of course; we describe it separately            for clarity. 
  2100.  
  2101.        *    Receive ICMP Message 
  2102.  
  2103.                 RECV_ICMP(BufPTR ) -> result, src, dst, len, opt 
  2104.  
  2105.                 (Parameters defined in RFC-791). 
  2106.  
  2107.            The IP layer MUST pass certain ICMP messages up to the            appropriate transport-layer routine.  This function could be            considered to be a special case of the RECV() call, of            course; we describe it separately for clarity. 
  2108.  
  2109.            For an ICMP error message, the data that is passed up MUST            include the original Internet header plus all the octets of            the original message that are included in the ICMP message.            This data will be used by the transport layer to locate the            connection state information, if any. 
  2110.  
  2111.            In particular, the following ICMP messages are to be passed            up: 
  2112.  
  2113.            o    Destination Unreachable 
  2114.  
  2115.            o    Source Quench 
  2116.  
  2117.            o    Echo Reply (to ICMP user interface, unless the Echo                 Request originated in the IP layer)             o    Timestamp Reply (to ICMP user interface) 
  2118.  
  2119.            o    Time Exceeded 
  2120.  
  2121.        DISCUSSION:            In the future, there may be additions to this interface to            pass path data (see Section 3.3.1.3) between the IP and            transport layers. 
  2122.  
  2123.  
  2124.  
  2125.  
  2126.  
  2127. Internet Engineering Task Force                                [Page 71] 
  2128.  
  2129.  
  2130.  
  2131.  
  2132. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2133.  
  2134.     3.5  INTERNET LAYER REQUIREMENTS SUMMARY 
  2135.  
  2136.                                                   |        | | | |S| |                                                  |        | | | |H| |F                                                  |        | | | |O|M|o                                                  |        | |S| |U|U|o                                                  |        | |H| |L|S|t                                                  |        |M|O| |D|T|n                                                  |        |U|U|M| | |o                                                  |        |S|L|A|N|N|t                                                  |        |T|D|Y|O|O|t FEATURE                                          |SECTION | | | |T|T|e -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--                                                  |        | | | | | | Implement IP and ICMP                            |3.1     |x| | | | | Handle remote multihoming in application layer   |3.1     |x| | | | | Support local multihoming                        |3.1     | | |x| | | Meet gateway specs if forward datagrams          |3.1     |x| | | | | Configuration switch for embedded gateway        |3.1     |x| | | | |1    Config switch default to non-gateway          |3.1     |x| | | | |1    Auto-config based on number of interfaces     |3.1     | | | | |x|1 Able to log discarded datagrams                  |3.1     | |x| | | |    Record in counter                             |3.1     | |x| | | |                                                  |        | | | | | | Silently discard Version != 4                    |3.2.1.1 |x| | | | | Verify IP checksum, silently discard bad dgram   |3.2.1.2 |x| | | | | Addressing:                                      |        | | | | | |   Subnet addressing (RFC-950)                    |3.2.1.3 |x| | | | |   Src address must be host's own IP address      |3.2.1.3 |x| | | | |   Silently discard datagram with bad dest addr   |3.2.1.3 |x| | | | |   Silently discard datagram with bad src addr    |3.2.1.3 |x| | | | | Support reassembly                               |3.2.1.4 |x| | | | | Retain same Id field in identical datagram       |3.2.1.5 | | |x| | |                                                  |        | | | | | | TOS:                                             |        | | | | | |   Allow transport layer to set TOS               |3.2.1.6 |x| | | | |   Pass received TOS up to transport layer        |3.2.1.6 | |x| | | |   Use RFC-795 link-layer mappings for TOS        |3.2.1.6 | | | |x| | TTL:                                             |        | | | | | |   Send packet with TTL of 0                      |3.2.1.7 | | | | |x|   Discard received packets with TTL < 2          |3.2.1.7 | | | | |x|   Allow transport layer to set TTL               |3.2.1.7 |x| | | | |   Fixed TTL is configurable                      |3.2.1.7 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | IP Options:                                      |        | | | | | |   Allow transport layer to send IP options       |3.2.1.8 |x| | | | |   Pass all IP options rcvd to higher layer       |3.2.1.8 |x| | | | | 
  2137.  
  2138.  
  2139.  
  2140. Internet Engineering Task Force                                [Page 72] 
  2141.  
  2142.  
  2143.  
  2144.  
  2145. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2146.  
  2147.    IP layer silently ignore unknown options       |3.2.1.8 |x| | | | |   Security option                                |3.2.1.8a| | |x| | |   Send Stream Identifier option                  |3.2.1.8b| | | |x| |   Silently ignore Stream Identifer option        |3.2.1.8b|x| | | | |   Record Route option                            |3.2.1.8d| | |x| | |   Timestamp option                               |3.2.1.8e| | |x| | | Source Route Option:                             |        | | | | | |   Originate & terminate Source Route options     |3.2.1.8c|x| | | | |   Datagram with completed SR passed up to TL     |3.2.1.8c|x| | | | |   Build correct (non-redundant) return route     |3.2.1.8c|x| | | | |   Send multiple SR options in one header         |3.2.1.8c| | | | |x|                                                  |        | | | | | | ICMP:                                            |        | | | | | |   Silently discard ICMP msg with unknown type    |3.2.2   |x| | | | |   Include more than 8 octets of orig datagram    |3.2.2   | | |x| | |       Included octets same as received           |3.2.2   |x| | | | |   Demux ICMP Error to transport protocol         |3.2.2   |x| | | | |   Send ICMP error message with TOS=0             |3.2.2   | |x| | | |   Send ICMP error message for:                   |        | | | | | |    - ICMP error msg                              |3.2.2   | | | | |x|    - IP b'cast or IP m'cast                      |3.2.2   | | | | |x|    - Link-layer b'cast                           |3.2.2   | | | | |x|    - Non-initial fragment                        |3.2.2   | | | | |x|    - Datagram with non-unique src address        |3.2.2   | | | | |x|   Return ICMP error msgs (when not prohibited)   |3.3.8   |x| | | | |                                                  |        | | | | | |   Dest Unreachable:                              |        | | | | | |     Generate Dest Unreachable (code 2/3)         |3.2.2.1 | |x| | | |     Pass ICMP Dest Unreachable to higher layer   |3.2.2.1 |x| | | | |     Higher layer act on Dest Unreach             |3.2.2.1 | |x| | | |       Interpret Dest Unreach as only hint        |3.2.2.1 |x| | | | |   Redirect:                                      |        | | | | | |     Host send Redirect                           |3.2.2.2 | | | |x| |     Update route cache when recv Redirect        |3.2.2.2 |x| | | | |     Handle both Host and Net Redirects           |3.2.2.2 |x| | | | |     Discard illegal Redirect                     |3.2.2.2 | |x| | | |   Source Quench:                                 |        | | | | | |     Send Source Quench if buffering exceeded     |3.2.2.3 | | |x| | |     Pass Source Quench to higher layer           |3.2.2.3 |x| | | | |     Higher layer act on Source Quench            |3.2.2.3 | |x| | | |   Time Exceeded: pass to higher layer            |3.2.2.4 |x| | | | |   Parameter Problem:                             |        | | | | | |     Send Parameter Problem messages              |3.2.2.5 | |x| | | |     Pass Parameter Problem to higher layer       |3.2.2.5 |x| | | | |     Report Parameter Problem to user             |3.2.2.5 | | |x| | |                                                  |        | | | | | |   ICMP Echo Request or Reply:                    |        | | | | | |     Echo server and Echo client                  |3.2.2.6 |x| | | | | 
  2148.  
  2149.  
  2150.  
  2151. Internet Engineering Task Force                                [Page 73] 
  2152.  
  2153.  
  2154.  
  2155.  
  2156. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2157.  
  2158.      Echo client                                  |3.2.2.6 | |x| | | |     Discard Echo Request to broadcast address    |3.2.2.6 | | |x| | |     Discard Echo Request to multicast address    |3.2.2.6 | | |x| | |     Use specific-dest addr as Echo Reply src     |3.2.2.6 |x| | | | |     Send same data in Echo Reply                 |3.2.2.6 |x| | | | |     Pass Echo Reply to higher layer              |3.2.2.6 |x| | | | |     Reflect Record Route, Time Stamp options     |3.2.2.6 | |x| | | |     Reverse and reflect Source Route option      |3.2.2.6 |x| | | | |                                                  |        | | | | | |   ICMP Information Request or Reply:             |3.2.2.7 | | | |x| |   ICMP Timestamp and Timestamp Reply:            |3.2.2.8 | | |x| | |     Minimize delay variability                   |3.2.2.8 | |x| | | |1     Silently discard b'cast Timestamp            |3.2.2.8 | | |x| | |1     Silently discard m'cast Timestamp            |3.2.2.8 | | |x| | |1     Use specific-dest addr as TS Reply src       |3.2.2.8 |x| | | | |1     Reflect Record Route, Time Stamp options     |3.2.2.6 | |x| | | |1     Reverse and reflect Source Route option      |3.2.2.8 |x| | | | |1     Pass Timestamp Reply to higher layer         |3.2.2.8 |x| | | | |1     Obey rules for "standard value"              |3.2.2.8 |x| | | | |1                                                  |        | | | | | |   ICMP Address Mask Request and Reply:           |        | | | | | |     Addr Mask source configurable                |3.2.2.9 |x| | | | |     Support static configuration of addr mask    |3.2.2.9 |x| | | | |     Get addr mask dynamically during booting     |3.2.2.9 | | |x| | |     Get addr via ICMP Addr Mask Request/Reply    |3.2.2.9 | | |x| | |       Retransmit Addr Mask Req if no Reply       |3.2.2.9 |x| | | | |3       Assume default mask if no Reply            |3.2.2.9 | |x| | | |3       Update address mask from first Reply only  |3.2.2.9 |x| | | | |3     Reasonableness check on Addr Mask            |3.2.2.9 | |x| | | |     Send unauthorized Addr Mask Reply msgs       |3.2.2.9 | | | | |x|       Explicitly configured to be agent          |3.2.2.9 |x| | | | |     Static config=> Addr-Mask-Authoritative flag |3.2.2.9 | |x| | | |       Broadcast Addr Mask Reply when init.       |3.2.2.9 |x| | | | |3                                                  |        | | | | | | ROUTING OUTBOUND DATAGRAMS:                      |        | | | | | |   Use address mask in local/remote decision      |3.3.1.1 |x| | | | |   Operate with no gateways on conn network       |3.3.1.1 |x| | | | |   Maintain "route cache" of next-hop gateways    |3.3.1.2 |x| | | | |   Treat Host and Net Redirect the same           |3.3.1.2 | |x| | | |   If no cache entry, use default gateway         |3.3.1.2 |x| | | | |     Support multiple default gateways            |3.3.1.2 |x| | | | |   Provide table of static routes                 |3.3.1.2 | | |x| | |     Flag: route overridable by Redirects         |3.3.1.2 | | |x| | |   Key route cache on host, not net address       |3.3.1.3 | | |x| | |   Include TOS in route cache                     |3.3.1.3 | |x| | | |                                                  |        | | | | | |   Able to detect failure of next-hop gateway     |3.3.1.4 |x| | | | |   Assume route is good forever                   |3.3.1.4 | | | |x| | 
  2159.  
  2160.  
  2161.  
  2162. Internet Engineering Task Force                                [Page 74] 
  2163.  
  2164.  
  2165.  
  2166.  
  2167. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2168.  
  2169.    Ping gateways continuously                     |3.3.1.4 | | | | |x|   Ping only when traffic being sent              |3.3.1.4 |x| | | | |   Ping only when no positive indication          |3.3.1.4 |x| | | | |   Higher and lower layers give advice            |3.3.1.4 | |x| | | |   Switch from failed default g'way to another    |3.3.1.5 |x| | | | |   Manual method of entering config info          |3.3.1.6 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | REASSEMBLY and FRAGMENTATION:                    |        | | | | | |   Able to reassemble incoming datagrams          |3.3.2   |x| | | | |     At least 576 byte datagrams                  |3.3.2   |x| | | | |     EMTU_R configurable or indefinite            |3.3.2   | |x| | | |   Transport layer able to learn MMS_R            |3.3.2   |x| | | | |   Send ICMP Time Exceeded on reassembly timeout  |3.3.2   |x| | | | |     Fixed reassembly timeout value               |3.3.2   | |x| | | |                                                  |        | | | | | |   Pass MMS_S to higher layers                    |3.3.3   |x| | | | |   Local fragmentation of outgoing packets        |3.3.3   | | |x| | |      Else don't send bigger than MMS_S           |3.3.3   |x| | | | |   Send max 576 to off-net destination            |3.3.3   | |x| | | |   All-Subnets-MTU configuration flag             |3.3.3   | | |x| | |                                                  |        | | | | | | MULTIHOMING:                                     |        | | | | | |   Reply with same addr as spec-dest addr         |3.3.4.2 | |x| | | |   Allow application to choose local IP addr      |3.3.4.2 |x| | | | |   Silently discard d'gram in "wrong" interface   |3.3.4.2 | | |x| | |   Only send d'gram through "right" interface     |3.3.4.2 | | |x| | |4                                                  |        | | | | | | SOURCE-ROUTE FORWARDING:                         |        | | | | | |   Forward datagram with Source Route option      |3.3.5   | | |x| | |1     Obey corresponding gateway rules             |3.3.5   |x| | | | |1       Update TTL by gateway rules                |3.3.5   |x| | | | |1       Able to generate ICMP err code 4, 5        |3.3.5   |x| | | | |1       IP src addr not local host                 |3.3.5   | | |x| | |1       Update Timestamp, Record Route options     |3.3.5   |x| | | | |1     Configurable switch for non-local SRing      |3.3.5   |x| | | | |1       Defaults to OFF                            |3.3.5   |x| | | | |1     Satisfy gwy access rules for non-local SRing |3.3.5   |x| | | | |1     If not forward, send Dest Unreach (cd 5)     |3.3.5   | |x| | | |2                                                  |        | | | | | | BROADCAST:                                       |        | | | | | |   Broadcast addr as IP source addr               |3.2.1.3 | | | | |x|   Receive 0 or -1 broadcast formats OK           |3.3.6   | |x| | | |   Config'ble option to send 0 or -1 b'cast       |3.3.6   | | |x| | |     Default to -1 broadcast                      |3.3.6   | |x| | | |   Recognize all broadcast address formats        |3.3.6   |x| | | | |   Use IP b'cast/m'cast addr in link-layer b'cast |3.3.6   |x| | | | |   Silently discard link-layer-only b'cast dg's   |3.3.6   | |x| | | |   Use Limited Broadcast addr for connected net   |3.3.6   | |x| | | | 
  2170.  
  2171.  
  2172.  
  2173. Internet Engineering Task Force                                [Page 75] 
  2174.  
  2175.  
  2176.  
  2177.  
  2178. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989 
  2179.  
  2180.                                                   |        | | | | | | MULTICAST:                                       |        | | | | | |   Support local IP multicasting (RFC-1112)       |3.3.7   | |x| | | |   Support IGMP (RFC-1112)                        |3.3.7   | | |x| | |   Join all-hosts group at startup                |3.3.7   | |x| | | |   Higher layers learn i'face m'cast capability   |3.3.7   | |x| | | |                                                  |        | | | | | | INTERFACE:                                       |        | | | | | |   Allow transport layer to use all IP mechanisms |3.4     |x| | | | |   Pass interface ident up to transport layer     |3.4     |x| | | | |   Pass all IP options up to transport layer      |3.4     |x| | | | |   Transport layer can send certain ICMP messages |3.4     |x| | | | |   Pass spec'd ICMP messages up to transp. layer  |3.4     |x| | | | |      Include IP hdr+8 octets or more from orig.  |3.4     |x| | | | |   Able to leap tall buildings at a single bound  |3.5     | |x| | | | 
  2181.  
  2182. Footnotes: 
  2183.  
  2184. (1)  Only if feature is implemented. 
  2185.  
  2186. (2)  This requirement is overruled if datagram is an ICMP error message. 
  2187.  
  2188. (3)  Only if feature is implemented and is configured "on". 
  2189.  
  2190. (4)  Unless has embedded gateway functionality or is source routed. 
  2191.  
  2192.  
  2193.  
  2194.  
  2195.  
  2196.  
  2197.  
  2198.  
  2199.  
  2200.  
  2201.  
  2202.  
  2203.  
  2204.  
  2205.  
  2206.  
  2207.  
  2208.  
  2209.  
  2210.  
  2211.  
  2212.  
  2213.  
  2214.  
  2215.  
  2216.  Internet Engineering Task Force                                [Page 76] 
  2217.  
  2218.  
  2219.  
  2220.  
  2221. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989 
  2222.  
  2223.  4. TRANSPORT PROTOCOLS 
  2224.  
  2225.    4.1  USER DATAGRAM PROTOCOL -- UDP 
  2226.  
  2227.       4.1.1  INTRODUCTION 
  2228.  
  2229.          The User Datagram Protocol UDP [UDP:1] offers only a minimal          transport service -- non-guaranteed datagram delivery -- and          gives applications direct access to the datagram service of the          IP layer.  UDP is used by applications that do not require the          level of service of TCP or that wish to use communications          services (e.g., multicast or broadcast delivery) not available          from TCP. 
  2230.  
  2231.          UDP is almost a null protocol; the only services it provides          over IP are checksumming of data and multiplexing by port          number.  Therefore, an application program running over UDP          must deal directly with end-to-end communication problems that          a connection-oriented protocol would have handled -- e.g.,          retransmission for reliable delivery, packetization and          reassembly, flow control, congestion avoidance, etc., when          these are required.  The fairly complex coupling between IP and          TCP will be mirrored in the coupling between UDP and many          applications using UDP. 
  2232.  
  2233.       4.1.2  PROTOCOL WALK-THROUGH 
  2234.  
  2235.          There are no known errors in the specification of UDP. 
  2236.  
  2237.       4.1.3  SPECIFIC ISSUES 
  2238.  
  2239.          4.1.3.1  Ports 
  2240.  
  2241.             UDP well-known ports follow the same rules as TCP well-known             ports; see Section 4.2.2.1 below. 
  2242.  
  2243.             If a datagram arrives addressed to a UDP port for which             there is no pending LISTEN call, UDP SHOULD send an ICMP             Port Unreachable message. 
  2244.  
  2245.          4.1.3.2  IP Options 
  2246.  
  2247.             UDP MUST pass any IP option that it receives from the IP             layer transparently to the application layer. 
  2248.  
  2249.             An application MUST be able to specify IP options to be sent             in its UDP datagrams, and UDP MUST pass these options to the             IP layer. 
  2250.  
  2251.  
  2252.  
  2253. Internet Engineering Task Force                                [Page 77] 
  2254.  
  2255.  
  2256.  
  2257.  
  2258. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989 
  2259.  
  2260.              DISCUSSION:                  At present, the only options that need be passed                  through UDP are Source Route, Record Route, and Time                  Stamp.  However, new options may be defined in the                  future, and UDP need not and should not make any                  assumptions about the format or content of options it                  passes to or from the application; an exception to this                  might be an IP-layer security option. 
  2261.  
  2262.                  An application based on UDP will need to obtain a                  source route from a request datagram and supply a                  reversed route for sending the corresponding reply. 
  2263.  
  2264.          4.1.3.3  ICMP Messages 
  2265.  
  2266.             UDP MUST pass to the application layer all ICMP error             messages that it receives from the IP layer.  Conceptually             at least, this may be accomplished with an upcall to the             ERROR_REPORT routine (see Section 4.2.4.1). 
  2267.  
  2268.             DISCUSSION:                  Note that ICMP error messages resulting from sending a                  UDP datagram are received asynchronously.  A UDP-based                  application that wants to receive ICMP error messages                  is responsible for maintaining the state necessary to                  demultiplex these messages when they arrive; for                  example, the application may keep a pending receive                  operation for this purpose.  The application is also                  responsible to avoid confusion from a delayed ICMP                  error message resulting from an earlier use of the same                  port(s). 
  2269.  
  2270.          4.1.3.4  UDP Checksums 
  2271.  
  2272.             A host MUST implement the facility to generate and validate             UDP checksums.  An application MAY optionally be able to             control whether a UDP checksum will be generated, but it             MUST default to checksumming on. 
  2273.  
  2274.             If a UDP datagram is received with a checksum that is non-             zero and invalid, UDP MUST silently discard the datagram.             An application MAY optionally be able to control whether UDP             datagrams without checksums should be discarded or passed to             the application. 
  2275.  
  2276.             DISCUSSION:                  Some applications that normally run only across local                  area networks have chosen to turn off UDP checksums for 
  2277.  
  2278.  
  2279.  
  2280. Internet Engineering Task Force                                [Page 78] 
  2281.  
  2282.  
  2283.  
  2284.  
  2285. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989 
  2286.  
  2287.                   efficiency.  As a result, numerous cases of undetected                  errors have been reported.  The advisability of ever                  turning off UDP checksumming is very controversial. 
  2288.  
  2289.             IMPLEMENTATION:                  There is a common implementation error in UDP                  checksums.  Unlike the TCP checksum, the UDP checksum                  is optional; the value zero is transmitted in the                  checksum field of a UDP header to indicate the absence                  of a checksum.  If the transmitter really calculates a                  UDP checksum of zero, it must transmit the checksum as                  all 1's (65535).  No special action is required at the                  receiver, since zero and 65535 are equivalent in 1's                  complement arithmetic. 
  2290.  
  2291.          4.1.3.5  UDP Multihoming 
  2292.  
  2293.             When a UDP datagram is received, its specific-destination             address MUST be passed up to the application layer. 
  2294.  
  2295.             An application program MUST be able to specify the IP source             address to be used for sending a UDP datagram or to leave it             unspecified (in which case the networking software will             choose an appropriate source address).  There SHOULD be a             way to communicate the chosen source address up to the             application layer (e.g, so that the application can later             receive a reply datagram only from the corresponding             interface). 
  2296.  
  2297.             DISCUSSION:                  A request/response application that uses UDP should use                  a source address for the response that is the same as                  the specific destination address of the request.  See                  the "General Issues" section of [INTRO:1]. 
  2298.  
  2299.          4.1.3.6  Invalid Addresses 
  2300.  
  2301.             A UDP datagram received with an invalid IP source address             (e.g., a broadcast or multicast address) must be discarded             by UDP or by the IP layer (see Section 3.2.1.3). 
  2302.  
  2303.             When a host sends a UDP datagram, the source address MUST be             (one of) the IP address(es) of the host. 
  2304.  
  2305.       4.1.4  UDP/APPLICATION LAYER INTERFACE 
  2306.  
  2307.          The application interface to UDP MUST provide the full services          of the IP/transport interface described in Section 3.4 of this 
  2308.  
  2309.  
  2310.  
  2311. Internet Engineering Task Force                                [Page 79] 
  2312.  
  2313.  
  2314.  
  2315.  
  2316. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989 
  2317.  
  2318.           document.  Thus, an application using UDP needs the functions          of the GET_SRCADDR(), GET_MAXSIZES(), ADVISE_DELIVPROB(), and          RECV_ICMP() calls described in Section 3.4.  For example,          GET_MAXSIZES() can be used to learn the effective maximum UDP          maximum datagram size for a particular {interface,remote          host,TOS} triplet. 
  2319.  
  2320.          An application-layer program MUST be able to set the TTL and          TOS values as well as IP options for sending a UDP datagram,          and these values must be passed transparently to the IP layer.          UDP MAY pass the received TOS up to the application layer. 
  2321.  
  2322.       4.1.5  UDP REQUIREMENTS SUMMARY 
  2323.  
  2324.                                                   |        | | | |S| |                                                  |        | | | |H| |F                                                  |        | | | |O|M|o                                                  |        | |S| |U|U|o                                                  |        | |H| |L|S|t                                                  |        |M|O| |D|T|n                                                  |        |U|U|M| | |o                                                  |        |S|L|A|N|N|t                                                  |        |T|D|Y|O|O|t FEATURE                                          |SECTION | | | |T|T|e -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--                                                  |        | | | | | |     UDP                                          |        | | | | | | -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--                                                  |        | | | | | | UDP send Port Unreachable                        |4.1.3.1 | |x| | | |                                                  |        | | | | | | IP Options in UDP                                |        | | | | | |  - Pass rcv'd IP options to applic layer         |4.1.3.2 |x| | | | |  - Applic layer can specify IP options in Send   |4.1.3.2 |x| | | | |  - UDP passes IP options down to IP layer        |4.1.3.2 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | Pass ICMP msgs up to applic layer                |4.1.3.3 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | UDP checksums:                                   |        | | | | | |  - Able to generate/check checksum               |4.1.3.4 |x| | | | |  - Silently discard bad checksum                 |4.1.3.4 |x| | | | |  - Sender Option to not generate checksum        |4.1.3.4 | | |x| | |    - Default is to checksum                      |4.1.3.4 |x| | | | |  - Receiver Option to require checksum           |4.1.3.4 | | |x| | |                                                  |        | | | | | | UDP Multihoming                                  |        | | | | | |  - Pass spec-dest addr to application            |4.1.3.5 |x| | | | | 
  2325.  
  2326.  
  2327.  
  2328. Internet Engineering Task Force                                [Page 80] 
  2329.  
  2330.  
  2331.  
  2332.  
  2333. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989 
  2334.  
  2335.   - Applic layer can specify Local IP addr        |4.1.3.5 |x| | | | |  - Applic layer specify wild Local IP addr       |4.1.3.5 |x| | | | |  - Applic layer notified of Local IP addr used   |4.1.3.5 | |x| | | |                                                  |        | | | | | | Bad IP src addr silently discarded by UDP/IP     |4.1.3.6 |x| | | | | Only send valid IP source address                |4.1.3.6 |x| | | | | UDP Application Interface Services               |        | | | | | | Full IP interface of 3.4 for application         |4.1.4   |x| | | | |  - Able to spec TTL, TOS, IP opts when send dg   |4.1.4   |x| | | | |  - Pass received TOS up to applic layer          |4.1.4   | | |x| | | 
  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. Internet Engineering Task Force                                [Page 81] 
  2378.  
  2379.  
  2380.  
  2381.  
  2382. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2383.  
  2384.     4.2  TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL -- TCP 
  2385.  
  2386.       4.2.1  INTRODUCTION 
  2387.  
  2388.          The Transmission Control Protocol TCP [TCP:1] is the primary          virtual-circuit transport protocol for the Internet suite.  TCP          provides reliable, in-sequence delivery of a full-duplex stream          of octets (8-bit bytes).  TCP is used by those applications          needing reliable, connection-oriented transport service, e.g.,          mail (SMTP), file transfer (FTP), and virtual terminal service          (Telnet); requirements for these application-layer protocols          are described in [INTRO:1]. 
  2389.  
  2390.       4.2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH 
  2391.  
  2392.          4.2.2.1  Well-Known Ports: RFC-793 Section 2.7 
  2393.  
  2394.             DISCUSSION:                  TCP reserves port numbers in the range 0-255 for                  "well-known" ports, used to access services that are                  standardized across the Internet.  The remainder of the                  port space can be freely allocated to application                  processes.  Current well-known port definitions are                  listed in the RFC entitled "Assigned Numbers"                  [INTRO:6].  A prerequisite for defining a new well-                  known port is an RFC documenting the proposed service                  in enough detail to allow new implementations. 
  2395.  
  2396.                  Some systems extend this notion by adding a third                  subdivision of the TCP port space: reserved ports,                  which are generally used for operating-system-specific                  services.  For example, reserved ports might fall                  between 256 and some system-dependent upper limit.                  Some systems further choose to protect well-known and                  reserved ports by permitting only privileged users to                  open TCP connections with those port values.  This is                  perfectly reasonable as long as the host does not                  assume that all hosts protect their low-numbered ports                  in this manner. 
  2397.  
  2398.          4.2.2.2  Use of Push: RFC-793 Section 2.8 
  2399.  
  2400.             When an application issues a series of SEND calls without             setting the PUSH flag, the TCP MAY aggregate the data             internally without sending it.  Similarly, when a series of             segments is received without the PSH bit, a TCP MAY queue             the data internally without passing it to the receiving             application. 
  2401.  
  2402.  
  2403.  
  2404. Internet Engineering Task Force                                [Page 82] 
  2405.  
  2406.  
  2407.  
  2408.  
  2409. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2410.  
  2411.              The PSH bit is not a record marker and is independent of             segment boundaries.  The transmitter SHOULD collapse             successive PSH bits when it packetizes data, to send the             largest possible segment. 
  2412.  
  2413.             A TCP MAY implement PUSH flags on SEND calls.  If PUSH flags             are not implemented, then the sending TCP: (1) must not             buffer data indefinitely, and (2) MUST set the PSH bit in             the last buffered segment (i.e., when there is no more             queued data to be sent). 
  2414.  
  2415.             The discussion in RFC-793 on pages 48, 50, and 74             erroneously implies that a received PSH flag must be passed             to the application layer.  Passing a received PSH flag to             the application layer is now OPTIONAL. 
  2416.  
  2417.             An application program is logically required to set the PUSH             flag in a SEND call whenever it needs to force delivery of             the data to avoid a communication deadlock.  However, a TCP             SHOULD send a maximum-sized segment whenever possible, to             improve performance (see Section 4.2.3.4). 
  2418.  
  2419.             DISCUSSION:                  When the PUSH flag is not implemented on SEND calls,                  i.e., when the application/TCP interface uses a pure                  streaming model, responsibility for aggregating any                  tiny data fragments to form reasonable sized segments                  is partially borne by the application layer. 
  2420.  
  2421.                  Generally, an interactive application protocol must set                  the PUSH flag at least in the last SEND call in each                  command or response sequence.  A bulk transfer protocol                  like FTP should set the PUSH flag on the last segment                  of a file or when necessary to prevent buffer deadlock. 
  2422.  
  2423.                  At the receiver, the PSH bit forces buffered data to be                  delivered to the application (even if less than a full                  buffer has been received). Conversely, the lack of a                  PSH bit can be used to avoid unnecessary wakeup calls                  to the application process; this can be an important                  performance optimization for large timesharing hosts.                  Passing the PSH bit to the receiving application allows                  an analogous optimization within the application. 
  2424.  
  2425.          4.2.2.3  Window Size: RFC-793 Section 3.1 
  2426.  
  2427.             The window size MUST be treated as an unsigned number, or             else large window sizes will appear like negative windows 
  2428.  
  2429.  
  2430.  
  2431. Internet Engineering Task Force                                [Page 83] 
  2432.   
  2433.  
  2434.  RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2435.  
  2436.              and TCP will not work.  It is RECOMMENDED that             implementations reserve 32-bit fields for the send and             receive window sizes in the connection record and do all             window computations with 32 bits. 
  2437.  
  2438.             DISCUSSION:                  It is known that the window field in the TCP header is                  too small for high-speed, long-delay paths.                  Experimental TCP options have been defined to extend                  the window size; see for example [TCP:11].  In                  anticipation of the adoption of such an extension, TCP                  implementors should treat windows as 32 bits. 
  2439.  
  2440.          4.2.2.4  Urgent Pointer: RFC-793 Section 3.1 
  2441.  
  2442.             The second sentence is in error: the urgent pointer points             to the sequence number of the LAST octet (not LAST+1) in a             sequence of urgent data.  The description on page 56 (last             sentence) is correct. 
  2443.  
  2444.             A TCP MUST support a sequence of urgent data of any length. 
  2445.  
  2446.             A TCP MUST inform the application layer asynchronously             whenever it receives an Urgent pointer and there was             previously no pending urgent data, or whenever the Urgent             pointer advances in the data stream.  There MUST be a way             for the application to learn how much urgent data remains to             be read from the connection, or at least to determine             whether or not more urgent data remains to be read. 
  2447.  
  2448.             DISCUSSION:                  Although the Urgent mechanism may be used for any                  application, it is normally used to send "interrupt"-                  type commands to a Telnet program (see "Using Telnet                  Synch Sequence" section in [INTRO:1]). 
  2449.  
  2450.                  The asynchronous or "out-of-band" notification will                  allow the application to go into "urgent mode", reading                  data from the TCP connection.  This allows control                  commands to be sent to an application whose normal                  input buffers are full of unprocessed data. 
  2451.  
  2452.             IMPLEMENTATION:                  The generic ERROR-REPORT() upcall described in Section                  4.2.4.1 is a possible mechanism for informing the                  application of the arrival of urgent data. 
  2453.  
  2454.  
  2455.  
  2456.  
  2457.  
  2458. Internet Engineering Task Force                                [Page 84] 
  2459.  
  2460.  
  2461.  
  2462.  
  2463. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2464.  
  2465.           4.2.2.5  TCP Options: RFC-793 Section 3.1 
  2466.  
  2467.             A TCP MUST be able to receive a TCP option in any segment.             A TCP MUST ignore without error any TCP option it does not             implement, assuming that the option has a length field (all             TCP options defined in the future will have length fields).             TCP MUST be prepared to handle an illegal option length             (e.g., zero) without crashing; a suggested procedure is to             reset the connection and log the reason. 
  2468.  
  2469.          4.2.2.6  Maximum Segment Size Option: RFC-793 Section 3.1 
  2470.  
  2471.             TCP MUST implement both sending and receiving the Maximum             Segment Size option [TCP:4]. 
  2472.  
  2473.             TCP SHOULD send an MSS (Maximum Segment Size) option in             every SYN segment when its receive MSS differs from the             default 536, and MAY send it always. 
  2474.  
  2475.             If an MSS option is not received at connection setup, TCP             MUST assume a default send MSS of 536 (576-40) [TCP:4]. 
  2476.  
  2477.             The maximum size of a segment that TCP really sends, the             "effective send MSS," MUST be the smaller of the send MSS             (which reflects the available reassembly buffer size at the             remote host) and the largest size permitted by the IP layer: 
  2478.  
  2479.                Eff.snd.MSS = 
  2480.  
  2481.                   min(SendMSS+20, MMS_S) - TCPhdrsize - IPoptionsize 
  2482.  
  2483.             where: 
  2484.  
  2485.             *    SendMSS is the MSS value received from the remote host,                  or the default 536 if no MSS option is received. 
  2486.  
  2487.             *    MMS_S is the maximum size for a transport-layer message                  that TCP may send. 
  2488.  
  2489.             *    TCPhdrsize is the size of the TCP header; this is                  normally 20, but may be larger if TCP options are to be                  sent. 
  2490.  
  2491.             *    IPoptionsize is the size of any IP options that TCP                  will pass to the IP layer with the current message. 
  2492.  
  2493.              The MSS value to be sent in an MSS option must be less than 
  2494.  
  2495.  
  2496.  
  2497. Internet Engineering Task Force                                [Page 85] 
  2498.  
  2499.  
  2500.  
  2501.  
  2502. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2503.  
  2504.              or equal to: 
  2505.  
  2506.                MMS_R - 20 
  2507.  
  2508.             where MMS_R is the maximum size for a transport-layer             message that can be received (and reassembled).  TCP obtains             MMS_R and MMS_S from the IP layer; see the generic call             GET_MAXSIZES in Section 3.4. 
  2509.  
  2510.             DISCUSSION:                  The choice of TCP segment size has a strong effect on                  performance.  Larger segments increase throughput by                  amortizing header size and per-datagram processing                  overhead over more data bytes; however, if the packet                  is so large that it causes IP fragmentation, efficiency                  drops sharply if any fragments are lost [IP:9]. 
  2511.  
  2512.                  Some TCP implementations send an MSS option only if the                  destination host is on a non-connected network.                  However, in general the TCP layer may not have the                  appropriate information to make this decision, so it is                  preferable to leave to the IP layer the task of                  determining a suitable MTU for the Internet path.  We                  therefore recommend that TCP always send the option (if                  not 536) and that the IP layer determine MMS_R as                  specified in 3.3.3 and 3.4.  A proposed IP-layer                  mechanism to measure the MTU would then modify the IP                  layer without changing TCP. 
  2513.  
  2514.          4.2.2.7  TCP Checksum: RFC-793 Section 3.1 
  2515.  
  2516.             Unlike the UDP checksum (see Section 4.1.3.4), the TCP             checksum is never optional.  The sender MUST generate it and             the receiver MUST check it. 
  2517.  
  2518.          4.2.2.8  TCP Connection State Diagram: RFC-793 Section 3.2,             page 23 
  2519.  
  2520.             There are several problems with this diagram: 
  2521.  
  2522.             (a)  The arrow from SYN-SENT to SYN-RCVD should be labeled                  with "snd SYN,ACK", to agree with the text on page 68                  and with Figure 8. 
  2523.  
  2524.             (b)  There could be an arrow from SYN-RCVD state to LISTEN                  state, conditioned on receiving a RST after a passive                  open (see text page 70). 
  2525.  
  2526.  
  2527.  
  2528.  Internet Engineering Task Force                                [Page 86] 
  2529.  
  2530.  
  2531.  
  2532.  
  2533. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2534.  
  2535.              (c)  It is possible to go directly from FIN-WAIT-1 to the                  TIME-WAIT state (see page 75 of the spec). 
  2536.  
  2537.           4.2.2.9  Initial Sequence Number Selection: RFC-793 Section             3.3, page 27 
  2538.  
  2539.             A TCP MUST use the specified clock-driven selection of             initial sequence numbers. 
  2540.  
  2541.          4.2.2.10  Simultaneous Open Attempts: RFC-793 Section 3.4, page             32 
  2542.  
  2543.             There is an error in Figure 8: the packet on line 7 should             be identical to the packet on line 5. 
  2544.  
  2545.             A TCP MUST support simultaneous open attempts. 
  2546.  
  2547.             DISCUSSION:                  It sometimes surprises implementors that if two                  applications attempt to simultaneously connect to each                  other, only one connection is generated instead of two.                  This was an intentional design decision; don't try to                  "fix" it. 
  2548.  
  2549.          4.2.2.11  Recovery from Old Duplicate SYN: RFC-793 Section 3.4,             page 33 
  2550.  
  2551.             Note that a TCP implementation MUST keep track of whether a             connection has reached SYN_RCVD state as the result of a             passive OPEN or an active OPEN. 
  2552.  
  2553.          4.2.2.12  RST Segment: RFC-793 Section 3.4 
  2554.  
  2555.             A TCP SHOULD allow a received RST segment to include data. 
  2556.  
  2557.             DISCUSSION                  It has been suggested that a RST segment could contain                  ASCII text that encoded and explained the cause of the                  RST.  No standard has yet been established for such                  data. 
  2558.  
  2559.          4.2.2.13  Closing a Connection: RFC-793 Section 3.5 
  2560.  
  2561.             A TCP connection may terminate in two ways: (1) the normal             TCP close sequence using a FIN handshake, and (2) an "abort"             in which one or more RST segments are sent and the             connection state is immediately discarded.  If a TCP 
  2562.  
  2563.  
  2564.  
  2565. Internet Engineering Task Force                                [Page 87] 
  2566.  
  2567.  
  2568.  
  2569.  
  2570. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2571.  
  2572.              connection is closed by the remote site, the local             application MUST be informed whether it closed normally or             was aborted. 
  2573.  
  2574.             The normal TCP close sequence delivers buffered data             reliably in both directions.  Since the two directions of a             TCP connection are closed independently, it is possible for             a connection to be "half closed," i.e., closed in only one             direction, and a host is permitted to continue sending data             in the open direction on a half-closed connection. 
  2575.  
  2576.             A host MAY implement a "half-duplex" TCP close sequence, so             that an application that has called CLOSE cannot continue to             read data from the connection.  If such a host issues a             CLOSE call while received data is still pending in TCP, or             if new data is received after CLOSE is called, its TCP             SHOULD send a RST to show that data was lost. 
  2577.  
  2578.             When a connection is closed actively, it MUST linger in             TIME-WAIT state for a time 2xMSL (Maximum Segment Lifetime).             However, it MAY accept a new SYN from the remote TCP to             reopen the connection directly from TIME-WAIT state, if it: 
  2579.  
  2580.             (1)  assigns its initial sequence number for the new                  connection to be larger than the largest sequence                  number it used on the previous connection incarnation,                  and 
  2581.  
  2582.             (2)  returns to TIME-WAIT state if the SYN turns out to be                  an old duplicate. 
  2583.  
  2584.              DISCUSSION:                  TCP's full-duplex data-preserving close is a feature                  that is not included in the analogous ISO transport                  protocol TP4. 
  2585.  
  2586.                  Some systems have not implemented half-closed                  connections, presumably because they do not fit into                  the I/O model of their particular operating system.  On                  these systems, once an application has called CLOSE, it                  can no longer read input data from the connection; this                  is referred to as a "half-duplex" TCP close sequence. 
  2587.  
  2588.                  The graceful close algorithm of TCP requires that the                  connection state remain defined on (at least)  one end                  of the connection, for a timeout period of 2xMSL, i.e.,                  4 minutes.  During this period, the (remote socket, 
  2589.  
  2590.  
  2591.  
  2592. Internet Engineering Task Force                                [Page 88] 
  2593.  
  2594.  
  2595.  
  2596.  
  2597. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2598.  
  2599.                   local socket) pair that defines the connection is busy                  and cannot be reused.  To shorten the time that a given                  port pair is tied up, some TCPs allow a new SYN to be                  accepted in TIME-WAIT state. 
  2600.  
  2601.          4.2.2.14  Data Communication: RFC-793 Section 3.7, page 40 
  2602.  
  2603.             Since RFC-793 was written, there has been extensive work on             TCP algorithms to achieve efficient data communication.             Later sections of the present document describe required and             recommended TCP algorithms to determine when to send data             (Section 4.2.3.4), when to send an acknowledgment (Section             4.2.3.2), and when to update the window (Section 4.2.3.3). 
  2604.  
  2605.             DISCUSSION:                  One important performance issue is "Silly Window                  Syndrome" or "SWS" [TCP:5], a stable pattern of small                  incremental window movements resulting in extremely                  poor TCP performance.  Algorithms to avoid SWS are                  described below for both the sending side (Section                  4.2.3.4) and the receiving side (Section 4.2.3.3). 
  2606.  
  2607.                  In brief, SWS is caused by the receiver advancing the                  right window edge whenever it has any new buffer space                  available to receive data and by the sender using any                  incremental window, no matter how small, to send more                  data [TCP:5].  The result can be a stable pattern of                  sending tiny data segments, even though both sender and                  receiver have a large total buffer space for the                  connection.  SWS can only occur during the transmission                  of a large amount of data; if the connection goes                  quiescent, the problem will disappear.  It is caused by                  typical straightforward implementation of window                  management, but the sender and receiver algorithms                  given below will avoid it. 
  2608.  
  2609.                  Another important TCP performance issue is that some                  applications, especially remote login to character-at-                  a-time hosts, tend to send streams of one-octet data                  segments.  To avoid deadlocks, every TCP SEND call from                  such applications must be "pushed", either explicitly                  by the application or else implicitly by TCP.  The                  result may be a stream of TCP segments that contain one                  data octet each, which makes very inefficient use of                  the Internet and contributes to Internet congestion.                  The Nagle Algorithm described in Section 4.2.3.4                  provides a simple and effective solution to this                  problem.  It does have the effect of clumping 
  2610.  
  2611.  
  2612.  
  2613. Internet Engineering Task Force                                [Page 89] 
  2614.  
  2615.  
  2616.  
  2617.  
  2618. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2619.  
  2620.                   characters over Telnet connections; this may initially                  surprise users accustomed to single-character echo, but                  user acceptance has not been a problem. 
  2621.  
  2622.                  Note that the Nagle algorithm and the send SWS                  avoidance algorithm play complementary roles in                  improving performance.  The Nagle algorithm discourages                  sending tiny segments when the data to be sent                  increases in small increments, while the SWS avoidance                  algorithm discourages small segments resulting from the                  right window edge advancing in small increments. 
  2623.  
  2624.                  A careless implementation can send two or more                  acknowledgment segments per data segment received.  For                  example, suppose the receiver acknowledges every data                  segment immediately.  When the application program                  subsequently consumes the data and increases the                  available receive buffer space again, the receiver may                  send a second acknowledgment segment to update the                  window at the sender.  The extreme case occurs with                  single-character segments on TCP connections using the                  Telnet protocol for remote login service.  Some                  implementations have been observed in which each                  incoming 1-character segment generates three return                  segments: (1) the acknowledgment, (2) a one byte                  increase in the window, and (3) the echoed character,                  respectively. 
  2625.  
  2626.          4.2.2.15  Retransmission Timeout: RFC-793 Section 3.7, page 41 
  2627.  
  2628.             The algorithm suggested in RFC-793 for calculating the             retransmission timeout is now known to be inadequate; see             Section 4.2.3.1 below. 
  2629.  
  2630.             Recent work by Jacobson [TCP:7] on Internet congestion and             TCP retransmission stability has produced a transmission             algorithm combining "slow start" with "congestion             avoidance".  A TCP MUST implement this algorithm. 
  2631.  
  2632.             If a retransmitted packet is identical to the original             packet (which implies not only that the data boundaries have             not changed, but also that the window and acknowledgment             fields of the header have not changed), then the same IP             Identification field MAY be used (see Section 3.2.1.5). 
  2633.  
  2634.             IMPLEMENTATION:                  Some TCP implementors have chosen to "packetize" the                  data stream, i.e., to pick segment boundaries when 
  2635.  
  2636.  
  2637.  
  2638. Internet Engineering Task Force                                [Page 90] 
  2639.  
  2640.  
  2641.  
  2642.  
  2643. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2644.  
  2645.                   segments are originally sent and to queue these                  segments in a "retransmission queue" until they are                  acknowledged.  Another design (which may be simpler) is                  to defer packetizing until each time data is                  transmitted or retransmitted, so there will be no                  segment retransmission queue. 
  2646.  
  2647.                  In an implementation with a segment retransmission                  queue, TCP performance may be enhanced by repacketizing                  the segments awaiting acknowledgment when the first                  retransmission timeout occurs.  That is, the                  outstanding segments that fitted would be combined into                  one maximum-sized segment, with a new IP Identification                  value.  The TCP would then retain this combined segment                  in the retransmit queue until it was acknowledged.                  However, if the first two segments in the                  retransmission queue totalled more than one maximum-                  sized segment, the TCP would retransmit only the first                  segment using the original IP Identification field. 
  2648.  
  2649.          4.2.2.16  Managing the Window: RFC-793 Section 3.7, page 41 
  2650.  
  2651.             A TCP receiver SHOULD NOT shrink the window, i.e., move the             right window edge to the left.  However, a sending TCP MUST             be robust against window shrinking, which may cause the             "useable window" (see Section 4.2.3.4) to become negative. 
  2652.  
  2653.             If this happens, the sender SHOULD NOT send new data, but             SHOULD retransmit normally the old unacknowledged data             between SND.UNA and SND.UNA+SND.WND.  The sender MAY also             retransmit old data beyond SND.UNA+SND.WND, but SHOULD NOT             time out the connection if data beyond the right window edge             is not acknowledged.  If the window shrinks to zero, the TCP             MUST probe it in the standard way (see next Section). 
  2654.  
  2655.             DISCUSSION:                  Many TCP implementations become confused if the window                  shrinks from the right after data has been sent into a                  larger window.  Note that TCP has a heuristic to select                  the latest window update despite possible datagram                  reordering; as a result, it may ignore a window update                  with a smaller window than previously offered if                  neither the sequence number nor the acknowledgment                  number is increased. 
  2656.  
  2657.  
  2658.  
  2659.  
  2660.  
  2661.  
  2662.  
  2663. Internet Engineering Task Force                                [Page 91] 
  2664.  
  2665.  
  2666.  
  2667.  
  2668. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2669.  
  2670.           4.2.2.17  Probing Zero Windows: RFC-793 Section 3.7, page 42 
  2671.  
  2672.             Probing of zero (offered) windows MUST be supported. 
  2673.  
  2674.             A TCP MAY keep its offered receive window closed             indefinitely.  As long as the receiving TCP continues to             send acknowledgments in response to the probe segments, the             sending TCP MUST allow the connection to stay open. 
  2675.  
  2676.             DISCUSSION:                  It is extremely important to remember that ACK                  (acknowledgment) segments that contain no data are not                  reliably transmitted by TCP.  If zero window probing is                  not supported, a connection may hang forever when an                  ACK segment that re-opens the window is lost. 
  2677.  
  2678.                  The delay in opening a zero window generally occurs                  when the receiving application stops taking data from                  its TCP.  For example, consider a printer daemon                  application, stopped because the printer ran out of                  paper. 
  2679.  
  2680.             The transmitting host SHOULD send the first zero-window             probe when a zero window has existed for the retransmission             timeout period (see Section 4.2.2.15), and SHOULD increase             exponentially the interval between successive probes. 
  2681.  
  2682.             DISCUSSION:                  This procedure minimizes delay if the zero-window                  condition is due to a lost ACK segment containing a                  window-opening update.  Exponential backoff is                  recommended, possibly with some maximum interval not                  specified here.  This procedure is similar to that of                  the retransmission algorithm, and it may be possible to                  combine the two procedures in the implementation. 
  2683.  
  2684.          4.2.2.18  Passive OPEN Calls:  RFC-793 Section 3.8 
  2685.  
  2686.             Every passive OPEN call either creates a new connection             record in LISTEN state, or it returns an error; it MUST NOT             affect any previously created connection record. 
  2687.  
  2688.             A TCP that supports multiple concurrent users MUST provide             an OPEN call that will functionally allow an application to             LISTEN on a port while a connection block with the same             local port is in SYN-SENT or SYN-RECEIVED state. 
  2689.  
  2690.             DISCUSSION: 
  2691.  
  2692.  
  2693.  
  2694. Internet Engineering Task Force                                [Page 92] 
  2695.  
  2696.  
  2697.  
  2698.  
  2699. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2700.  
  2701.                   Some applications (e.g., SMTP servers) may need to                  handle multiple connection attempts at about the same                  time.  The probability of a connection attempt failing                  is reduced by giving the application some means of                  listening for a new connection at the same time that an                  earlier connection attempt is going through the three-                  way handshake. 
  2702.  
  2703.             IMPLEMENTATION:                  Acceptable implementations of concurrent opens may                  permit multiple passive OPEN calls, or they may allow                  "cloning" of LISTEN-state connections from a single                  passive OPEN call. 
  2704.  
  2705.          4.2.2.19  Time to Live: RFC-793 Section 3.9, page 52 
  2706.  
  2707.             RFC-793 specified that TCP was to request the IP layer to             send TCP segments with TTL = 60.  This is obsolete; the TTL             value used to send TCP segments MUST be configurable.  See             Section 3.2.1.7 for discussion. 
  2708.  
  2709.          4.2.2.20  Event Processing: RFC-793 Section 3.9 
  2710.  
  2711.             While it is not strictly required, a TCP SHOULD be capable             of queueing out-of-order TCP segments.  Change the "may" in             the last sentence of the first paragraph on page 70 to             "should". 
  2712.  
  2713.             DISCUSSION:                  Some small-host implementations have omitted segment                  queueing because of limited buffer space.  This                  omission may be expected to adversely affect TCP                  throughput, since loss of a single segment causes all                  later segments to appear to be "out of sequence". 
  2714.  
  2715.             In general, the processing of received segments MUST be             implemented to aggregate ACK segments whenever possible.             For example, if the TCP is processing a series of queued             segments, it MUST process them all before sending any ACK             segments. 
  2716.  
  2717.             Here are some detailed error corrections and notes on the             Event Processing section of RFC-793. 
  2718.  
  2719.             (a)  CLOSE Call, CLOSE-WAIT state, p. 61: enter LAST-ACK                  state, not CLOSING. 
  2720.  
  2721.             (b)  LISTEN state, check for SYN (pp. 65, 66): With a SYN 
  2722.  
  2723.  
  2724.  
  2725. Internet Engineering Task Force                                [Page 93] 
  2726.  
  2727.  
  2728.  
  2729.  
  2730. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2731.  
  2732.                   bit, if the security/compartment or the precedence is                  wrong for the segment, a reset is sent.  The wrong form                  of reset is shown in the text; it should be: 
  2733.  
  2734.                    <SEQ=0><ACK=SEG.SEQ+SEG.LEN><CTL=RST,ACK> 
  2735.  
  2736.              (c)  SYN-SENT state, Check for SYN, p. 68: When the                  connection enters ESTABLISHED state, the following                  variables must be set:                     SND.WND <- SEG.WND                     SND.WL1 <- SEG.SEQ                     SND.WL2 <- SEG.ACK 
  2737.  
  2738.              (d)  Check security and precedence, p. 71: The first heading                  "ESTABLISHED STATE" should really be a list of all                  states other than SYN-RECEIVED: ESTABLISHED, FIN-WAIT-                  1, FIN-WAIT-2, CLOSE-WAIT, CLOSING, LAST-ACK, and                  TIME-WAIT. 
  2739.  
  2740.             (e)  Check SYN bit, p. 71:  "In SYN-RECEIVED state and if                  the connection was initiated with a passive OPEN, then                  return this connection to the LISTEN state and return.                  Otherwise...". 
  2741.  
  2742.             (f)  Check ACK field, SYN-RECEIVED state, p. 72: When the                  connection enters ESTABLISHED state, the variables                  listed in (c) must be set. 
  2743.  
  2744.             (g)  Check ACK field, ESTABLISHED state, p. 72: The ACK is a                  duplicate if SEG.ACK =< SND.UNA (the = was omitted).                  Similarly, the window should be updated if: SND.UNA =<                  SEG.ACK =< SND.NXT. 
  2745.  
  2746.             (h)  USER TIMEOUT, p. 77: 
  2747.  
  2748.                  It would be better to notify the application of the                  timeout rather than letting TCP force the connection                  closed.  However, see also Section 4.2.3.5. 
  2749.  
  2750.           4.2.2.21  Acknowledging Queued Segments: RFC-793 Section 3.9 
  2751.  
  2752.             A TCP MAY send an ACK segment acknowledging RCV.NXT when a             valid segment arrives that is in the window but not at the             left window edge. 
  2753.  
  2754.  
  2755.  
  2756.  Internet Engineering Task Force                                [Page 94] 
  2757.  
  2758.  
  2759.  
  2760.  
  2761. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2762.  
  2763.              DISCUSSION:                  RFC-793 (see page 74) was ambiguous about whether or                  not an ACK segment should be sent when an out-of-order                  segment was received, i.e., when SEG.SEQ was unequal to                  RCV.NXT. 
  2764.  
  2765.                  One reason for ACKing out-of-order segments might be to                  support an experimental algorithm known as "fast                  retransmit".   With this algorithm, the sender uses the                  "redundant" ACK's to deduce that a segment has been                  lost before the retransmission timer has expired.  It                  counts the number of times an ACK has been received                  with the same value of SEG.ACK and with the same right                  window edge.  If more than a threshold number of such                  ACK's is received, then the segment containing the                  octets starting at SEG.ACK is assumed to have been lost                  and is retransmitted, without awaiting a timeout.  The                  threshold is chosen to compensate for the maximum                  likely segment reordering in the Internet.  There is                  not yet enough experience with the fast retransmit                  algorithm to determine how useful it is. 
  2766.  
  2767.       4.2.3  SPECIFIC ISSUES 
  2768.  
  2769.          4.2.3.1  Retransmission Timeout Calculation 
  2770.  
  2771.             A host TCP MUST implement Karn's algorithm and Jacobson's             algorithm for computing the retransmission timeout ("RTO"). 
  2772.  
  2773.             o    Jacobson's algorithm for computing the smoothed round-                  trip ("RTT") time incorporates a simple measure of the                  variance [TCP:7]. 
  2774.  
  2775.             o    Karn's algorithm for selecting RTT measurements ensures                  that ambiguous round-trip times will not corrupt the                  calculation of the smoothed round-trip time [TCP:6]. 
  2776.  
  2777.             This implementation also MUST include "exponential backoff"             for successive RTO values for the same segment.             Retransmission of SYN segments SHOULD use the same algorithm             as data segments. 
  2778.  
  2779.             DISCUSSION:                  There were two known problems with the RTO calculations                  specified in RFC-793.  First, the accurate measurement                  of RTTs is difficult when there are retransmissions.                  Second, the algorithm to compute the smoothed round-                  trip time is inadequate [TCP:7], because it incorrectly 
  2780.  
  2781.  
  2782.  
  2783. Internet Engineering Task Force                                [Page 95] 
  2784.  
  2785.  
  2786.  
  2787.  
  2788. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2789.  
  2790.                   assumed that the variance in RTT values would be small                  and constant.  These problems were solved by Karn's and                  Jacobson's algorithm, respectively. 
  2791.  
  2792.                  The performance increase resulting from the use of                  these improvements varies from noticeable to dramatic.                  Jacobson's algorithm for incorporating the measured RTT                  variance is especially important on a low-speed link,                  where the natural variation of packet sizes causes a                  large variation in RTT.  One vendor found link                  utilization on a 9.6kb line went from 10% to 90% as a                  result of implementing Jacobson's variance algorithm in                  TCP. 
  2793.  
  2794.             The following values SHOULD be used to initialize the             estimation parameters for a new connection: 
  2795.  
  2796.             (a)  RTT = 0 seconds. 
  2797.  
  2798.             (b)  RTO = 3 seconds.  (The smoothed variance is to be                  initialized to the value that will result in this RTO). 
  2799.  
  2800.             The recommended upper and lower bounds on the RTO are known             to be inadequate on large internets.  The lower bound SHOULD             be measured in fractions of a second (to accommodate high             speed LANs) and the upper bound should be 2*MSL, i.e., 240             seconds. 
  2801.  
  2802.             DISCUSSION:                  Experience has shown that these initialization values                  are reasonable, and that in any case the Karn and                  Jacobson algorithms make TCP behavior reasonably                  insensitive to the initial parameter choices. 
  2803.  
  2804.          4.2.3.2  When to Send an ACK Segment 
  2805.  
  2806.             A host that is receiving a stream of TCP data segments can             increase efficiency in both the Internet and the hosts by             sending fewer than one ACK (acknowledgment) segment per data             segment received; this is known as a "delayed ACK" [TCP:5]. 
  2807.  
  2808.             A TCP SHOULD implement a delayed ACK, but an ACK should not             be excessively delayed; in particular, the delay MUST be             less than 0.5 seconds, and in a stream of full-sized             segments there SHOULD be an ACK for at least every second             segment. 
  2809.  
  2810.             DISCUSSION: 
  2811.  
  2812.  
  2813.  
  2814. Internet Engineering Task Force                                [Page 96] 
  2815.  
  2816.  
  2817.  
  2818.  
  2819. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2820.  
  2821.                   A delayed ACK gives the application an opportunity to                  update the window and perhaps to send an immediate                  response.  In particular, in the case of character-mode                  remote login, a delayed ACK can reduce the number of                  segments sent by the server by a factor of 3 (ACK,                  window update, and echo character all combined in one                  segment). 
  2822.  
  2823.                  In addition, on some large multi-user hosts, a delayed                  ACK can substantially reduce protocol processing                  overhead by reducing the total number of packets to be                  processed [TCP:5].  However, excessive delays on ACK's                  can disturb the round-trip timing and packet "clocking"                  algorithms [TCP:7]. 
  2824.  
  2825.          4.2.3.3  When to Send a Window Update 
  2826.  
  2827.             A TCP MUST include a SWS avoidance algorithm in the receiver             [TCP:5]. 
  2828.  
  2829.             IMPLEMENTATION:                  The receiver's SWS avoidance algorithm determines when                  the right window edge may be advanced; this is                  customarily known as "updating the window".  This                  algorithm combines with the delayed ACK algorithm (see                  Section 4.2.3.2) to determine when an ACK segment                  containing the current window will really be sent to                  the receiver.  We use the notation of RFC-793; see                  Figures 4 and 5 in that document. 
  2830.  
  2831.                  The solution to receiver SWS is to avoid advancing the                  right window edge RCV.NXT+RCV.WND in small increments,                  even if data is received from the network in small                  segments. 
  2832.  
  2833.                  Suppose the total receive buffer space is RCV.BUFF.  At                  any given moment, RCV.USER octets of this total may be                  tied up with data that has been received and                  acknowledged but which the user process has not yet                  consumed.  When the connection is quiescent, RCV.WND =                  RCV.BUFF and RCV.USER = 0. 
  2834.  
  2835.                  Keeping the right window edge fixed as data arrives and                  is acknowledged requires that the receiver offer less                  than its full buffer space, i.e., the receiver must                  specify a RCV.WND that keeps RCV.NXT+RCV.WND constant                  as RCV.NXT increases.  Thus, the total buffer space                  RCV.BUFF is generally divided into three parts: 
  2836.  
  2837.  
  2838.  
  2839. Internet Engineering Task Force                                [Page 97] 
  2840.  
  2841.  
  2842.  
  2843.  
  2844. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2845.  
  2846.  
  2847.  
  2848.                  |<------- RCV.BUFF ---------------->|                       1             2            3              ----|---------|------------------|------|----                         RCV.NXT               ^                                            (Fixed) 
  2849.  
  2850.              1 - RCV.USER =  data received but not yet consumed;              2 - RCV.WND =   space advertised to sender;              3 - Reduction = space available but not yet                              advertised. 
  2851.  
  2852.                   The suggested SWS avoidance algorithm for the receiver                  is to keep RCV.NXT+RCV.WND fixed until the reduction                  satisfies: 
  2853.  
  2854.                       RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WND  >= 
  2855.  
  2856.                              min( Fr * RCV.BUFF, Eff.snd.MSS ) 
  2857.  
  2858.                  where Fr is a fraction whose recommended value is 1/2,                  and Eff.snd.MSS is the effective send MSS for the                  connection (see Section 4.2.2.6).  When the inequality                  is satisfied, RCV.WND is set to RCV.BUFF-RCV.USER. 
  2859.  
  2860.                  Note that the general effect of this algorithm is to                  advance RCV.WND in increments of Eff.snd.MSS (for                  realistic receive buffers:  Eff.snd.MSS < RCV.BUFF/2).                  Note also that the receiver must use its own                  Eff.snd.MSS, assuming it is the same as the sender's. 
  2861.  
  2862.          4.2.3.4  When to Send Data 
  2863.  
  2864.             A TCP MUST include a SWS avoidance algorithm in the sender. 
  2865.  
  2866.             A TCP SHOULD implement the Nagle Algorithm [TCP:9] to             coalesce short segments.  However, there MUST be a way for             an application to disable the Nagle algorithm on an             individual connection.  In all cases, sending data is also             subject to the limitation imposed by the Slow Start             algorithm (Section 4.2.2.15). 
  2867.  
  2868.             DISCUSSION:                  The Nagle algorithm is generally as follows: 
  2869.  
  2870.                       If there is unacknowledged data (i.e., SND.NXT >                       SND.UNA), then the sending TCP buffers all user 
  2871.  
  2872.  
  2873.  
  2874. Internet Engineering Task Force                                [Page 98] 
  2875.  
  2876.  
  2877.  
  2878.  
  2879. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2880.  
  2881.                        data (regardless of the PSH bit), until the                       outstanding data has been acknowledged or until                       the TCP can send a full-sized segment (Eff.snd.MSS                       bytes; see Section 4.2.2.6). 
  2882.  
  2883.                  Some applications (e.g., real-time display window                  updates) require that the Nagle algorithm be turned                  off, so small data segments can be streamed out at the                  maximum rate. 
  2884.  
  2885.             IMPLEMENTATION:                  The sender's SWS avoidance algorithm is more difficult                  than the receivers's, because the sender does not know                  (directly) the receiver's total buffer space RCV.BUFF.                  An approach which has been found to work well is for                  the sender to calculate Max(SND.WND), the maximum send                  window it has seen so far on the connection, and to use                  this value as an estimate of RCV.BUFF.  Unfortunately,                  this can only be an estimate; the receiver may at any                  time reduce the size of RCV.BUFF.  To avoid a resulting                  deadlock, it is necessary to have a timeout to force                  transmission of data, overriding the SWS avoidance                  algorithm.  In practice, this timeout should seldom                  occur. 
  2886.  
  2887.                  The "useable window" [TCP:5] is: 
  2888.  
  2889.                       U = SND.UNA + SND.WND - SND.NXT 
  2890.  
  2891.                  i.e., the offered window less the amount of data sent                  but not acknowledged.  If D is the amount of data                  queued in the sending TCP but not yet sent, then the                  following set of rules is recommended. 
  2892.  
  2893.                  Send data: 
  2894.  
  2895.                  (1)  if a maximum-sized segment can be sent, i.e, if: 
  2896.  
  2897.                            min(D,U) >= Eff.snd.MSS; 
  2898.  
  2899.                   (2)  or if the data is pushed and all queued data can                       be sent now, i.e., if: 
  2900.  
  2901.                           [SND.NXT = SND.UNA and] PUSHED and D <= U 
  2902.  
  2903.                       (the bracketed condition is imposed by the Nagle                       algorithm); 
  2904.  
  2905.  
  2906.  
  2907. Internet Engineering Task Force                                [Page 99] 
  2908.  
  2909.  
  2910.  
  2911.  
  2912. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2913.  
  2914.                   (3)  or if at least a fraction Fs of the maximum window                       can be sent, i.e., if: 
  2915.  
  2916.                           [SND.NXT = SND.UNA and] 
  2917.  
  2918.                                   min(D.U) >= Fs * Max(SND.WND); 
  2919.  
  2920.                   (4)  or if data is PUSHed and the override timeout                       occurs. 
  2921.  
  2922.                  Here Fs is a fraction whose recommended value is 1/2.                  The override timeout should be in the range 0.1 - 1.0                  seconds.  It may be convenient to combine this timer                  with the timer used to probe zero windows (Section                  4.2.2.17). 
  2923.  
  2924.                  Finally, note that the SWS avoidance algorithm just                  specified is to be used instead of the sender-side                  algorithm contained in [TCP:5]. 
  2925.  
  2926.          4.2.3.5  TCP Connection Failures 
  2927.  
  2928.             Excessive retransmission of the same segment by TCP             indicates some failure of the remote host or the Internet             path.  This failure may be of short or long duration.  The             following procedure MUST be used to handle excessive             retransmissions of data segments [IP:11]: 
  2929.  
  2930.             (a)  There are two thresholds R1 and R2 measuring the amount                  of retransmission that has occurred for the same                  segment.  R1 and R2 might be measured in time units or                  as a count of retransmissions. 
  2931.  
  2932.             (b)  When the number of transmissions of the same segment                  reaches or exceeds threshold R1, pass negative advice                  (see Section 3.3.1.4) to the IP layer, to trigger                  dead-gateway diagnosis. 
  2933.  
  2934.             (c)  When the number of transmissions of the same segment                  reaches a threshold R2 greater than R1, close the                  connection. 
  2935.  
  2936.             (d)  An application MUST be able to set the value for R2 for                  a particular connection.  For example, an interactive                  application might set R2 to "infinity," giving the user                  control over when to disconnect. 
  2937.  
  2938.  
  2939.  
  2940.  Internet Engineering Task Force                               [Page 100] 
  2941.  
  2942.  
  2943.  
  2944.  
  2945. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2946.  
  2947.              (d)  TCP SHOULD inform the application of the delivery                  problem (unless such information has been disabled by                  the application; see Section 4.2.4.1), when R1 is                  reached and before R2.  This will allow a remote login                  (User Telnet) application program to inform the user,                  for example. 
  2948.  
  2949.             The value of R1 SHOULD correspond to at least 3             retransmissions, at the current RTO.  The value of R2 SHOULD             correspond to at least 100 seconds. 
  2950.  
  2951.             An attempt to open a TCP connection could fail with             excessive retransmissions of the SYN segment or by receipt             of a RST segment or an ICMP Port Unreachable.  SYN             retransmissions MUST be handled in the general way just             described for data retransmissions, including notification             of the application layer. 
  2952.  
  2953.             However, the values of R1 and R2 may be different for SYN             and data segments.  In particular, R2 for a SYN segment MUST             be set large enough to provide retransmission of the segment             for at least 3 minutes.  The application can close the             connection (i.e., give up on the open attempt) sooner, of             course. 
  2954.  
  2955.             DISCUSSION:                  Some Internet paths have significant setup times, and                  the number of such paths is likely to increase in the                  future. 
  2956.  
  2957.          4.2.3.6  TCP Keep-Alives 
  2958.  
  2959.             Implementors MAY include "keep-alives" in their TCP             implementations, although this practice is not universally             accepted.  If keep-alives are included, the application MUST             be able to turn them on or off for each TCP connection, and             they MUST default to off. 
  2960.  
  2961.             Keep-alive packets MUST only be sent when no data or             acknowledgement packets have been received for the             connection within an interval.  This interval MUST be             configurable and MUST default to no less than two hours. 
  2962.  
  2963.             It is extremely important to remember that ACK segments that             contain no data are not reliably transmitted by TCP.             Consequently, if a keep-alive mechanism is implemented it             MUST NOT interpret failure to respond to any specific probe             as a dead connection. 
  2964.  
  2965.  
  2966.  
  2967. Internet Engineering Task Force                               [Page 101] 
  2968.  
  2969.  
  2970.  
  2971.  
  2972. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2973.  
  2974.              An implementation SHOULD send a keep-alive segment with no             data; however, it MAY be configurable to send a keep-alive             segment containing one garbage octet, for compatibility with             erroneous TCP implementations. 
  2975.  
  2976.             DISCUSSION:                  A "keep-alive" mechanism periodically probes the other                  end of a connection when the connection is otherwise                  idle, even when there is no data to be sent.  The TCP                  specification does not include a keep-alive mechanism                  because it could:  (1) cause perfectly good connections                  to break during transient Internet failures; (2)                  consume unnecessary bandwidth ("if no one is using the                  connection, who cares if it is still good?"); and (3)                  cost money for an Internet path that charges for                  packets. 
  2977.  
  2978.                  Some TCP implementations, however, have included a                  keep-alive mechanism.  To confirm that an idle                  connection is still active, these implementations send                  a probe segment designed to elicit a response from the                  peer TCP.  Such a segment generally contains SEG.SEQ =                  SND.NXT-1 and may or may not contain one garbage octet                  of data.  Note that on a quiet connection SND.NXT =                  RCV.NXT, so that this SEG.SEQ will be outside the                  window.  Therefore, the probe causes the receiver to                  return an acknowledgment segment, confirming that the                  connection is still live.  If the peer has dropped the                  connection due to a network partition or a crash, it                  will respond with a RST instead of an acknowledgment                  segment. 
  2979.  
  2980.                  Unfortunately, some misbehaved TCP implementations fail                  to respond to a segment with SEG.SEQ = SND.NXT-1 unless                  the segment contains data.  Alternatively, an                  implementation could determine whether a peer responded                  correctly to keep-alive packets with no garbage data                  octet. 
  2981.  
  2982.                  A TCP keep-alive mechanism should only be invoked in                  server applications that might otherwise hang                  indefinitely and consume resources unnecessarily if a                  client crashes or aborts a connection during a network                  failure. 
  2983.  
  2984.  
  2985.  
  2986.  
  2987.  
  2988.  
  2989.  
  2990. Internet Engineering Task Force                               [Page 102] 
  2991.  
  2992.  
  2993.  
  2994.  
  2995. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  2996.  
  2997.           4.2.3.7  TCP Multihoming 
  2998.  
  2999.             If an application on a multihomed host does not specify the             local IP address when actively opening a TCP connection,             then the TCP MUST ask the IP layer to select a local IP             address before sending the (first) SYN.  See the function             GET_SRCADDR() in Section 3.4. 
  3000.  
  3001.             At all other times, a previous segment has either been sent             or received on this connection, and TCP MUST use the same             local address is used that was used in those previous             segments. 
  3002.  
  3003.          4.2.3.8  IP Options 
  3004.  
  3005.             When received options are passed up to TCP from the IP             layer, TCP MUST ignore options that it does not understand. 
  3006.  
  3007.             A TCP MAY support the Time Stamp and Record Route options. 
  3008.  
  3009.             An application MUST be able to specify a source route when             it actively opens a TCP connection, and this MUST take             precedence over a source route received in a datagram. 
  3010.  
  3011.             When a TCP connection is OPENed passively and a packet             arrives with a completed IP Source Route option (containing             a return route), TCP MUST save the return route and use it             for all segments sent on this connection.  If a different             source route arrives in a later segment, the later             definition SHOULD override the earlier one. 
  3012.  
  3013.          4.2.3.9  ICMP Messages 
  3014.  
  3015.             TCP MUST act on an ICMP error message passed up from the IP             layer, directing it to the connection that created the             error.  The necessary demultiplexing information can be             found in the IP header contained within the ICMP message. 
  3016.  
  3017.             o    Source Quench 
  3018.  
  3019.                  TCP MUST react to a Source Quench by slowing                  transmission on the connection.  The RECOMMENDED                  procedure is for a Source Quench to trigger a "slow                  start," as if a retransmission timeout had occurred. 
  3020.  
  3021.             o    Destination Unreachable -- codes 0, 1, 5 
  3022.  
  3023.                  Since these Unreachable messages indicate soft error 
  3024.  
  3025.  
  3026.  
  3027. Internet Engineering Task Force                               [Page 103] 
  3028.  
  3029.  
  3030.  
  3031.  
  3032. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3033.  
  3034.                   conditions, TCP MUST NOT abort the connection, and it                  SHOULD make the information available to the                  application. 
  3035.  
  3036.                  DISCUSSION:                       TCP could report the soft error condition directly                       to the application layer with an upcall to the                       ERROR_REPORT routine, or it could merely note the                       message and report it to the application only when                       and if the TCP connection times out. 
  3037.  
  3038.             o    Destination Unreachable -- codes 2-4 
  3039.  
  3040.                  These are hard error conditions, so TCP SHOULD abort                  the connection. 
  3041.  
  3042.             o    Time Exceeded -- codes 0, 1 
  3043.  
  3044.                  This should be handled the same way as Destination                  Unreachable codes 0, 1, 5 (see above). 
  3045.  
  3046.             o    Parameter Problem 
  3047.  
  3048.                  This should be handled the same way as Destination                  Unreachable codes 0, 1, 5 (see above). 
  3049.  
  3050.           4.2.3.10  Remote Address Validation 
  3051.  
  3052.             A TCP implementation MUST reject as an error a local OPEN             call for an invalid remote IP address (e.g., a broadcast or             multicast address). 
  3053.  
  3054.             An incoming SYN with an invalid source address must be             ignored either by TCP or by the IP layer (see Section             3.2.1.3). 
  3055.  
  3056.             A TCP implementation MUST silently discard an incoming SYN             segment that is addressed to a broadcast or multicast             address. 
  3057.  
  3058.          4.2.3.11  TCP Traffic Patterns 
  3059.  
  3060.             IMPLEMENTATION:                  The TCP protocol specification [TCP:1] gives the                  implementor much freedom in designing the algorithms                  that control the message flow over the connection --                  packetizing, managing the window, sending 
  3061.  
  3062.  
  3063.  
  3064. Internet Engineering Task Force                               [Page 104] 
  3065.  
  3066.  
  3067.  
  3068.  
  3069. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3070.  
  3071.                   acknowledgments, etc.  These design decisions are                  difficult because a TCP must adapt to a wide range of                  traffic patterns.  Experience has shown that a TCP                  implementor needs to verify the design on two extreme                  traffic patterns: 
  3072.  
  3073.                  o    Single-character Segments 
  3074.  
  3075.                       Even if the sender is using the Nagle Algorithm,                       when a TCP connection carries remote login traffic                       across a low-delay LAN the receiver will generally                       get a stream of single-character segments.  If                       remote terminal echo mode is in effect, the                       receiver's system will generally echo each                       character as it is received. 
  3076.  
  3077.                  o    Bulk Transfer 
  3078.  
  3079.                       When TCP is used for bulk transfer, the data                       stream should be made up (almost) entirely of                       segments of the size of the effective MSS.                       Although TCP uses a sequence number space with                       byte (octet) granularity, in bulk-transfer mode                       its operation should be as if TCP used a sequence                       space that counted only segments. 
  3080.  
  3081.                  Experience has furthermore shown that a single TCP can                  effectively and efficiently handle these two extremes. 
  3082.  
  3083.                  The most important tool for verifying a new TCP                  implementation is a packet trace program.  There is a                  large volume of experience showing the importance of                  tracing a variety of traffic patterns with other TCP                  implementations and studying the results carefully. 
  3084.  
  3085.           4.2.3.12  Efficiency 
  3086.  
  3087.             IMPLEMENTATION:                  Extensive experience has led to the following                  suggestions for efficient implementation of TCP: 
  3088.  
  3089.                  (a)  Don't Copy Data 
  3090.  
  3091.                       In bulk data transfer, the primary CPU-intensive                       tasks are copying data from one place to another                       and checksumming the data.  It is vital to                       minimize the number of copies of TCP data.  Since 
  3092.  
  3093.  
  3094.  
  3095. Internet Engineering Task Force                               [Page 105] 
  3096.  
  3097.  
  3098.  
  3099.  
  3100. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3101.  
  3102.                        the ultimate speed limitation may be fetching data                       across the memory bus, it may be useful to combine                       the copy with checksumming, doing both with a                       single memory fetch. 
  3103.  
  3104.                  (b)  Hand-Craft the Checksum Routine 
  3105.  
  3106.                       A good TCP checksumming routine is typically two                       to five times faster than a simple and direct                       implementation of the definition.  Great care and                       clever coding are often required and advisable to                       make the checksumming code "blazing fast".  See                       [TCP:10]. 
  3107.  
  3108.                  (c)  Code for the Common Case 
  3109.  
  3110.                       TCP protocol processing can be complicated, but                       for most segments there are only a few simple                       decisions to be made.  Per-segment processing will                       be greatly speeded up by coding the main line to                       minimize the number of decisions in the most                       common case. 
  3111.  
  3112.        4.2.4  TCP/APPLICATION LAYER INTERFACE 
  3113.  
  3114.          4.2.4.1  Asynchronous Reports 
  3115.  
  3116.             There MUST be a mechanism for reporting soft TCP error             conditions to the application.  Generically, we assume this             takes the form of an application-supplied ERROR_REPORT             routine that may be upcalled [INTRO:7] asynchronously from             the transport layer: 
  3117.  
  3118.                ERROR_REPORT(local connection name, reason, subreason) 
  3119.  
  3120.             The precise encoding of the reason and subreason parameters             is not specified here.  However, the conditions that are             reported asynchronously to the application MUST include: 
  3121.  
  3122.             *    ICMP error message arrived (see 4.2.3.9) 
  3123.  
  3124.             *    Excessive retransmissions (see 4.2.3.5) 
  3125.  
  3126.             *    Urgent pointer advance (see 4.2.2.4). 
  3127.  
  3128.             However, an application program that does not want to             receive such ERROR_REPORT calls SHOULD be able to 
  3129.  
  3130.  
  3131.  
  3132. Internet Engineering Task Force                               [Page 106] 
  3133.  
  3134.  
  3135.  
  3136.  
  3137. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3138.  
  3139.              effectively disable these calls. 
  3140.  
  3141.             DISCUSSION:                  These error reports generally reflect soft errors that                  can be ignored without harm by many applications.  It                  has been suggested that these error report calls should                  default to "disabled," but this is not required. 
  3142.  
  3143.          4.2.4.2  Type-of-Service 
  3144.  
  3145.             The application layer MUST be able to specify the Type-of-             Service (TOS) for segments that are sent on a connection.             It not required, but the application SHOULD be able to             change the TOS during the connection lifetime.  TCP SHOULD             pass the current TOS value without change to the IP layer,             when it sends segments on the connection. 
  3146.  
  3147.             The TOS will be specified independently in each direction on             the connection, so that the receiver application will             specify the TOS used for ACK segments. 
  3148.  
  3149.             TCP MAY pass the most recently received TOS up to the             application. 
  3150.  
  3151.             DISCUSSION                  Some applications (e.g., SMTP) change the nature of                  their communication during the lifetime of a                  connection, and therefore would like to change the TOS                  specification. 
  3152.  
  3153.                  Note also that the OPEN call specified in RFC-793                  includes a parameter ("options") in which the caller                  can specify IP options such as source route, record                  route, or timestamp. 
  3154.  
  3155.          4.2.4.3  Flush Call 
  3156.  
  3157.             Some TCP implementations have included a FLUSH call, which             will empty the TCP send queue of any data for which the user             has issued SEND calls but which is still to the right of the             current send window.  That is, it flushes as much queued             send data as possible without losing sequence number             synchronization.  This is useful for implementing the "abort             output" function of Telnet. 
  3158.  
  3159.  
  3160.  
  3161.  
  3162.  
  3163.  
  3164.  
  3165. Internet Engineering Task Force                               [Page 107] 
  3166.  
  3167.  
  3168.  
  3169.  
  3170. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3171.  
  3172.           4.2.4.4  Multihoming 
  3173.  
  3174.             The user interface outlined in sections 2.7 and 3.8 of RFC-             793 needs to be extended for multihoming.  The OPEN call             MUST have an optional parameter: 
  3175.  
  3176.                 OPEN( ... [local IP address,] ... ) 
  3177.  
  3178.             to allow the specification of the local IP address. 
  3179.  
  3180.             DISCUSSION:                  Some TCP-based applications need to specify the local                  IP address to be used to open a particular connection;                  FTP is an example. 
  3181.  
  3182.             IMPLEMENTATION:                  A passive OPEN call with a specified "local IP address"                  parameter will await an incoming connection request to                  that address.  If the parameter is unspecified, a                  passive OPEN will await an incoming connection request                  to any local IP address, and then bind the local IP                  address of the connection to the particular address                  that is used. 
  3183.  
  3184.                  For an active OPEN call, a specified "local IP address"                  parameter will be used for opening the connection.  If                  the parameter is unspecified, the networking software                  will choose an appropriate local IP address (see                  Section 3.3.4.2) for the connection 
  3185.  
  3186.       4.2.5  TCP REQUIREMENT SUMMARY 
  3187.  
  3188.                                                  |        | | | |S| |                                                  |        | | | |H| |F                                                  |        | | | |O|M|o                                                  |        | |S| |U|U|o                                                  |        | |H| |L|S|t                                                  |        |M|O| |D|T|n                                                  |        |U|U|M| | |o                                                  |        |S|L|A|N|N|t                                                  |        |T|D|Y|O|O|t FEATURE                                          |SECTION | | | |T|T|e -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--                                                  |        | | | | | | Push flag                                        |        | | | | | |   Aggregate or queue un-pushed data              |4.2.2.2 | | |x| | |   Sender collapse successive PSH flags           |4.2.2.2 | |x| | | |   SEND call can specify PUSH                     |4.2.2.2 | | |x| | | 
  3189.  
  3190.  
  3191.  
  3192. Internet Engineering Task Force                               [Page 108] 
  3193.  
  3194.  
  3195.  
  3196.  
  3197. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3198.  
  3199.      If cannot: sender buffer indefinitely        |4.2.2.2 | | | | |x|     If cannot: PSH last segment                  |4.2.2.2 |x| | | | |   Notify receiving ALP of PSH                    |4.2.2.2 | | |x| | |1   Send max size segment when possible            |4.2.2.2 | |x| | | |                                                  |        | | | | | | Window                                           |        | | | | | |   Treat as unsigned number                       |4.2.2.3 |x| | | | |   Handle as 32-bit number                        |4.2.2.3 | |x| | | |   Shrink window from right                       |4.2.2.16| | | |x| |   Robust against shrinking window                |4.2.2.16|x| | | | |   Receiver's window closed indefinitely          |4.2.2.17| | |x| | |   Sender probe zero window                       |4.2.2.17|x| | | | |     First probe after RTO                        |4.2.2.17| |x| | | |     Exponential backoff                          |4.2.2.17| |x| | | |   Allow window stay zero indefinitely            |4.2.2.17|x| | | | |   Sender timeout OK conn with zero wind          |4.2.2.17| | | | |x|                                                  |        | | | | | | Urgent Data                                      |        | | | | | |   Pointer points to last octet                   |4.2.2.4 |x| | | | |   Arbitrary length urgent data sequence          |4.2.2.4 |x| | | | |   Inform ALP asynchronously of urgent data       |4.2.2.4 |x| | | | |1   ALP can learn if/how much urgent data Q'd      |4.2.2.4 |x| | | | |1                                                  |        | | | | | | TCP Options                                      |        | | | | | |   Receive TCP option in any segment              |4.2.2.5 |x| | | | |   Ignore unsupported options                     |4.2.2.5 |x| | | | |   Cope with illegal option length                |4.2.2.5 |x| | | | |   Implement sending & receiving MSS option       |4.2.2.6 |x| | | | |   Send MSS option unless 536                     |4.2.2.6 | |x| | | |   Send MSS option always                         |4.2.2.6 | | |x| | |   Send-MSS default is 536                        |4.2.2.6 |x| | | | |   Calculate effective send seg size              |4.2.2.6 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | TCP Checksums                                    |        | | | | | |   Sender compute checksum                        |4.2.2.7 |x| | | | |   Receiver check checksum                        |4.2.2.7 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | Use clock-driven ISN selection                   |4.2.2.9 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | Opening Connections                              |        | | | | | |   Support simultaneous open attempts             |4.2.2.10|x| | | | |   SYN-RCVD remembers last state                  |4.2.2.11|x| | | | |   Passive Open call interfere with others        |4.2.2.18| | | | |x|   Function: simultan. LISTENs for same port      |4.2.2.18|x| | | | |   Ask IP for src address for SYN if necc.        |4.2.3.7 |x| | | | |     Otherwise, use local addr of conn.           |4.2.3.7 |x| | | | |   OPEN to broadcast/multicast IP Address         |4.2.3.14| | | | |x|   Silently discard seg to bcast/mcast addr       |4.2.3.14|x| | | | | 
  3200.  
  3201.  
  3202.  
  3203. Internet Engineering Task Force                               [Page 109] 
  3204.  
  3205.  
  3206.  
  3207.  
  3208. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3209.  
  3210.                                                   |        | | | | | | Closing Connections                              |        | | | | | |   RST can contain data                           |4.2.2.12| |x| | | |   Inform application of aborted conn             |4.2.2.13|x| | | | |   Half-duplex close connections                  |4.2.2.13| | |x| | |     Send RST to indicate data lost               |4.2.2.13| |x| | | |   In TIME-WAIT state for 2xMSL seconds           |4.2.2.13|x| | | | |     Accept SYN from TIME-WAIT state              |4.2.2.13| | |x| | |                                                  |        | | | | | | Retransmissions                                  |        | | | | | |   Jacobson Slow Start algorithm                  |4.2.2.15|x| | | | |   Jacobson Congestion-Avoidance algorithm        |4.2.2.15|x| | | | |   Retransmit with same IP ident                  |4.2.2.15| | |x| | |   Karn's algorithm                               |4.2.3.1 |x| | | | |   Jacobson's RTO estimation alg.                 |4.2.3.1 |x| | | | |   Exponential backoff                            |4.2.3.1 |x| | | | |   SYN RTO calc same as data                      |4.2.3.1 | |x| | | |   Recommended initial values and bounds          |4.2.3.1 | |x| | | |                                                  |        | | | | | | Generating ACK's:                                |        | | | | | |   Queue out-of-order segments                    |4.2.2.20| |x| | | |   Process all Q'd before send ACK                |4.2.2.20|x| | | | |   Send ACK for out-of-order segment              |4.2.2.21| | |x| | |   Delayed ACK's                                  |4.2.3.2 | |x| | | |     Delay < 0.5 seconds                          |4.2.3.2 |x| | | | |     Every 2nd full-sized segment ACK'd           |4.2.3.2 |x| | | | |   Receiver SWS-Avoidance Algorithm               |4.2.3.3 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | Sending data                                     |        | | | | | |   Configurable TTL                               |4.2.2.19|x| | | | |   Sender SWS-Avoidance Algorithm                 |4.2.3.4 |x| | | | |   Nagle algorithm                                |4.2.3.4 | |x| | | |     Application can disable Nagle algorithm      |4.2.3.4 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | Connection Failures:                             |        | | | | | |   Negative advice to IP on R1 retxs              |4.2.3.5 |x| | | | |   Close connection on R2 retxs                   |4.2.3.5 |x| | | | |   ALP can set R2                                 |4.2.3.5 |x| | | | |1   Inform ALP of  R1<=retxs<R2                    |4.2.3.5 | |x| | | |1   Recommended values for R1, R2                  |4.2.3.5 | |x| | | |   Same mechanism for SYNs                        |4.2.3.5 |x| | | | |     R2 at least 3 minutes for SYN                |4.2.3.5 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | Send Keep-alive Packets:                         |4.2.3.6 | | |x| | |   - Application can request                      |4.2.3.6 |x| | | | |   - Default is "off"                             |4.2.3.6 |x| | | | |   - Only send if idle for interval               |4.2.3.6 |x| | | | |   - Interval configurable                        |4.2.3.6 |x| | | | | 
  3211.  
  3212.  
  3213.  
  3214. Internet Engineering Task Force                               [Page 110] 
  3215.  
  3216.  
  3217.  
  3218.  
  3219. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3220.  
  3221.    - Default at least 2 hrs.                      |4.2.3.6 |x| | | | |   - Tolerant of lost ACK's                       |4.2.3.6 |x| | | | |                                                  |        | | | | | | IP Options                                       |        | | | | | |   Ignore options TCP doesn't understand          |4.2.3.8 |x| | | | |   Time Stamp support                             |4.2.3.8 | | |x| | |   Record Route support                           |4.2.3.8 | | |x| | |   Source Route:                                  |        | | | | | |     ALP can specify                              |4.2.3.8 |x| | | | |1       Overrides src rt in datagram               |4.2.3.8 |x| | | | |     Build return route from src rt               |4.2.3.8 |x| | | | |     Later src route overrides                    |4.2.3.8 | |x| | | |                                                  |        | | | | | | Receiving ICMP Messages from IP                  |4.2.3.9 |x| | | | |   Dest. Unreach (0,1,5) => inform ALP            |4.2.3.9 | |x| | | |   Dest. Unreach (0,1,5) => abort conn            |4.2.3.9 | | | | |x|   Dest. Unreach (2-4) => abort conn              |4.2.3.9 | |x| | | |   Source Quench => slow start                    |4.2.3.9 | |x| | | |   Time Exceeded => tell ALP, don't abort         |4.2.3.9 | |x| | | |   Param Problem => tell ALP, don't abort         |4.2.3.9 | |x| | | |                                                  |        | | | | | | Address Validation                               |        | | | | | |   Reject OPEN call to invalid IP address         |4.2.3.10|x| | | | |   Reject SYN from invalid IP address             |4.2.3.10|x| | | | |   Silently discard SYN to bcast/mcast addr       |4.2.3.10|x| | | | |                                                  |        | | | | | | TCP/ALP Interface Services                       |        | | | | | |   Error Report mechanism                         |4.2.4.1 |x| | | | |   ALP can disable Error Report Routine           |4.2.4.1 | |x| | | |   ALP can specify TOS for sending                |4.2.4.2 |x| | | | |     Passed unchanged to IP                       |4.2.4.2 | |x| | | |   ALP can change TOS during connection           |4.2.4.2 | |x| | | |   Pass received TOS up to ALP                    |4.2.4.2 | | |x| | |   FLUSH call                                     |4.2.4.3 | | |x| | |   Optional local IP addr parm. in OPEN           |4.2.4.4 |x| | | | | -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|-- -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|-- 
  3222.  
  3223. FOOTNOTES: 
  3224.  
  3225. (1)  "ALP" means Application-Layer program. 
  3226.  
  3227.  
  3228.  
  3229.  
  3230.  
  3231.  
  3232.  
  3233.  
  3234.  
  3235.  Internet Engineering Task Force                               [Page 111] 
  3236.  
  3237.  
  3238.  
  3239.  
  3240. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3241.  
  3242.  5.  REFERENCES 
  3243.  
  3244. INTRODUCTORY REFERENCES 
  3245.  
  3246.  [INTRO:1] "Requirements for Internet Hosts -- Application and Support,"      IETF Host Requirements Working Group, R. Braden, Ed., RFC-1123,      October 1989. 
  3247.  
  3248. [INTRO:2]  "Requirements for Internet Gateways,"  R. Braden and J.      Postel, RFC-1009, June 1987. 
  3249.  
  3250. [INTRO:3]  "DDN Protocol Handbook," NIC-50004, NIC-50005, NIC-50006,      (three volumes), SRI International, December 1985. 
  3251.  
  3252. [INTRO:4]  "Official Internet Protocols," J. Reynolds and J. Postel,      RFC-1011, May 1987. 
  3253.  
  3254.      This document is republished periodically with new RFC numbers; the      latest version must be used. 
  3255.  
  3256. [INTRO:5]  "Protocol Document Order Information," O. Jacobsen and J.      Postel, RFC-980, March 1986. 
  3257.  
  3258. [INTRO:6]  "Assigned Numbers," J. Reynolds and J. Postel, RFC-1010, May      1987. 
  3259.  
  3260.      This document is republished periodically with new RFC numbers; the      latest version must be used. 
  3261.  
  3262. [INTRO:7] "Modularity and Efficiency in Protocol Implementations," D.      Clark, RFC-817, July 1982. 
  3263.  
  3264. [INTRO:8] "The Structuring of Systems Using Upcalls," D. Clark, 10th ACM      SOSP, Orcas Island, Washington, December 1985. 
  3265.  
  3266.  Secondary References: 
  3267.  
  3268.  [INTRO:9]  "A Protocol for Packet Network Intercommunication," V. Cerf      and R. Kahn, IEEE Transactions on Communication, May 1974. 
  3269.  
  3270. [INTRO:10]  "The ARPA Internet Protocol," J. Postel, C. Sunshine, and D.      Cohen, Computer Networks, Vol. 5, No. 4, July 1981. 
  3271.  
  3272. [INTRO:11]  "The DARPA Internet Protocol Suite," B. Leiner, J. Postel,      R. Cole and D. Mills, Proceedings INFOCOM 85, IEEE, Washington DC, 
  3273.  
  3274.  
  3275.  
  3276. Internet Engineering Task Force                               [Page 112] 
  3277.  
  3278.  
  3279.  
  3280.  
  3281. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3282.  
  3283.       March 1985.  Also in: IEEE Communications Magazine, March 1985.      Also available as ISI-RS-85-153. 
  3284.  
  3285. [INTRO:12] "Final Text of DIS8473, Protocol for Providing the      Connectionless Mode Network Service," ANSI, published as RFC-994,      March 1986. 
  3286.  
  3287. [INTRO:13] "End System to Intermediate System Routing Exchange      Protocol," ANSI X3S3.3, published as RFC-995, April 1986. 
  3288.  
  3289.  LINK LAYER REFERENCES 
  3290.  
  3291.  [LINK:1] "Trailer Encapsulations," S. Leffler and M. Karels, RFC-893,      April 1984. 
  3292.  
  3293. [LINK:2] "An Ethernet Address Resolution Protocol," D. Plummer, RFC-826,      November 1982. 
  3294.  
  3295. [LINK:3] "A Standard for the Transmission of IP Datagrams over Ethernet      Networks," C. Hornig, RFC-894, April 1984. 
  3296.  
  3297. [LINK:4] "A Standard for the Transmission of IP Datagrams over IEEE 802      "Networks," J. Postel and J. Reynolds, RFC-1042, February 1988. 
  3298.  
  3299.      This RFC contains a great deal of information of importance to      Internet implementers planning to use IEEE 802 networks. 
  3300.  
  3301.  IP LAYER REFERENCES 
  3302.  
  3303.  [IP:1] "Internet Protocol (IP)," J. Postel, RFC-791, September 1981. 
  3304.  
  3305. [IP:2] "Internet Control Message Protocol (ICMP)," J. Postel, RFC-792,      September 1981. 
  3306.  
  3307. [IP:3] "Internet Standard Subnetting Procedure," J. Mogul and J. Postel,      RFC-950, August 1985. 
  3308.  
  3309. [IP:4]  "Host Extensions for IP Multicasting," S. Deering, RFC-1112,      August 1989. 
  3310.  
  3311. [IP:5] "Military Standard Internet Protocol," MIL-STD-1777, Department      of Defense, August 1983. 
  3312.  
  3313.      This specification, as amended by RFC-963, is intended to describe 
  3314.  
  3315.  
  3316.  
  3317. Internet Engineering Task Force                               [Page 113] 
  3318.  
  3319.  
  3320.  
  3321.  
  3322. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3323.  
  3324.       the Internet Protocol but has some serious omissions (e.g., the      mandatory subnet extension [IP:3] and the optional multicasting      extension [IP:4]).  It is also out of date.  If there is a      conflict, RFC-791, RFC-792, and RFC-950 must be taken as      authoritative, while the present document is authoritative over      all. 
  3325.  
  3326. [IP:6] "Some Problems with the Specification of the Military Standard      Internet Protocol," D. Sidhu, RFC-963, November 1985. 
  3327.  
  3328. [IP:7] "The TCP Maximum Segment Size and Related Topics," J. Postel,      RFC-879, November 1983. 
  3329.  
  3330.      Discusses and clarifies the relationship between the TCP Maximum      Segment Size option and the IP datagram size. 
  3331.  
  3332. [IP:8] "Internet Protocol Security Options,"  B. Schofield, RFC-1108,      October 1989. 
  3333.  
  3334. [IP:9] "Fragmentation Considered Harmful," C. Kent and J. Mogul, ACM      SIGCOMM-87, August 1987.  Published as ACM Comp Comm Review, Vol.      17, no. 5. 
  3335.  
  3336.      This useful paper discusses the problems created by Internet      fragmentation and presents alternative solutions. 
  3337.  
  3338. [IP:10] "IP Datagram Reassembly Algorithms," D. Clark, RFC-815, July      1982. 
  3339.  
  3340.      This and the following paper should be read by every implementor. 
  3341.  
  3342. [IP:11] "Fault Isolation and Recovery," D. Clark, RFC-816, July 1982. 
  3343.  
  3344. SECONDARY IP REFERENCES: 
  3345.  
  3346.  [IP:12] "Broadcasting Internet Datagrams in the Presence of Subnets," J.      Mogul, RFC-922, October 1984. 
  3347.  
  3348. [IP:13] "Name, Addresses, Ports, and Routes," D. Clark, RFC-814, July      1982. 
  3349.  
  3350. [IP:14] "Something a Host Could Do with Source Quench: The Source Quench      Introduced Delay (SQUID)," W. Prue and J. Postel, RFC-1016, July      1987. 
  3351.  
  3352.      This RFC first described directed broadcast addresses.  However,      the bulk of the RFC is concerned with gateways, not hosts. 
  3353.  
  3354.  
  3355.  
  3356. Internet Engineering Task Force                               [Page 114] 
  3357.  
  3358.  
  3359.  
  3360.  
  3361. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3362.  
  3363.  UDP REFERENCES: 
  3364.  
  3365.  [UDP:1] "User Datagram Protocol," J. Postel, RFC-768, August 1980. 
  3366.  
  3367.  TCP REFERENCES: 
  3368.  
  3369.  [TCP:1] "Transmission Control Protocol," J. Postel, RFC-793, September      1981. 
  3370.  
  3371.  [TCP:2] "Transmission Control Protocol," MIL-STD-1778, US Department of      Defense, August 1984. 
  3372.  
  3373.      This specification as amended by RFC-964 is intended to describe      the same protocol as RFC-793 [TCP:1].  If there is a conflict,      RFC-793 takes precedence, and the present document is authoritative      over both. 
  3374.  
  3375.  [TCP:3] "Some Problems with the Specification of the Military Standard      Transmission Control Protocol," D. Sidhu and T. Blumer, RFC-964,      November 1985. 
  3376.  
  3377.  [TCP:4] "The TCP Maximum Segment Size and Related Topics," J. Postel,      RFC-879, November 1983. 
  3378.  
  3379.  [TCP:5] "Window and Acknowledgment Strategy in TCP," D. Clark, RFC-813,      July 1982. 
  3380.  
  3381.  [TCP:6] "Round Trip Time Estimation," P. Karn & C. Partridge, ACM      SIGCOMM-87, August 1987. 
  3382.  
  3383.  [TCP:7] "Congestion Avoidance and Control," V. Jacobson, ACM SIGCOMM-88,      August 1988. 
  3384.  
  3385.  SECONDARY TCP REFERENCES: 
  3386.  
  3387.  [TCP:8] "Modularity and Efficiency in Protocol Implementation," D.      Clark, RFC-817, July 1982. 
  3388.  
  3389.  
  3390.  
  3391. Internet Engineering Task Force                               [Page 115] 
  3392.  
  3393.  
  3394.  
  3395.  
  3396. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989 
  3397.  
  3398.  [TCP:9] "Congestion Control in IP/TCP," J. Nagle, RFC-896, January 1984. 
  3399.  
  3400.  [TCP:10] "Computing the Internet Checksum," R. Braden, D. Borman, and C.      Partridge, RFC-1071, September 1988. 
  3401.  
  3402.  [TCP:11] "TCP Extensions for Long-Delay Paths," V. Jacobson & R. Braden,      RFC-1072, October 1988. 
  3403.  
  3404.  Security Considerations 
  3405.  
  3406.    There are many security issues in the communication layers of host    software, but a full discussion is beyond the scope of this RFC. 
  3407.  
  3408.    The Internet architecture generally provides little protection    against spoofing of IP source addresses, so any security mechanism    that is based upon verifying the IP source address of a datagram    should be treated with suspicion.  However, in restricted    environments some source-address checking may be possible.  For    example, there might be a secure LAN whose gateway to the rest of the    Internet discarded any incoming datagram with a source address that    spoofed the LAN address.  In this case, a host on the LAN could use    the source address to test for local vs. remote source.  This problem    is complicated by source routing, and some have suggested that    source-routed datagram forwarding by hosts (see Section 3.3.5) should    be outlawed for security reasons. 
  3409.  
  3410.    Security-related issues are mentioned in sections concerning the IP    Security option (Section 3.2.1.8), the ICMP Parameter Problem message    (Section 3.2.2.5), IP options in UDP datagrams (Section 4.1.3.2), and    reserved TCP ports (Section 4.2.2.1). 
  3411.  
  3412. Author's Address 
  3413.  
  3414.    Robert Braden    USC/Information Sciences Institute    4676 Admiralty Way    Marina del Rey, CA 90292-6695 
  3415.  
  3416.    Phone: (213) 822 1511 
  3417.  
  3418.    EMail: Braden@ISI.EDU 
  3419.  
  3420.  
  3421.  
  3422.  
  3423.  
  3424.  
  3425.  
  3426. Internet Engineering Task Force                               [Page 116] 
  3427.  
  3428.