home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1347.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  27KB  |  222 lines

  1.  
  2.  
  3.          Network Working Group                                  Ross Callon         Request for Comments: 1347                                     DEC                                                                  June 1992 
  4.  
  5.  
  6.  
  7.                     TCP and UDP with Bigger Addresses (TUBA),               A Simple Proposal for Internet Addressing and Routing 
  8.  
  9.  
  10.  
  11.         Status of the Memo 
  12.  
  13.         This memo provides information for the Internet community. It         does not specify an Internet standard. Distribution of this         memo is unlimited. 
  14.  
  15.          1 Summary 
  16.  
  17.         The Internet is approaching a situation in which the current IP         address space is no longer adequate for global addressing         and routing. This is causing problems including: (i) Internet         backbones and regionals are suffering from the need to maintain         large amounts of routing information which is growing rapidly in         size (approximately doubling each year); (ii) The Internet is         running out of IP network numbers to assign. There is an urgent         need to develop and deploy an approach to addressing and routing         which solves these problems and allows scaling to several orders         of magnitude larger than the existing Internet. However, it is         necessary for any change to be deployed in an incremental manner,         allowing graceful transition from the current Internet without         disruption of service. [1] 
  18.  
  19.         This paper describes a simple proposal which provides a long-term         solution to Internet addressing, routing, and scaling. This         involves a gradual migration from the current Internet Suite         (which is based on Internet applications, running over TCP or         UDP, running over IP) to an updated suite (based on the same         Internet applications, running over TCP or UDP, running over CLNP         [2]). This approach is known as "TUBA" (TCP & UDP with Bigger         Addresses). 
  20.  
  21.         This paper describes a proposal for how transition may be         accomplished. Description of the manner in which use of CLNP,         NSAP addresses, and related network/Internet layer protocols         (ES-IS, IS-IS, and IDRP) allow scaling to a very large ubiquitous         worldwide Internet is outside of the scope of this paper. 
  22.  
  23.         Originally, it was thought that any practical proposal needed to         address the immediate short-term problem of routing information         explosion (in addition to the long-term problem of scaling to a         worldwide Internet). Given the current problems caused by         excessive routing information in IP backbones, this could require         older IP-based systems to talk to other older IP-based systems         over intervening Internet backbones which did not support IP.         This in turn would require either translation of IP packets into 
  24.  
  25.          Callon                                                    [Page 1] 
  26.  
  27.  
  28.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  29.  
  30.          CLNP packets and vice versa, or encapsulation of IP packets         inside CLNP packets. However, other shorter-term techniques (for         example [3]) have been proposed which will allow the Internet to         operate successfully for several years using the current IP         address space. This in turn allows more time for IP-to-CLNP         migration, which in turn allows for a much simpler migration         technique. 
  31.  
  32.         The TUBA proposal therefore makes use of a simple long-term         migration proposal based on a gradual update of Internet Hosts         (to run Internet applications over CLNP) and DNS servers (to         return larger addresses). This proposal requires routers to be         updated to support forwarding of CLNP (in addition to IP).         However, this proposal does not require encapsulation nor         translation of packets nor address mapping. IP addresses and NSAP         addresses may be assigned and used independently during the         migration period. Routing and forwarding of IP and CLNP packets         may be done independently. 
  33.  
  34.         This paper provides a draft overview of TUBA. The detailed         operation of TUBA has been left for further study. 
  35.  
  36.          2 Long-Term Goal of TUBA 
  37.  
  38.         This proposal seeks to take advantage of the success of the         Internet Suite, the greatest part of which is probably the use of         IP itself. IP offers a ubiquitous network service, based on         datagram (connectionless) operation, and on globally significant         IP addresses which are structured to aid routing. Unfortunately,         the limited 32-bit IP address is gradually becoming inadequate         for routing and addressing in a global Internet. Scaling to the         anticipated future size of the worldwide Internet requires much         larger addresses allowing a multi-level hierarchical address         assignment. 
  39.  
  40.         If we had the luxury of starting over from scratch, most likely         we would base the Internet on a new datagram internet protocol         with much larger multi-level addresses. In principle, there are         many choices available for a new datagram internet protocol. For         example, the current IP could be augmented by addition of larger         addresses, or a new protocol could be developed. However, the         development, standardization, implementation, testing, debugging         and deployment  of a new protocol (as well as associated routing         and host-to-router protocols) would take a very large amount of         time and energy, and is not guaranteed to lead to success. In         addition, there is already such a protocol available. In         particular, the ConnectionLess Network Protocol (CLNP [1]) is         very similar to IP, and offers the required datagram service and         address flexibility. CLNP is currently being deployed in the         Internet backbones and regionals, and is available in vendor         products. This proposal does not actually require use of CLNP         (the main content of this proposal is a graceful migration path         from the current IP to a new IP offering a larger address space), 
  41.  
  42.          Callon                                                    [Page 2] 
  43.  
  44.  
  45.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  46.  
  47.          but use of CLNP will be assumed. 
  48.  
  49.         This proposal seeks to minimize the risk associated with         migration to a new IP address space. In addition, this proposal         is motivated by the requirement to allow the Internet to scale,         which implies use of Internet applications in a very large         ubiquitous worldwide Internet. It is therefore proposed that         existing Internet transport and application protocols continue to         operate unchanged, except for the replacement of 32-bit IP         addresses with larger addresses. The use of larger addresses will         have some effect on applications, particularly on the Domain Name         Service. TUBA does not mean having to move over to OSI         completely. It would mean only replacing IP with CLNP. TCP, UDP,         and the traditional TCP/IP applications would run on top of CLNP. 
  50.  
  51.         The long term goal of the TUBA proposal involves transition to a         worldwide Internet which operates much as the current Internet,         but with CLNP replacing IP and with NSAP addresses replacing IP         addresses. Operation of this updated protocol suite will be very         similar to the current operation. For example, in order to         initiate communication with another host, a host will obtain a         internet address in the same manner that it normally does, except         that the address would be larger. In many or most cases, this         implies that the host would contact the DNS server, obtain a         mapping from the known DNS name to an internet address, and send         application packets encapsulated in TCP or UDP, which are in turn         encapsulated in CLNP. This long term goal requires a         specification for how TCP and UDP are run over CLNP. Similarly,         DNS servers need to be updated to deal with NSAP addresses, and         routers need to be updated to forward CLNP packets. This proposal         does not involve any wider-spread migration to OSI protocols. 
  52.  
  53.         TUBA does not actually depend upon DNS for its operation. Any         method that is used for obtaining Internet addresses may be         updated to be able to return larger (NSAP) addresses, and then         can be used with TUBA. 
  54.  
  55.          3 Migration 
  56.  
  57.         Figure 1 illustrates the basic operation of TUBA. Illustrated is         a single Internet Routing Domain, which is also interconnected         with Internet backbones and/or regionals. Illustrated are two          "updated" Internet Hosts N1 and N2, as well as two older hosts H1         and H2, plus a DNS server and two border routers. It is assumed         that the routers internal to the routing domain are capable of         forwarding both IP and CLNP traffic (this could be done either by         using multi-protocol routers which can forward both protocol         suites, or by using a different set of routers for each suite). 
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.         Callon                                                    [Page 3] 
  66.  
  67.  
  68.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  69.  
  70.  
  71.  
  72.                           ................    ................                          .    H1        .    .  Internet    .                          .              .-R1-.              .                          .  H2          .    .  Backbones   .                          .        DNS   .    .              .                          .              .    .     and      .                          .      N1      .    .              .                          .              .    .  Regionals   .                          .          N2  .-R2-.              .                          ................    ................ 
  73.  
  74.                            Key 
  75.  
  76.                       DNS    DNS server                        H     IP host                        N     Updated Internet host                        R     Border Router 
  77.  
  78.                             Figure 1 - Overview of TUBA    
  79.  
  80.          Updated Internet hosts talk to old Internet hosts using the         current Internet suite unchanged. Updated Internet hosts talk to         other updated Internet hosts using (TCP or UDP over) CLNP. This         implies that updated Internet hosts must be able to send either         old-style packets (using IP), or new style packet (using CLNP).         Which to send is determined via the normal name-to-address         lookup. 
  81.  
  82.         Thus, suppose that host N1 wants to communicate with host H1. In         this case, N1 asks its local DNS server for the address         associated with H1. In this case, since H1 is a older         (not-updated) host, the address available for H1 is an IP         address, and thus the DNS response returned to N1 specifies an IP         address. This allows N1 to know that it needs to send a normal         old-style Internet suite packet (encapsulated in IP) to H1. 
  83.  
  84.         Suppose that host N1 wants to communicate with host N2. In this         case, again N1 contacts the DNS server. If the routers in the         domain have not been updated (to forward CLNP), or if the DNS         resource record for N2 has not been updated, then the DNS server         will respond with a normal IP address, and the communication         between N1 and N2 will use IP (updated hosts in environments         where the local routers do not handle CLNP are discussed in         section 6.3). However, assuming that the routers in the domain         have been updated (to forward CLNP), that the DNS server has been         updated (to be able to return NSAP addresses), and that the         appropriate resource records for NSAP addresses have been         configured into the DNS server, then the DNS server will respond         to N1 with the NSAP address for N2, allowing N1 to know to use 
  85.  
  86.  
  87.  
  88.         Callon                                                    [Page 4] 
  89.  
  90.  
  91.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  92.  
  93.          CLNP (instead of IP) for communication with N2. 
  94.  
  95.         A new resource record type will be defined for NSAP addresses.         New hosts ask for both the new and old (IP address) resource         records. Older DNS servers will not have the new resource record         type, and will therefore respond with only IP address         information. Updated DNS servers will have the new resource         record information for the requested DNS name only if the         associated host has been updated (otherwise the updated DNS         server again will respond with an IP address). 
  96.  
  97.         Hosts and/or applications which do not use DNS operate in a         similar method. For example, suppose that local name to address         records are maintained in host table entries on each local         workstation. When a workstation is updated to be able to run         Internet applications over CLNP, then the host table on the host         may also be updated to contain updated NSAP addresses for other         hosts which have also been updated. The associated entries for         non-updated hosts would continue to contain IP addresses. Thus,         again when an updated host wants to initiate communication with         another host, it would look up the associated Internet address in         the normal manner. If the address returned is a normal 32-bit IP         address, then the host would initiate a request using an Internet         application over TCP (or UDP) over IP (as at present). If the         returned address is a longer NSAP address, then the host would         initiate a request using an Internet application over TCP (or         UDP) over CLNP. 
  98.  
  99.          4 Running TCP and UDP Over CLNP 
  100.  
  101.         TCP is run directly on top of CLNP (i.e., the TCP packet is         encapsulated directly inside a CLNP packet - the TCP header         occurs directly following the CLNP header). Use of TCP over CLNP         is straightforward, with the only non-trivial issue being how to         generate the TCP pseudo-header (for use in generating the TCP         checksum). 
  102.  
  103.         Note that TUBA runs TCP over CLNP on an end-to-end basis (for         example, there is no intention to translate CLNP packets into IP         packets). This implies that only "consenting updated systems"         will be running TCP over CLNP; which in turn implies that, for         purposes of generating the TCP pseudoheader from the CLNP header,         backward compatibility with existing systems is not an issue.         There are therefore several options available for how to generate         the pseudoheader. The pseudoheader could be set to all zeros         (implying that the TCP header checksum would only be covering the         TCP header). Alternatively, the pseudoheader could be calculated         from the CLNP header. For example, the "source address" in the         TCP pseudoheader could be replaced with two bytes of zero plus a         two byte checksum run on the source NSAP address length and         address (and similarly for the destination address); the         "protocol" could be replaced by the destination address selector         value; and the "TCP Length" could be calculated from the CLNP 
  104.  
  105.          Callon                                                    [Page 5] 
  106.  
  107.  
  108.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  109.  
  110.          packet in the same manner that it is currently calculated from         the IP packet. The details of how the pseudoheader is composed is         for further study. 
  111.  
  112.         UDP is transmitted over CLNP in the same manner. In particular,         the UDP packet is encapsulated directly inside a CLNP packet.         Similarly, the same options are available for the UDP pseudo-         header as for the TCP pseudoheader. 
  113.  
  114.          5 Updates to the Domain Name Service 
  115.  
  116.         TUBA requires that a new DNS resource record entry type         ("long-address") be defined, to store longer Internet (i.e.,         NSAP) addresses. This resource record allows mapping from DNS         names to NSAP addresses, and will contain entries for systems         which are able to run Internet applications, over TCP or UDP,         over CLNP. 
  117.  
  118.         The presence of a "long-address" resource record for mapping a         particular DNS name to a particular NSAP address can be used to         imply that the associated system is an updated Internet host.         This specifically does  not imply that the system is capable of         running OSI protocols for any other purpose. Also, the NSAP         address used for running Internet applications (over TCP or UDP         over CLNP) does not need to have any relationship with other NSAP         addresses which may be assigned to the same host. For example, a         "dual stack" host may be able to run Internet applications over         TCP over CLNP, and may also be able to run OSI applications over         TP4 over CLNP. Such a host may have a single NSAP address         assigned (which is used for both purposes), or may have separate         NSAP addresses assigned for the two protocol stacks. The         "long-address" resource record, if present, may be assumed to         contain the correct NSAP address for running Internet applications         over CLNP, but may not be assumed to contain the correct NSAP         address for any other purpose. 
  119.  
  120.         The backward translation (from NSAP address to DNS name) is         facilitated by definition of an associated resource record. This         resource record is known as "long-in-addr.arpa", and is used in a         manner analogous to the existing "in-addr.arpa". 
  121.  
  122.         Updated Internet hosts, when initiating communication with         another host, need to know whether that host has been updated.         The host will request the address-class "internet address",         entry-type "long-address" from its local DNS server. If the         local DNS server has not yet been updated, then the long address         resource record will not be available, and an error response will         be returned. In this case, the updated hosts must then ask for         the regular Internet address. This allows updated hosts to be         deployed in environments in which the DNS servers have not yet         been updated. 
  123.  
  124.         An updated DNS server, if asked for the long-address 
  125.  
  126.          Callon                                                    [Page 6] 
  127.  
  128.  
  129.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  130.  
  131.          corresponding to a particular DNS name, does a normal DNS search         to obtain the information. If the long-address corresponding to         that name is not available, then the updated DNS server will         return the resource record type containing the normal 32-bit IP         address (if available). This allows more efficient operation         between updated hosts and old hosts in an environment in which         the DNS servers have been updated. 
  132.  
  133.         Interactions between DNS servers can be done over either IP or         CLNP, in a manner analogous to interactions between hosts. DNS         servers currently maintain entries in their databases which allow         them to find IP addresses of other DNS servers. These can be         updated to include a combination of IP addresses and NSAP         addresses of other servers. If an NSAP address is available, then         the communication with the other DNS server can use CLNP,         otherwise the interaction between DNS servers uses IP. Initially,         it is likely that all communication between DNS servers will use         IP (as at present). During the migration process, the DNS servers         can be updated to communicate with each other using CLNP. 
  134.  
  135.          6 Other Technical Details 
  136.  
  137.         6.1 When 32-Bit IP Addresses Fail 
  138.  
  139.         Eventually, the IP address space will become inadequate for         global routing and addressing. At this point, the remaining older         (not yet updated) IP hosts will not be able to interoperate         directly over the global Internet. This time can be postponed by         careful allocation of IP addresses and use of "Classless         Inter-Domain Routing" (CIDR [3]), and if necessary by         encapsulation (either of IP in IP, or IP in CLNP). In addition,         the number of hosts affected by this can be minimized by         aggressive deployment of updated software based on TUBA. 
  140.  
  141.         When the IP address space becomes inadequate for global routing         and addressing, for purposes of IP addressing the Internet will         need to be split into "IP address domains". 32-bit IP addresses         will be meaningful only within an address domain, allowing the         old IP hosts to continue to be used locally. For communications         between domains, there are two possibilities: (i) The user at an         old system can use application layer relays (such as mail relays         for 822 mail, or by Telnetting to an updated system in order to         allow Telnet or FTP to a remote system in another domain); or         (ii) Network Address Translation can be used [4]. 
  142.  
  143.         6.2 Applications which use IP Addresses Internally 
  144.  
  145.         There are some application protocols (such as FTP and NFS) which         pass around and use IP addresses internally. Migration to a         larger address space (whether based on CLNP or other protocol)         will require either that these applications be limited to local         use (within an "IP address domain" in which 32-bit IP addresses         are meaningful) or be updated to either: (i) Use larger network 
  146.  
  147.          Callon                                                    [Page 7] 
  148.  
  149.  
  150.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  151.  
  152.          addresses instead of 32-bit IP addresses; or (ii) Use some other         globally-significant identifiers, such as DNS names. 
  153.  
  154.         6.3 Updated Hosts in IP-Only Environments 
  155.  
  156.         There may be some updated Internet hosts which are deployed in         networks that do not yet have CLNP service, or where CLNP service         is available locally, but not to the global Internet. In these         cases, it will be necessary for the updated Internet hosts to         know to initially send all Internet traffic (or all non-local         traffic) using IP, even when the remote system also has been         updated. There are several ways that this can be accomplished,         such as: (i) The host could contains a manual configuration         parameter controlling whether to always use IP, or to use IP or         CLNP depending upon remote address; (ii) The DNS resolver on the         host could be "lied to" to believe that all remote requests are         supposed to go to some particular server, and that server could         intervene and change all remote requests for long-addresses into         requests for normal IP addresses. 
  157.  
  158.         6.4 Local Network Address Translation 
  159.  
  160.         Network Address Translation (NAT [4]) has been proposed as a         means to allow global communication between hosts which use         locally-significant IP addresses. NAT requires that IP addresses         be mapped at address domain boundaries, either to globally         significant addresses, or to local addresses meaningful in the         next address domain along the packet's path. It is possible to         define a version of NAT which is "local" to an addressing domain,         in the sense that (locally significant) IP packets are mapped to         globally significant CLNP packets before exiting a domain, in a         manner which is transparent to systems outside of the domain. 
  161.  
  162.         NAT allows old systems to continue to be used globally without         application gateways, at the cost of significant additional         complexity and possibly performance costs (associated with         translation or encapsulation of network packets at IP address         domain boundaries). NAT does not address the problem of         applications which pass around and use IP addresses internally. 
  163.  
  164.         The details of Network Address Translation is outside of the         scope of this document. 
  165.  
  166.         6.5 Streamlining Operation of CLNP 
  167.  
  168.         CLNP contains a number of optional and/or variable length fields.         For example, CLNP allows addresses to be any integral number of         bytes up to 20 bytes in length. It is proposed to "profile" CLNP         in order to allow streamlining of router operation. For example,         this might involve specifying that all Internet hosts will use an         NSAP address of precisely 20 bytes in length, and may specify         which optional fields (if any) will be present in all CLNP         packets. This can allow all CLNP packets transmitted by Internet 
  169.  
  170.  
  171.  
  172.         Callon                                                    [Page 8] 
  173.  
  174.  
  175.         RFC 1347   TUBA: A Proposal for Addressing and Routing   June 1992 
  176.  
  177.          hosts to use a constant header format, in order to speed up         header parsing in routers. The details of the Internet CLNP         profile is for further study. 
  178.  
  179.          7 References 
  180.  
  181.         [1]    "The IAB Routing and Addressing Task Force: Summary                Report", work in progress. 
  182.  
  183.         [2]    "Protocol for Providing the Connectionless-Mode Network                Service", ISO 8473, 1988. 
  184.  
  185.         [3]    "Supernetting: An Address Assignment and Aggregation                Strategy", V.Fuller, T.Li, J.Yu, and K.Varadhan, March                 1992. 
  186.  
  187.         [4]    "Extending the IP Internet Through Address Reuse", Paul                Tsuchiya, December 1991. 
  188.  
  189.          8 Security Considerations 
  190.  
  191.         Security issues are not discussed in this memo. 
  192.  
  193.          9 Author's Address 
  194.  
  195.         Ross Callon         Digital Equipment Corporation         550 King Street, LKG 1-2/A19         Littleton, MA  01460-1289 
  196.  
  197.         Phone: 508-486-5009 
  198.  
  199.         Email: Callon@bigfut.lkg.dec.com 
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.          Callon                                                    [Page 9] 
  220.  
  221.  
  222.