home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1584.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  266KB  |  2,290 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5. Network Working Group                                             J. Moy Request for Comments: 1584                                 Proteon, Inc. Category: Standards Track                                     March 1994 
  6.  
  7.                        Multicast Extensions to OSPF 
  8.  
  9.  
  10.  
  11. Status of this Memo 
  12.  
  13.     This document specifies an Internet standards track protocol for the     Internet community, and requests discussion and suggestions for     improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet     Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state     and status of this protocol.  Distribution of this memo is     unlimited. 
  14.  
  15. Abstract 
  16.  
  17.     This memo documents enhancements to the OSPF protocol enabling the     routing of IP multicast datagrams. In this proposal, an IP multicast     packet is routed based both on the packet's source and its multicast     destination (commonly referred to as source/destination routing). As     it is routed, the multicast packet follows a shortest path to each     multicast destination. During packet forwarding, any commonality of     paths is exploited; when multiple hosts belong to a single multicast     group, a multicast packet will be replicated only when the paths to     the separate hosts diverge. 
  18.  
  19.     OSPF, a link-state routing protocol, provides a database describing     the Autonomous System's topology. A new OSPF link state     advertisement is added describing the location of multicast     destinations. A multicast packet's path is then calculated by     building a pruned shortest-path tree rooted at the packet's IP     source. These trees are built on demand, and the results of the     calculation are cached for use by subsequent packets. 
  20.  
  21.     The multicast extensions are built on top of OSPF Version 2. The     extensions have been implemented so that a multicast routing     capability can be introduced piecemeal into an OSPF Version 2     routing domain. Some of the OSPF Version 2 routers may run the     multicast extensions, while others may continue to be restricted to     the forwarding of regular IP traffic (unicasts). 
  22.  
  23.     Please send comments to mospf@gated.cornell.edu. 
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28.  
  29. Moy                                                             [Page 1] 
  30.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  31.  
  32.  Table of Contents 
  33.  
  34.     1       Introduction ........................................... 4     1.1     Terminology ............................................ 5     1.2     Acknowledgments ........................................ 6     2       Multicast routing in MOSPF ............................. 6     2.1     Routing characteristics ................................ 6     2.2     Sample path of a multicast datagram .................... 8     2.3     MOSPF forwarding mechanism ............................ 10     2.3.1   IGMP interface: the local group database .............. 10     2.3.2   A datagram's shortest-path tree ....................... 14     2.3.3   Support for Non-broadcast networks .................... 16     2.3.4   Details concerning forwarding cache entries ........... 16     3       Inter-area multicasting ............................... 18     3.1     Extent of group-membership-LSAs ....................... 19     3.2     Building inter-area datagram shortest-path trees ...... 22     4       Inter-AS multicasting ................................. 27     4.1     Building inter-AS datagram shortest-path trees ........ 28     4.2     Stub area behavior .................................... 30     4.3     Inter-AS multicasting in a core Autonomous System ..... 31     5       Modelling internal group membership ................... 31     6       Additional capabilities ............................... 33     6.1     Mixing with non-multicast routers ..................... 34     6.2     TOS-based multicast ................................... 35     6.3     Assigning multiple IP networks to a physical network .. 36     6.4     Networks on Autonomous System boundaries .............. 37     6.5     Recommended system configuration ...................... 38     7       Basic implementation requirements ..................... 40     8       Protocol data structures .............................. 40     8.1     Additions to the OSPF area structure .................. 41     8.2     Additions to the OSPF interface structure ............. 42     8.3     Additions to the OSPF neighbor structure .............. 43     8.4     The local group database .............................. 43     8.5     The forwarding cache .................................. 44     9       Interaction with the IGMP protocol .................... 45     9.1     Sending IGMP Host Membership Queries .................. 46     9.2     Receiving IGMP Host Membership Reports ................ 46     9.3     Aging local group database entries .................... 47     9.4     Receiving IGMP Host Membership Queries ................ 47     10      Group-membership-LSAs ................................. 48     10.1    Constructing group-membership-LSAs .................... 49     10.2    Flooding group-membership-LSAs ........................ 52     11      Detailed description of multicast datagram forwarding . 52     11.1    Associating a MOSPF interface with a received datagram  55     11.2    Locating the source network ........................... 55     11.3    Forwarding locally originated multicasts .............. 57     12      Construction of forwarding cache entries .............. 58     12.1    The Vertex data structure ............................. 59 
  35.  
  36.  
  37.  
  38. Moy                                                             [Page 2] 
  39.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  40.  
  41.      12.2    The SPF calculation ................................... 60     12.2.1  Candidate list Initialization: Case SourceIntraArea ... 65     12.2.2  Candidate list Initialization: Case SourceInterArea1 .. 66     12.2.3  Candidate list Initialization: Case SourceInterArea2 .. 66     12.2.4  Candidate list Initialization: Case SourceExternal .... 67     12.2.5  Candidate list Initialization: Case SourceStubExternal  70     12.2.6  Processing labelled vertices .......................... 70     12.2.7  Merging datagram shortest-path trees .................. 71     12.2.8  TOS considerations .................................... 72     12.2.9  Comparison to the unicast SPF calculation ............. 74     12.3    Adding local database entries to the forwarding cache   75     13      Maintaining the forwarding cache ...................... 76     14      Other additions to the OSPF specification ............. 77     14.1    The Designated Router ................................. 77     14.2    Sending Hello packets ................................. 78     14.3    The Neighbor state machine ............................ 78     14.4    Receiving Database Description packets ................ 78     14.5    Sending Database Description packets .................. 79     14.6    Originating Router-LSAs ............................... 79     14.7    Originating Network-LSAs .............................. 79     14.8    Originating Summary-link-LSAs ......................... 80     14.9    Originating AS external-link-LSAs ..................... 80     14.10   Next step in the flooding procedure ................... 81     14.11   Virtual links ......................................... 81     15      References ............................................ 83             Footnotes ............................................. 84     A       Data Formats .......................................... 88     A.1     The Options field ..................................... 89     A.2     Router-LSA ............................................ 91     A.3     Group-membership-LSA .................................. 93     B       Configurable Constants ................................ 95     B.1     Global parameters ..................................... 95     B.2     Router interface parameters ........................... 95     C       Sample datagram shortest-path trees ................... 97     C.1     An intra-area tree .................................... 98     C.2     The effect of areas .................................. 100     C.3     The effect of virtual links .......................... 101             Security Considerations .............................. 102             Author's Address ..................................... 102  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53. Moy                                                             [Page 3] 
  54.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  55.  
  56.  1.  Introduction 
  57.  
  58.     This memo documents enhancements to OSPF Version 2 to support IP     multicast routing. The enhancements have been added in a backward-     compatible fashion; routers running the multicast additions will     interoperate with non-multicast OSPF routers when forwarding regular     (unicast) IP data traffic. The protocol resulting from the addition     of the multicast enhancements to OSPF is herein referred to as the     MOSPF protocol. 
  59.  
  60.     IP multicasting is an extension of LAN multicasting to a TCP/IP     internet. Multicasting support for TCP/IP hosts has been specified     in [RFC 1112]. In that document, multicast groups are represented by     IP class D addresses. Individual TCP/IP hosts join (and leave)     multicast groups through the Internet Group Management Protocol     (IGMP, also specified in [RFC 1112]). A host need not be a member of     a multicast group in order to send datagrams to the group. Multicast     datagrams are to be delivered to each member of the multicast group     with the same "best-effort" delivery accorded regular (unicast) IP     data traffic. 
  61.  
  62.     MOSPF provides the ability to forward multicast datagrams from one     IP network to another (i.e., through internet routers). MOSPF     forwards a multicast datagram on the basis of both the datagram's     source and destination (this is sometimes called source/destination     routing). The OSPF link state database provides a complete     description of the Autonomous System's topology. By adding a new     type of link state advertisement, the group-membership-LSA, the     location of all multicast group members is pinpointed in the     database. The path of a multicast datagram can then be calculated by     building a shortest-path tree rooted at the datagram's source. All     branches not containing multicast members are pruned from the tree.     These pruned shortest-path trees are initially built when the first     datagram is received (i.e., on demand).  The results of the shortest     path calculation are then cached for use by subsequent datagrams     having the same source and destination. 
  63.  
  64.     OSPF allows an Autonomous System to be split into areas. However,     when this is done complete knowledge of the Autonomous System's     topology is lost. When forwarding multicasts between areas, only     incomplete shortest-path trees can be built. This may lead to some     inefficiency in routing. An analogous situation exists when the     source of the multicast datagram lies in another Autonomous System.     In both cases (i.e., the source of the datagram belongs to a     different OSPF area, or to a different Autonomous system) the     neighborhood immediately surrounding the source is unknown. In these     cases the source's neighborhood is approximated by OSPF summary link     advertisements or by OSPF AS external link advertisements 
  65.  
  66.  
  67.  
  68. Moy                                                             [Page 4] 
  69.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  70.  
  71.      respectively. 
  72.  
  73.     Routers running MOSPF can be intermixed with non-multicast OSPF     routers. Both types of routers can interoperate when forwarding     regular (unicast) IP data traffic. Obviously, the forwarding extent     of IP multicasts is limited by the number of MOSPF routers present     in the Autonomous System (and their interconnection, if any). An     ability to "tunnel" multicast datagrams through non-multicast     routers is not provided. In MOSPF, just as in the base OSPF     protocol, datagrams (multicast or unicast) are routed "as is" --     they are not further encapsulated or decapsulated as they transit     the Autonomous System. 
  74.  
  75.     1.1.  Terminology 
  76.  
  77.         This memo uses the terminology listed in section 1.2 of [OSPF].         For this reason, terms such as "Network", "Autonomous System"         and "link state advertisement" are assumed to be understood. In         addition, the abbreviation LSA is used for "link state         advertisement". For example, router links advertisements are         referred to as router-LSAs and the new link state advertisement         describing the location of members of a multicast group is         referred to as a group-membership-LSA. 
  78.  
  79.         [RFC 1112] discusses the data-link encapsulation of IP multicast         datagrams. In contrast to the normal forwarding of IP unicast         datagrams, on a broadcast network the mapping of an IP multicast         destination to a data-link destination address is not done with         the ARP protocol. Instead, static mappings have been defined         from IP multicast destinations to data-link addresses. These         mappings are dependent on network type; for some networks IP         multicasts are algorithmically mapped to data-link multicast         addresses, for other networks all IP multicast destinations are         mapped onto the data-link broadcast address. This document         loosely describes both of these possible mappings as data-link         multicast. 
  80.  
  81.         The following terms are also used throughout this document: 
  82.  
  83.         o   Non-multicast router. A router running OSPF Version 2, but             not the multicast extensions. These routers do not forward             multicast datagrams, but can interoperate with MOSPF routers             in the forwarding of unicast packets. Routers running the             MOSPF protocol are referred to herein as either multicast-             capable routers or MOSPF routers. 
  84.  
  85.         o   Non-broadcast networks. A network supporting the attachment             of more than two stations, but not supporting the delivery 
  86.  
  87.  
  88.  
  89. Moy                                                             [Page 5] 
  90.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  91.  
  92.              of a single physical datagram to multiple destinations             (i.e., not supporting data-link multicast). [OSPF] describes             these networks as non-broadcast, multi-access networks. An             example of a non-broadcast network is an X.25 PDN. 
  93.  
  94.         o   Transit network. A network having two or more OSPF routers             attached.  These networks can forward data traffic that is             neither locally-originated nor locally-destined. In OSPF,             with the exception of point-to-point networks and virtual             links, the neighborhood of each transit network is described             by a network links advertisement (network-LSA). 
  95.  
  96.         o   Stub network. A network having only a single OSPF router             attached. A network belonging to an OSPF system is either a             transit or a stub network, but never both. 
  97.  
  98.     1.2.  Acknowledgments 
  99.  
  100.         The multicast extensions to OSPF are based on Link-State         Multicast Routing algorithm presented in [Deering]. In addition,         the [Deering] paper contains a section on Hierarchical Multicast         Routing (providing the ideas for MOSPF's inter-area multicasting         scheme) and several Distance Vector (also called Bellman-Ford)         multicast algorithms. One of these Distance Vector multicast         algorithms, Truncated Reverse Path Broadcasting, has been         implemented in the Internet (see [RFC 1075]). 
  101.  
  102.         The MOSPF protocol has been developed by the MOSPF Working Group         of the Internet Engineering Task Force. Portions of this work         have been supported by DARPA under NASA contract NAG 2-650. 
  103.  
  104. 2.  Multicast routing in MOSPF 
  105.  
  106.     This section describes MOSPF's basic multicast routing algorithm.     The basic algorithm, run inside a single OSPF area, covers the case     where the source of the multicast datagram is inside the area     itself. Within the area, the path of the datagram forms a tree     rooted at the datagram source. 
  107.  
  108.     2.1.  Routing characteristics 
  109.  
  110.         As a multicast datagram is forwarded along its shortest-path         tree, the datagram is delivered to each member of the         destination multicast group. In MOSPF, the forwarding of the         multicast datagram has the following properties: 
  111.  
  112.         o   The path taken by a multicast datagram depends both on the             datagram's source and its multicast destination. Called 
  113.  
  114.  
  115.  
  116. Moy                                                             [Page 6] 
  117.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  118.  
  119.              source/destination routing, this is in contrast to most             unicast datagram forwarding algorithms (like OSPF) that             route based solely on destination. 
  120.  
  121.         o   The path taken between the datagram's source and any             particular destination group member is the least cost path             available. Cost is expressed in terms of the OSPF link-state             metric. For example, if the OSPF metric represents delay, a             minimum delay path is chosen. OSPF metrics are configurable.             A metric is assigned to each outbound router interface,             representing the cost of sending a packet on that interface.             The cost of a path is the sum of its constituent (outbound)             router interfaces[1]. 
  122.  
  123.         o   MOSPF takes advantage of any commonality of least cost paths             to destination group members. However, when members of the             multicast group are spread out over multiple networks, the             multicast datagram must at times be replicated. This             replication is performed as few times as possible (at the             tree branches), taking maximum advantage of common path             segments. 
  124.  
  125.         o   For a given multicast datagram, all routers calculate an             identical shortest-path tree. There is a single path between             the datagram's source and any particular destination group             member. This means that, unlike OSPF's treatment of regular             (unicast) IP data traffic, there is no provision for equal-             cost multipath. 
  126.  
  127.         o   On each packet hop, MOSPF normally forwards IP multicast             datagrams as data-link multicasts. There are two exceptions.             First, on non-broadcast networks, since there are no data-             link multicast/broadcast services the datagram must be             forwarded to specific MOSPF neighbors (see Section 2.3.3).             Second, a MOSPF router can be configured to forward IP             multicasts on specific networks as data-link unicasts, in             order to avoid datagram replication in certain anomalous             situations (see Section 6.4). 
  128.  
  129.         While MOSPF optimizes the path to any given group member, it         does not necessarily optimize the use of the internetwork as a         whole. To do so, instead of calculating source-based shortest-         path trees, something similar to a minimal spanning tree         (containing only the group members) would need to be calculated.         This type of minimal spanning tree is called a Steiner tree in         the literature. For a comparison of shortest-path tree routing         to routing using Steiner trees, see [Deering2] and [Bharath-         Kumar]. 
  130.  
  131.  
  132.  
  133. Moy                                                             [Page 7] 
  134.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  135.  
  136.      2.2.  Sample path of a multicast datagram 
  137.  
  138.         As an example of multicast datagram routing in MOSPF, consider         the sample Autonomous System pictured in Figure 1. This figure         has been taken from the OSPF specification (see [OSPF]). The         larger rectangles represent routers, the smaller rectangles         hosts. Oblongs and circles represent multi-access networks[2].         Lines joining routers are point-to-point serial connections. A         cost has been assigned to each outbound router interface. 
  139.  
  140.         All routers in Figure 1 are assumed to be running MOSPF. A         number of hosts have been added to the figure. The hosts         labelled Ma have joined a particular multicast group (call it         Group A) via the IGMP protocol.  These hosts are located on         networks N2, N6 and N11. Similarly, using IGMP the hosts         labelled Mb have joined a separate multicast group B; these         hosts are located on networks N1, N2 and N3. Note that hosts can         join multiple multicast groups; it is only for clarity of         presentation that each host has joined at most one multicast         group in this example.  Also, hosts H2 through H5 have been         added to the figure to serve as sources for multicast datagrams.         Again, the datagrams' sources have been made separate from the         group members only for clarity of presentation. 
  141.  
  142.         To illustrate the forwarding of a multicast datagram, suppose         that Host H2 (attached to Network N4) sends a multicast datagram         to multicast group B. This datagram originates as a data-link         layer multicast on Network N4. Router RT3, being a multicast         router, has "opened up" its interface data-link multicast         filters. It therefore receives the multicast datagram, and         attempts to forward it to the members of multicast group B         (located on networks N1, N2 and N3). This is accomplished by         sending a single copy of the datagram onto Network N3, again as         a data-link multicast[3].  Upon receiving the multicast datagram         from RT3, routers RT1 and RT2 will then multicast the datagram         on their connected stub networks (N1 and N2 respectively).  Note         that, since the datagram is sent onto Network N3 as a data-link         multicast, Router RT4 will also receive a copy. However, it will         not forward the datagram, since it does not lie on a shortest         path between the source (Host H2) and any members of multicast         group B. 
  143.  
  144.         Note that the path of the multicast datagram depends on the         datagram's source network. If the above multicast datagram was         instead originated by Host H3, the path taken would be         identical, since hosts H2 and H3 lie on the same network         (Network N4). However, if the datagram was originated by Host         H4, its path would be different. In this case, when Router RT3 
  145.  
  146.  
  147.  
  148. Moy                                                             [Page 8] 
  149.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.                  +                  | 3+---+    +--+  +--+       N12      N14                N1|--|RT1|\1  |Mb|  |H4|         \ N13 /                 _|  +---+ \  +--+ /+--+         8\ |8/8                | +         \ _|__/                \|/              +--+   +--+    /    \   1+---+8    8+---+6              |Mb|   |Mb|   *  N3  *---|RT4|------|RT5|--------+              +--+  /+--+    \____/    +---+      +---+        |                   +         /   |                  |7         |                   | 3+---+ /    |                  |          |                 N2|--|RT2|/1    |1                 |6         |                 __|  +---+    +---+8            6+---+        |                |  +           |RT3|--------------|RT6|        |              +--+    +--+     +---+     +--+     +---+        |              |Ma|    |H3|_      |2     _|H2|     Ia|7         |              +--+    +--+ \     |     / +--+       |          |                            +---------+             |          |                                N4                  |          |                                                    |          |                                                    |          |                        N11                         |          |                    +---------+                     |          |                         |     \                    |          |    N12                         |3     +--+                |          |6 2/                       +---+    |Ma|                |        +---+/                       |RT9|    +--+                |        |RT7|---N15                       +---+                        |        +---+ 9                         |1                   +     |          |1                        _|__                  |   Ib|5       __|_   +--+                       /    \      1+----+2   |  3+----+1   /    \--|Ma|                      *  N9  *------|RT11|----|---|RT10|---*  N6  * +--+                       \____/       +----+    |   +----+    \____/                         |                    |                |                         |1                   +                |1              +--+   10+----+                N8              +---+              |H1|-----|RT12|                                |RT8|              +--+SLIP +----+                                +---+  +--+                         |2                                    |4  _|H5|                         |                                     |  / +--+                    +---------+                            +--------+                        N10                                    N7 
  156.  
  157.                     Figure 1: A sample MOSPF configuration 
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163. Moy                                                             [Page 9] 
  164.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  165.  
  166.          receives the datagram, RT3 will drop the datagram instead of         forwarding it (since RT3 is no longer on the shortest path to         any member of Group B). 
  167.  
  168.         Note that the path of the multicast datagram also depends on the         destination multicast group. If Host H2 sends a multicast to         Group A, the path taken is as follows. The datagram again starts         as a multicast on Network N4. Router RT3 receives it, and         creates two copies. One is sent onto Network N3 which is then         forwarded onto Network N2 by RT2. The other copy is sent to         Router RT10 (via RT6), where the datagram is again split,         eventually to be delivered onto networks N6 and N11. Note that,         although multiple copies of the datagram are produced, the         datagram itself is not modified (except for its IP TTL) as it is         forwarded. No encapsulation of the datagram is performed; the         destination of the datagram is always listed as the multicast         group A. 
  169.  
  170.     2.3.  MOSPF forwarding mechanism 
  171.  
  172.         Each MOSPF router in the path of a multicast datagram bases its         forwarding decision on the contents of a data cache. This cache         is called the forwarding cache. There is a separate forwarding         cache entry for each source/destination combination[4].  Each         cache entry indicates, for multicast datagrams having matching         source and destination, which neighboring node (i.e., router or         network) the datagram must be received from (called the upstream         node) and which interfaces the datagram should then be forwarded         out of (called the downstream interfaces). 
  173.  
  174.         A forwarding cache entry is actually built from two component         pieces.  The first of these components is called the local group         database. This database, built by the IGMP protocol, indicates         the group membership of the router's directly attached networks.         The local group database enables the local delivery of multicast         datagrams. The second component is the datagram's shortest path         tree. This tree, built on demand, is rooted at a multicast         datagram's source. The datagram's shortest path tree enables the         delivery of multicast datagrams to distant (i.e., not directly         attached) group members. 
  175.  
  176.         2.3.1.  IGMP interface: the local group database 
  177.  
  178.             The local group database keeps track of the group membership             of the router's directly attached networks. Each entry in             the local group database is a [group, attached network]             pair, which indicates that the attached network has one or             more IP hosts belonging to the IP multicast destination 
  179.  
  180.  
  181.  
  182. Moy                                                            [Page 10] 
  183.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  184.  
  185.              group. This information is then used by the router when             deciding which directly attached networks to forward a             received IP multicast datagram onto, in order to complete             delivery of the datagram to (local) group members. 
  186.  
  187.             The local group database is built through the operation of             the Internet Group Management Protocol (IGMP; see [RFC             1112]). When a MOSPF router becomes Designated Router on an             attached network (call the network N1), it starts sending             periodic IGMP Host Membership Queries on the network. Hosts             then respond with IGMP Host Membership Reports, one for each             multicast group to which they belong. Upon receiving a Host             Membership Report for a multicast group A, the router             updates its local group database by adding/refreshing the             entry [Group A, N1]. If at a later time Reports for Group A             cease to be heard on the network, the entry is then deleted             from the local group database. 
  188.  
  189.             It is important to note that on any particular network, the             sending of IGMP Host Membership Queries and the listening to             IGMP Host Membership Reports is performed solely by the             Designated Router. A MOSPF router ignores Host Membership             Reports received on those networks where the router has not             been elected Designated Router[5].  This means that at most             one router performs these IGMP functions on any particular             network, and ensures that the network appears in the local             group database of at most one router. This prevents             multicast datagrams from being replicated as they are             delivered to local group members. As a result, each router             in the Autonomous System has a different local group             database. This is in contrast to the MOSPF link state             database, and the datagram shortest-path trees (see Section             2.3.2), all of which are identical in each router belonging             to the Autonomous System. 
  190.  
  191.             The existence of local group members must be communicated to             the rest of the routers in the Autonomous System. This             ensures that a remotely-originated multicast datagram will             be forwarded to the router for distribution to its local             group members. This communication is accomplished through             the creation of a group-membership-LSA. Like other link             state advertisements, the group-membership-LSA is flooded             throughout the Autonomous System. The router originates a             separate group-membership-LSA for each multicast group             having one or more entries in the router's local group             database. The router's group-membership-LSA (say for Group             A) lists those local transit vertices (i.e., the router             itself and/or any directly connected transit networks) that 
  192.  
  193.  
  194.  
  195. Moy                                                            [Page 11] 
  196.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  197.  
  198.              should not be pruned from Group A's datagram shortest-path             trees. The router lists itself in its group-membership-LSA             for Group A if either 1) one or more of the router's             attached stub networks contain Group A members or 2) the             router itself is a member of Group A. The router lists a             directly connected transit network in the group-membership-             LSA for Group A if both 1) the router is Designated Router             on the network and 2) the network contains one or more Group             A members. 
  199.  
  200.             Consider again the example pictured in Figure 1. If Router             RT3 has been elected Designated Router for Network N3, then             Table 1: lists the local group database for the routers             RT1-RT4. 
  201.  
  202.             In this case, each of the routers RT1, RT2 and RT3 will             originate a group-membership-LSA for Group B. In addition,             RT2 will also be originating a group-membership-LSA for             Group A. RT1 and RT2's group-membership-LSAs will list             solely the routers themselves (N1 and N2 are stub networks).             RT3's group-membership-LSA will list the transit Network N3. 
  203.  
  204.             Figure 2 displays the Autonomous System's link state             database. A router/transit network is labelled with a             multicast group if (and only if) it has been mentioned in a             group-membership-LSA for the group When building the             shortest-path tree for a particular multicast datagram, this             labelling enables those branches without group members to be             pruned from the tree. The process of building a multicast             datagram's shortest path tree is discussed in Section 2.3.2. 
  205.  
  206.             Note that none of the hosts in Figure 1 belonging to             multicast groups A and B show up explicitly in the link             state database (see Figure 2).  In fact, looking at the link             state database you cannot even determine which stub networks 
  207.  
  208.                   Router   local group database                  _____________________________________                  RT1      [Group B, N1]                  RT2      [Group A, N2], [Group B, N2]                  RT3      [Group B, N3]                  RT4      None 
  209.  
  210.                   Table 1: Sample local group databases 
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216. Moy                                                            [Page 12] 
  217.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.                                 **FROM** 
  224.  
  225.                  |RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT|                  |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10|11|12|N3|N6|N8|N9|               ----- ---------------------------------------------               RT1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |  |               RT2|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |  |               RT3|  |  |  |  |  |6 |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |  |               RT4|  |  |  |  |8 |  |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |  |               RT5|  |  |  |8 |  |6 |6 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |               RT6|  |  |8 |  |7 |  |  |  |  |5 |  |  |  |  |  |  |               RT7|  |  |  |  |6 |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |           *   RT8|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |  |  |           *   RT9|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |           T  RT10|  |  |  |  |  |7 |  |  |  |  |  |  |  |0 |0 |  |           O  RT11|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |0 |           *  RT12|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |0 |           *    N1|3 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |                N2|  |3 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |                N3|1 |1 |1 |1 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |                N4|  |  |2 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |                N6|  |  |  |  |  |  |1 |1 |  |1 |  |  |  |  |  |  |                N7|  |  |  |  |  |  |  |4 |  |  |  |  |  |  |  |  |                N8|  |  |  |  |  |  |  |  |  |3 |2 |  |  |  |  |  |                N9|  |  |  |  |  |  |  |  |1 |  |1 |1 |  |  |  |  |               N10|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |2 |  |  |  |  |               N11|  |  |  |  |  |  |  |  |3 |  |  |  |  |  |  |  |               N12|  |  |  |  |8 |  |2 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |               N13|  |  |  |  |8 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |               N14|  |  |  |  |8 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |               N15|  |  |  |  |  |  |9 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |                H1|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |10|  |  |  |  | 
  226.  
  227.                       Figure 2: The MOSPF database. 
  228.  
  229.                  Networks and routers are represented by vertices.                  An edge of cost X connects Vertex A to Vertex B iff                  the intersection of Column A and Row B is marked                  with an X. In addition, RT1, RT2 and N3 are labelled                  with multicast group A and RT1, N6 and RT9 are                  labelled with multicast group B. 
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  Moy                                                            [Page 13] 
  236.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  237.  
  238.              contain multicast group members. The link state database             simply indicates those routers/transit networks having             attached group members. This is all that is necessary for             successful forwarding of multicast datagrams. 
  239.  
  240.         2.3.2.  A datagram's shortest-path tree 
  241.  
  242.             While the local group database facilitates the local             delivery of multicast datagrams, the datagram's shortest-             path tree describes the intermediate hops taken by a             multicast datagram as it travels from its source to the             individual multicast group members. As mentioned above, the             datagram's shortest-path tree is a pruned shortest-path tree             rooted at the datagram's source. Two datagrams having             differing [source net, multicast destination] pairs may             have, and in fact probably will have, different pruned             shortest-path trees. 
  243.  
  244.             A datagram's shortest path tree is built "on demand"[6],             i.e., when the first multicast datagram is received having a             particular [source net, multicast destination] combination.             To build the datagram's shortest-path tree, the following             calculations are performed. First, the datagram's source IP             network is located in the link state database. Then using             the router-LSAs and network-LSAs in the link state database,             a shortest-path tree is built having the source network as             root. To complete the process, the branches that do not             contain routers/transit networks that have been labelled             with the particular multicast destination (via a group-             membership-LSA) are pruned from the tree. 
  245.  
  246.             As an example of the building of a datagram's shortest path             tree, again consider the Autonomous System in Figure 1. The             Autonomous System's link state database is pictured in             Figure 2. When a router initially receives a multicast             datagram sent by Host H2 to the multicast group A, the             following steps are taken: Host H2 is first determined to be             on Network N4. Then the shortest path tree rooted at net N4             is calculated[7], pruning those branches that do not contain             routers/transit networks that have been labelled with the             multicast group A. This results in the pruned shortest-path             tree pictured in Figure 3. Note that at this point all the             leaves of the tree are routers/transit networks labelled             with multicast group A (routers RT2 and RT9 and transit             Network N6). 
  247.  
  248.             In order to forward the multicast datagram, each router must             find its own position in the datagram's shortest path tree. 
  249.  
  250.  
  251.  
  252. Moy                                                            [Page 14] 
  253.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  254.  
  255.  
  256.  
  257.                                        o RT3 (N4, origin)                                       / \                                     1/   \8                                     /     \                            N3 (Mb) o       o RT6                                   /         \                                 0/           \7                                 /             \                    RT2 (Ma,Mb) o               o RT10                                               / \                                             3/   \1                                             /     \                                         N8 o       o N6 (Ma)                                           /                                         0/                                         /                                   RT11 o                                       /                                     1/                                     /                                 N9 o                                   /                                 0/                                 /                       RT9 (Ma) o 
  258.  
  259.  
  260.  
  261.                  Figure 3: Sample datagram's shortest-path tree,                           source N4, destination Group A 
  262.  
  263.             The router's (call it Router RTX) position in the datagram's             pruned shortest-path tree consists of 1) RTX's parent in the             tree (this will be the forwarding cache entry's upstream             node) and 2) the list of RTX's interfaces that lead to             downstream routers/transit networks that have been labelled             with the datagram's destination (these will be added to the             forwarding cache entry as downstream interfaces). Note that             after calculating the datagram's shortest path tree, a             router may find that it is itself not on the tree. This             would be indicated by a forwarding cache entry having no             upstream node or an empty list of downstream interfaces. 
  264.  
  265.             As an example of a router describing its position on the             datagram's shortest-path tree, consider Router RT10 in             Figure 3. Router RT10's upstream node for the datagram is             Router RT6, and there are two downstream interfaces: one 
  266.  
  267.  
  268.  
  269. Moy                                                            [Page 15] 
  270.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  271.  
  272.              connecting to Network N6 and the other connecting to Network             N8. 
  273.  
  274.         2.3.3.  Support for Non-broadcast networks 
  275.  
  276.             When forwarding multicast datagrams over non-broadcast             networks, the datagram cannot be sent as a link-level             multicast (since neither link-level multicast nor broadcast             are supported on these networks), but must instead be             forwarded separately to specific neighbors. To facilitate             this, forwarding cache entries can also contain downstream             neighbors as well as downstream interfaces. 
  277.  
  278.             The IGMP protocol is not defined over non-broadcast             networks. For this reason, there cannot be group members             directly attached to non-broadcast networks, nor do non-             broadcast networks ever appear in local group database             entries. 
  279.  
  280.             As an example, suppose that Network N3 in Figure 1 is an             X.25 PDN.  Consider Router RT3's forwarding cache entry for             datagrams having source Network N4 and multicast destination             Group B. In place of having the interface to Network N3             appear as the downstream interface in the matching             forwarding cache entry, the neighboring routers RT1 and RT2             would instead appear as separate downstream neighbors. In             addition, in this case there could not be a Group B member             directly attached to Network N3. 
  281.  
  282.         2.3.4.  Details concerning forwarding cache entries 
  283.  
  284.             Each of the downstream interface/neighbors in the cache             entry is labelled with a TTL value. This value indicates the             number of hops a datagram forwarded out of the interface (or             forwarded to the neighbor) would have to travel before             encountering a router/transit network requesting the             multicast destination. The reason that a hop count is             associated with each downstream interface/neighbor is so             that IP multicast's expanding ring search procedure can be             more efficiently implemented. By expanding ring search is             meant the following. Hosts can restrict the frowarding             extent of the IP multicast datagrams that they send by             appropriate setting of the TTL value in the datagram's IP             header.  Then, for example, to search for the nearest server             the host can send multicasts first with TTL set to 1, then             2, etc. By attaching a hop count to each downstream             interface/neighbor in the forwarding cache, datagrams will             not be forwarded unless they will ultimately reach a 
  285.  
  286.  
  287.  
  288. Moy                                                            [Page 16] 
  289.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  290.  
  291.              multicast destination before their TTL expires[8].  This             avoids wasting network bandwidth during an expanding ring             search. 
  292.  
  293.             As an example consider Router RT10's forwarding cache in             Figure 3.  Router RT10's cache entry has two downstream             interfaces. The first, connecting to Network N6, is labelled             as having a group member one hop away (Network N6). The             second, which connects to Network N8, is labelled as having             a group member two hops away (Router RT9). 
  294.  
  295.             Both the datagram shortest path tree and the local group             database may contribute downstream interfaces to the             forwarding cache entries. As an example, if a router has a             local group database entry of [Group G, NX], then a             forwarding cache entry for Group G, regardless of             destination, will list the router interface to Network NX as             a downstream interface. Such a downstream interface will             always be labelled with a TTL of 1. 
  296.  
  297.             As an example of forwarding cache entries, again consider             the Autonomous System pictured in Figure 1. Suppose Host H2             sends a multicast datagram to multicast group A. In that             case, some routers will not even attempt to build a             forwarding cache entry (e.g, router RT5) because they will             never receive the multicast datagram in the first place.             Other routers will receive the multicast datagram (since             they are forwarded as link-level multicasts), but after             building the pruned shortest path tree will notice that they             themselves are not a part of the tree (routers RT1, RT4,             RT7, RT8 and RT12). These latter routers will install an             empty cache entry, indicating that they do not participate             in the forwarding of the multicast datagram. A sample of the             forwarding cache entries built by the other routers in the             Autonomous System is pictured in Table 2. 
  298.  
  299.             A MOSPF router must clear its entire forwarding cache when             the Autonomous System's topology changes, because all the             datagram shortest-path trees must be rebuilt. Likewise, when             the location of a multicast group's membership changes             (reflected by a change in group-membership-LSAs), all cache             entries associated with the particular multicast destination             group must be cleared. Other than these two cases,             forwarding cache entries need not ever be deleted or             otherwise modified; in particular, the forwarding cache             entries do not have to be aged. However, forwarding cache             entries can be freely deleted after some period of             inactivity (i.e., garbage collected), if router memory 
  300.  
  301.  
  302.  
  303. Moy                                                            [Page 17] 
  304.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  305.  
  306.  
  307.  
  308.                Router   Upstream     Downstream interfaces                        node         (interface:hops)               ___________________________________________               RT10     Router RT6   (N6:1), (N8:2)               RT11     Net N8       (N9:1)               RT3      Net N4       (N3:1), (RT6:3)               RT6      Router RT3   (RT10:2)               RT2      Net N3       (N2:1) 
  309.  
  310.                 Table 2: Sample forwarding cache entries,                  for source N4 and destination Group A. 
  311.  
  312.             resources are in short supply. 
  313.  
  314. 3.  Inter-area multicasting 
  315.  
  316.     Up to this point this memo has discussed multicast forwarding when     the entire Autonomous System is a single OSPF area. The logic for     when the multicast datagram's source and its destination group     members belong to the same OSPF area is the same. This section     explains the behavior of the MOSPF protocol when the datagram's     source and (at least some of) its destination group members belong     to different OSPF areas. This situation is called inter-area     multicast. 
  317.  
  318.     Inter-area multicast brings up the following issues, which are     resolved in succeeding sections: 
  319.  
  320.     o   Are the group-membership-LSAs specific to a single area? And if         they are, how is group membership information conveyed from one         area to the next? 
  321.  
  322.     o   How are the datagram shortest-path trees built in the inter-area         case, since complete information concerning the topology of the         datagram source's neighborhood is not available to routers in         other areas? 
  323.  
  324.     o   In an area border router, multiple datagram shortest-path trees         are built, one for each attached area. How are these separate         datagram shortest-path trees combined into a single forwarding         cache entry? 
  325.  
  326.     It should be noted in the following that the basic protocol     mechanisms in the inter-area case are the same as for the intra-area     case.  Forwarding of multicasts is still defined by the contents of 
  327.  
  328.  
  329.  
  330. Moy                                                            [Page 18] 
  331.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  332.  
  333.      the forwarding cache. The forwarding cache is still built from the     same two components: the local group database and the datagram     shortest-path trees. And while the calculation of the datagram     shortest-path trees is different in the inter-area case (see Section     3.2), the local group database is built exactly the same as in the     intra-area case (i.e., MOSPF's interface with IGMP remains unchanged     in the presence of areas). Finally, the forwarding algorithm     described in Section 11 is the same for both the intra-area and     inter-area cases. 
  334.  
  335.     The following discussion uses the area configuration pictured in     Figure 4 as an example. This figure, taken from the OSPF     specification, shows an Autonomous System split into three areas     (Area 1, Area 2 and Area 3). A single backbone area has been     configured (everything outside of the shading). Since the backbone     area must be contiguous, a single virtual link has been configured     between the area border routers RT10 and RT11. Additionally, an area     address range has been configured in Router RT11 so that Networks     N9-N11 and Host H1 will be reported as a single route outside of     Area 3 (via summary-link-LSAs). 
  336.  
  337.     3.1.  Extent of group-membership-LSAs 
  338.  
  339.         Group-membership-LSAs are specific to a single OSPF area. This         means that, just as with OSPF router-LSAs, network-LSAs and         summary-link-LSAs, a group-membership-LSA is flooded throughout         a single area only[9].  A router attached to multiple areas         (i.e., an area border router) may end up originating several         group-membership-LSAs concerning a single multicast destination,         one for each attached area.  However, as we will see below, the         contents of these group-membership-LSAs will vary depending on         their associated areas. 
  340.  
  341.         Just as in OSPF, each MOSPF area has its own link state         database. The MOSPF database is simply the OSPF link state         database enhanced by the group-membership-LSAs. Consider again         the area configuration pictured in Figure 4. The result of         adding the group-membership-LSAs to the area databases yields         the databases pictured in Figures 6 and 7.  Figure 6 shows Area         1's MOSPF database. Figure 7 shows the backbone's MOSPF         database. Superscripts indicate which transit vertices have been         advertised as requesting particular multicast destinations. A         superscript of "w" indicates that the router is advertising         itself as a wild-card multicast receiver (see below). The dashed         lines are OSPF summary-link-LSAs or AS external-link-LSAs. Note         in Figure 7 that Router RT11 has condensed its routes to         Networks N9-N11 and Host H1 into a single summary-link-LSA. 
  342.  
  343.  
  344.  
  345.  Moy                                                            [Page 19] 
  346.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  347.  
  348.  
  349.  
  350.            ..................................            .     +                          .            .     | 3+---+    +--+  +--+     . N12      N14            .   N1|--|RT1|\1  |Mb|  |H4|     .   \ N13 /            .    _|  +---+ \  +--+ /+--+     .   8\ |8/8            .   | +         \ _|__/          .     \|/            . +--+   +--+    /    \   1+---+8.   8+---+6            . |Mb|   |Mb|   *  N3  *---|RT4|------|RT5|--------+            . +--+  /+--+    \____/    +---+ .    +---+        |            .      +         /   |           .      |7         |            .      | 3+---+ /    |           .      |          |            .    N2|--|RT2|/1    |1          .      |6         |            .    __|  +---+    +---+8        .   6+---+        |            .   |  +           |RT3|--------------|RT6|        |            . +--+    +--+     +---+     +--+.    +---+        |            . |Ma|    |H3|_      |2     _|H2|.    Ia|7         |            . +--+    +--+ \     |     / +--+.      |          |            .               +---------+      .      |          |            .Area 1             N4           .      |          |            ..................................      |          |            ................................        |          |            .           N11                .        |          |            .       +---------+            .        |          |            .            |     \           .        |          |    N12            .            |3     +--+       .        |          |6 2/            .          +---+    |Ma|       .        |        +---+/            .          |RT9|    +--+       .        |        |RT7|---N15            .          +---+               .......  |        +---+ 9            .            |1                .. +  ...|..........|1........            .           _|__               .. |   Ib|5       __|_   +--+.            .          /    \      1+----+2.. |  3+----+1   /    \--|Ma|.            .         *  N9  *------|RT11|----|---|RT10|---*  N6  * +--+.            .          \____/       +----+ .. |   +----+    \____/      .            .            |            !*******|*****!          |        .            .            |1           Virtual + Link           |1       .            . +--+   10+----+              ..N8              +---+      .            . |H1|-----|RT12|              ..                |RT8|      .            . +--+SLIP +----+              ..                +---+  +--+.            .            |2                ..                  |4  _|H5|.            .            |                 ..                  |  / +--+.            .       +---------+            ..              +--------+   .            .           N10          Area 3..Area 2            N7       .            ............................................................. 
  351.  
  352.                     Figure 4: A sample MOSPF area configuration 
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358. Moy                                                            [Page 20] 
  359.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  360.  
  361.          Suppose an OSPF router has a local group database entry for         [Group Y, Network X]. The router then originates a group-         membership-LSA for Group Y into the area containing Network X.         For example, in the area configuration pictured in Figure 4,         Router RT1 originates a group-membership-LSA for Group B. This         group-membership-LSA is flooded throughout Area 1, and no         further. Likewise, assuming that Router RT3 has been elected         Designated Router for Network N3, RT3 originates a group-         membership-LSA into Area 1 listing the transit Network N3 as         having group members. Note that in the link state database for         Area 1 (Figure 6) both Router RT1 and Network N3 have         accordingly been labelled with Group B. 
  362.  
  363.         In OSPF, the area border routers forward routing information and         data traffic between areas. In MOSPF. a subset of the area         border routers, called the inter-area multicast forwarders,         forward group membership information and multicast datagrams         between areas. Whether a given OSPF area border router is also a         MOSPF inter-area multicast forwarder is configuration dependent         (see Section B.1). In Figure 4 we assume that all area border         routers are also inter-area multicast forwarders. 
  364.  
  365.         In order to convey group membership information between areas,         inter-area multicast forwarders "summarize" their attached         areas' group membership to the backbone. This is very similar         functionality to the summary-link-LSAs that are generated in the         base OSPF protocol.  An inter-area multicast forwarder         calculates which groups have members in its attached non-         backbone areas. Then, for each of these groups, the inter-area         multicast forwarder injects a group-membership-LSA into the         backbone area. For example, in Figure 4 there are two groups         having members in Area 1: Group A and Group B. For that reason,         both of Area 1's inter-area multicast forwarders (Routers RT3         and RT4) inject group-membership-LSAs for these two groups into         the backbone.  As a result both of these routers are labelled 
  366.  
  367.                 membership    +------------------+   datagrams                     + > > > >>|     Backbone     |< < < < +                     ^         +------------------+        ^                     ^        /         |          \       ^                     ^       /          |           \      ^                +----^-----+/      +----------+      \+----^-----+                |  Area 1  |       |  Area 2  |       |  Area 3  |                +----------+       +----------+       +----------+ 
  368.  
  369.                     Figure 5: Inter-area routing architecture 
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.  
  375. Moy                                                            [Page 21] 
  376.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  377.  
  378.          with Groups A and B in the backbone link state database (see         Figure 7). 
  379.  
  380.         However, unlike the summarization of unicast destinations in the         base OSPF protocol, the summarization of group membership in         MOSPF is asymmetric. While a non-backbone area's group         membership is summarized to the backbone, this information is         not then readvertised into other non-backbone areas. Nor is the         backbone's group membership summarized for the non-backbone         areas. Going back to the example in Figure 4, while the presence         of Area 3's group (Group A) is advertised to the backbone, this         information is not then redistributed to Area 1. In other words,         routers internal to Area 1 have no idea of Area 3's group         membership. 
  381.  
  382.         At this point, if no extra functionality was added to MOSPF,         multicast traffic originating in Area 1 destined for Multicast         Group A would never be forwarded to those Group A members in         Area 3. To accomplish this, the notion of wild-card multicast         receivers is introduced. A wild-card multicast receiver is a         router to which all multicast traffic, regardless of multicast         destination, should be forwarded. A router's wild-card multicast         reception status is per-area. In non-backbone areas, all inter-         area multicast forwarders[10] are wild-card multicast receivers.         This ensures that all multicast traffic originating in a non-         backbone area will be forwarded to its inter-area multicast         forwarders, and hence to the backbone area. Since the backbone         has complete knowledge of all areas' group membership, the         datagram can then be forwarded to all group members. Note that         in the backbone itself there is no need for wild-card multicast         receivers[11].  As an example, note that Routers RT3 and RT4 are         wild-card multicast receivers in Area 1 (see Figure 6), while         there are none in the backbone (see Figure 7). 
  383.  
  384.         This yields the inter-area routing architecture pictured in         Figure 5.  All group membership is advertised by the non-         backbone areas into the backbone. Likewise, all IP multicast         traffic arising in the non-backbone areas is forwarded to the         backbone. Since at this point group membership information meets         the multicast datagram traffic, delivery of the multicast         datagrams becomes possible. 
  385.  
  386.     3.2.  Building inter-area datagram shortest-path trees 
  387.  
  388.         When building datagram shortest-path trees in the presence of         areas, it is often the case that the source of the datagram and         (at least some of) the destination group members are in separate         areas. Since detailed topological information concerning one 
  389.  
  390.  
  391.  
  392. Moy                                                            [Page 22] 
  393.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  394.  
  395.  
  396.  
  397.                                   **FROM** 
  398.  
  399.                              |RT|RT|RT|RT|RT|RT|                              |1 |2 |3 |4 |5 |7 |N3|                           ----- -------------------                           RT1|  |  |  |  |  |  |0 |                           RT2|  |  |  |  |  |  |0 |                           RT3|  |  |  |  |  |  |0 |                       *   RT4|  |  |  |  |  |  |0 |                       *   RT5|  |  |14|8 |  |  |  |                       T   RT7|  |  |20|14|  |  |  |                       O    N1|3 |  |  |  |  |  |  |                       *    N2|  |3 |  |  |  |  |  |                       *    N3|1 |1 |1 |1 |  |  |  |                            N4|  |  |2 |  |  |  |  |                         Ia,Ib|  |  |15|22|  |  |  |                            N6|  |  |16|15|  |  |  |                            N7|  |  |20|19|  |  |  |                            N8|  |  |18|18|  |  |  |                     N9-N11,H1|  |  |19|16|  |  |  |                           N12|  |  |  |  |8 |2 |  |                           N13|  |  |  |  |8 |  |  |                           N14|  |  |  |  |8 |  |  |                           N15|  |  |  |  |  |9 |  | 
  400.  
  401.                       Figure 6: Area 1's MOSPF database. 
  402.  
  403.              Networks and routers are represented by vertices.              An edge of cost X connects Vertex A to Vertex B iff              the intersection of Column A and Row B is marked              with an X. In addition, RT1, RT2 and N3 are labelled              with multicast group A, RT1 is labelled with multicast              group B, and both RT3 and RT4 are labelled as              wild-card multicast receivers. 
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408.  
  409.  
  410.  
  411.  
  412.  
  413.  
  414.  
  415.  
  416.  
  417.  
  418.  
  419. Moy                                                            [Page 23] 
  420.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  421.  
  422.                                   **FROM** 
  423.  
  424.                            |RT|RT|RT|RT|RT|RT|RT                            |3 |4 |5 |6 |7 |10|11|                         ------------------------                         RT3|  |  |  |6 |  |  |  |                         RT4|  |  |8 |  |  |  |  |                         RT5|  |8 |  |6 |6 |  |  |                         RT6|8 |  |7 |  |  |5 |  |                         RT7|  |  |6 |  |  |  |  |                     *  RT10|  |  |  |7 |  |  |2 |                     *  RT11|  |  |  |  |  |3 |  |                     T    N1|4 |4 |  |  |  |  |  |                     O    N2|4 |4 |  |  |  |  |  |                     *    N3|1 |1 |  |  |  |  |  |                     *    N4|2 |3 |  |  |  |  |  |                          Ia|  |  |  |  |  |5 |  |                          Ib|  |  |  |7 |  |  |  |                          N6|  |  |  |  |1 |1 |3 |                          N7|  |  |  |  |5 |5 |7 |                          N8|  |  |  |  |4 |3 |2 |                   N9-N11,H1|  |  |  |  |  |  |1 |                         N12|  |  |8 |  |2 |  |  |                         N13|  |  |8 |  |  |  |  |                         N14|  |  |8 |  |  |  |  |                         N15|  |  |  |  |9 |  |  | 
  425.  
  426.                   Figure 7: The backbone's MOSPF database. 
  427.  
  428.              Networks and routers are represented by vertices.              An edge of cost X connects Vertex A to Vertex B iff              the intersection of Column A and Row B is marked              with an X. In addition, RT3 and RT4 are labelled              with both multicast groups A and B, and RT7, RT10,              and RT11 are labelled with multicast group A. 
  429.  
  430.         OSPF area is not distributed to other OSPF areas (the flooding         of router-LSAs, network-LSAs and group-membership-LSAs is         restricted to a single OSPF area only), the building of complete         datagram shortest-path trees is often impossible in the inter-         area case. To compensate, approximations are made through the         use of wild-card multicast receivers and OSPF summary-link-LSAs. 
  431.  
  432.         When it first receives a datagram for a particular [source net,         destination group] pair, a router calculates a separate datagram         shortest-path tree for each of the router's attached areas. Each         datagram shortest-path tree is built solely from LSAs belonging 
  433.  
  434.  
  435.  
  436. Moy                                                            [Page 24] 
  437.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  438.  
  439.          to the particular area's link state database. Suppose that a         router is calculating a datagram shortest-path tree for Area A.         It is useful then to separate out two cases. 
  440.  
  441.         The first case, Case 1: The source of the datagram belongs to         Area A has already been described in Section 2.3.2. However, in         the presence of OSPF areas, during tree pruning care must be         taken so that the branches leading to other areas remain, since         it is unknown whether there are group members in these (remote)         areas. For this reason, only those branches having no group         members nor wild-card multicast receivers are pruned when         producing the datagram shortest-path tree. 
  442.  
  443.         As an example, suppose in Figure 4 that Host H2 sends a         multicast datagram to destination Group A. Then the datagram's         shortest-path tree for Area 1, built identically by all routers         in Area 1 that receive the datagram, is shown in Figure 8. Note         that both inter-area multicast forwarders (RT3 and RT4) are on         the datagram's shortest-path tree, ensuring the delivery of the         datagram to the backbone and from there to Areas 2 and 3. 
  444.  
  445.         o   Case 2: The source of the datagram belongs to an area other             than Area A. In this case, when building the datagram             shortest-path tree for Area A, the immediate neighborhood of             the datagram's source is unknown. However, there are             summary-link-LSAs in the Area A link state database             indicating the cost of the paths between each of Area A's             inter-area multicast forwarders and the datagram source.             These summary links are used to approximate the neighborhood             of the datagram's source; the tree begins with links             directly connecting the source to each of the inter-area             multicast forwarders. These links point in the reverse 
  446.  
  447.                                       o RT3 (W, origin=N4)                                       |                                      1|                                       |                               N3 (Mb) o                                      / \                                    0/   \0                                    /     \                       RT2 (Ma,Mb) o       o RT4 (W) 
  448.  
  449.                      Figure 8: Datagram's shortest-path tree,                       Area 1, source N4, destination Group A 
  450.  
  451.  
  452.  
  453.  
  454.  
  455. Moy                                                            [Page 25] 
  456.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  457.  
  458.              direction (towards instead of away from the datagram source)             from the links considered in Case 1 above. All additional             links added to the tree also point in the reverse direction.             The final datagram shortest-path tree is then produced by,             as before, pruning all branches having no group-members nor             wild-card multicast receivers. 
  459.  
  460.             As an example, suppose again that Host H2 in Figure 4 sends             a multicast datagram to destination Group A. The datagram's             shortest-path tree for the backbone is shown in Figure 9.             The neighborhood around the source (Network N4) has been             approximated by the summary links advertised by routers RT3             and RT4. Note that all links in Figure 9's datagram             shortest-path tree have arrows pointing in the reverse             direction, towards Network N4 instead of away from it. 
  461.  
  462.         The reverse costs used for the entire tree in Case 2 are forced         because summary-link-LSAs only specify the cost towards the         datagram source. In the presence of asymmetric link costs, this         may lead to less efficient routes when forwarding multicasts 
  463.  
  464.                                      o N4                                     / \                                   2/   \3                                   /     \                      RT3 (Ma,Mb) o       o RT4 (Ma,Mb)                                 /         \                               6/           \8                               /             \                          RT6 o               o RT5                              |               |                             5|               |6                              |               |                    RT10 (Ma) o               o RT7 (Ma)                              |                             2|                              |                    RT11 (Ma) o 
  465.  
  466.  
  467.  
  468.                Figure 9: Datagram shortest-path tree: Backbone,                   source N4, destination Group A. Note that                   reverse costs (i.e., toward origin) are                              used throughout. 
  469.  
  470.  
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  Moy                                                            [Page 26] 
  475.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  476.  
  477.          between areas. 
  478.  
  479.         Those routers attached to multiple areas must calculate multiple         trees and then merge them into a single forwarding cache entry.         As shown in Section 2.3.2, when connected to a single area the         router's position on the datagram shortest-path tree determines         (in large part) its forwarding cache entry. When attached to         multiple areas, and hence calculating multiple datagram         shortest-path trees, each tree contributes to the forwarding         cache entry's list of downstream interfaces/neighbors. However,         only one of the areas' datagram shortest-path trees will         determine the forwarding cache entry's upstream node. When one         of the attached areas contains the datagram source, that area         will determine the upstream node. Otherwise, the tiebreaking         rules of Section 12.2.7 are invoked. 
  480.  
  481.         Consider again the example of Host H2 in Figure 4 sending a         multicast datagram to destination Group A. Router RT3 will         calculate two datagram shortest-path trees, one for Area 1 and         one for the backbone.  Since the source of the datagram (Host         H2) belongs to Area 1, the Area 1 datagram shortest-path tree         determines RT3's upstream node: Network N4. Router RT3         calculates two downstream interfaces for the datagram: the         interface to Network N3 (which comes from Area 1's datagram         shortest-path tree) and the serial line to Router RT6 (which         comes from the backbone's datagram shortest-path tree). As for         Router RT10, it calculates two trees, determining its upstream         node from the backbone tree and its two downstream interfaces         from the Area 2 tree.  Finally, Router RT11 calculates three         trees, determining its upstream node from the Area 2 tree and         its downstream interface from the Area 3 tree. 
  482.  
  483. 4.  Inter-AS multicasting 
  484.  
  485.     This section explains how MOSPF deals with the forwarding of     multicast datagrams between Autonomous Systems. Certain AS boundary     routers in a MOSPF system will be configured as inter-AS multicast     forwarders. It is assumed that these routers will also be running an     inter-AS multicast routing protocol. This specification does not     dictate the operation of such an inter-AS multicast routing     protocol. However, the following interactions between MOSPF and the     inter-AS routing protocol are assumed: 
  486.  
  487.     (1) MOSPF guarantees that the inter-AS multicast forwarders will         receive all multicast datagrams; but it is up to each router so         designated to determine whether the datagram should be forwarded         to other Autonomous Systems. This determination will probably be         made via the inter-AS routing protocol. 
  488.  
  489.  
  490.  
  491. Moy                                                            [Page 27] 
  492.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  493.  
  494.      (2) MOSPF assumes that the inter-AS routing protocol is forwarding         multicast datagrams in an RPF (reverse path forwarding; see         [Deering] for an explanation of this terminology) fashion. In         other words, it is assumed that a multicast datagram whose         source (call it X) lies outside the MOSPF domain will enter the         MOSPF domain at those points that are advertising (into OSPF)         the best routes back to X. MOSPF calculates the path of the         datagram through the MOSPF domain based on this assumption. 
  495.  
  496.     MOSPF designates an inter-AS multicast forwarder as a wild-card     multicast receiver in all of its attached areas. As in the inter-     area case, this ensures that the routers remain on all pruned     shortest-path trees and thereby receive all multicast datagrams,     regardless of destination. 
  497.  
  498.     As an example, suppose that in Figure 1 both RT5 and RT7 were     configured as inter-AS multicast forwarders. Then the link state     database would look like the one pictured in Figure 2, with the     addition of a) wild-card status for RT5 and RT7 (they would appear     with superscripts of "w") and b) the external links originated by     RT5 and RT7 being labelled as multicast-capable[12]. 
  499.  
  500.     As another example, consider the area configuration in Figure 4.     Again suppose RT5 and RT7 are configured as inter-AS multicast     forwarders. Then in Area 1's link state database (Figure 6), the     external links originated by RT5 and RT7 would again be labelled as     multicast-capable. However, note that in Area 1's database RT5 and     RT7 are not labelled as wild-card multicast receivers. This is     unnecessary; since Area 1's inter-area multicast forwarders (RT3 and     RT4) are wild-cards, all multicast datagrams will be forwarded to     the backbone. And in the backbone's link state database (Figure 7),     RT5 and RT7 will be labelled as wild-cards. 
  501.  
  502.     4.1.  Building inter-AS datagram shortest-path trees. 
  503.  
  504.         When multicast datagrams are to be forwarded between Autonomous         Systems, the datagram shortest-path tree is built as follows.         Remember that the router builds a separate tree for each area to         which it is attached; these trees are then merged into a single         forwarding cache entry. Suppose that the router is building the         tree for Area A. We break up the tree building into three cases.         This first two cases have already been described earlier in this         memo: Case 1 (the source of the datagram belongs to Area A)         having been described in Section 2.3.2 and Case 2 (the source of         the datagram belongs to another OSPF area) having been described         in Section 3.2. The only modification to these cases is that         inter-AS multicast forwarders, as well as group members and         inter-area multicast forwarders, must remain on the pruned 
  505.  
  506.  
  507.  
  508. Moy                                                            [Page 28] 
  509.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  510.  
  511.          trees.  The new case is as follows: 
  512.  
  513.         o   Case 3: The source of the datagram belongs to another             Autonomous System. The immediate neighborhood of the source             is then unknown. In this case the multicast-capable AS             external links are used to approximate the neighborhood of             the source; the tree begins with links directly attaching             the source to one or more inter-AS multicast forwarders. The             approximating AS external links point in the reverse             direction (i.e., towards the source), just as with the             approximating summary links in Case 2. Also, as in Case 2,             all links included in the tree must point in the reverse             direction. The final datagram shortest-path tree is then             produced (as always) by pruning those branches having no             group members nor wild-card multicast receivers. 
  514.  
  515.             As an example, suppose that a host on Network N12 (see             Figure 4) originates a multicast datagram for Destination             Group B. Assume that all external costs pictured are OSPF             external type 1 metrics. Then any routers in Area 1             receiving the datagram would build the datagram shortest-             path tree pictured in Figure 10. Note that all links in the             tree point in the reverse direction, towards the source. The             tree indicates that the routers expect the datagram to enter             the Autonomous System at Router RT7, and then to enter the             area at Router RT4. 
  516.  
  517.             Note that in those cases where the "best" inter-AS multicast             forwarder is not directly attached to the area, the             neighborhood of the source is actually approximated by the             concatenation of a summary link and a multicast-capable AS             external link. This is in fact the case in Figure 10. 
  518.  
  519.         In Case 3 (datagram source in another AS) the requirement that         all tree links point in the reverse direction (towards the         source) accommodates the fact that summary links and AS external         links already point in the reverse direction. This also leads to         the requirement that the inter-AS multicast routing protocol         operate in a reverse path forwarding fashion (see condition 2 of         Section 4). Note that Reverse path forwarding can lead to sub-         optimal routing when costs are configured asymmetrically. And it         can even lead to non-delivery of multicast datagrams in the case         of asymmetric reachability. 
  520.  
  521.         Inter-AS multicast forwarders may end up calculating a         forwarding cache entry's upstream node as being external to the         AS. As an example, Router RT7 in Figure 10 will end up         calculating an external router (via its external link to Network 
  522.  
  523.  
  524.  
  525. Moy                                                            [Page 29] 
  526.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  527.  
  528.  
  529.  
  530.                                      o N12                                      |                                     2|                                      |                                      o RT7                                      |                                    14|                                      |                                      o RT4 (W)                                      |                                     0|                                      |                                      o N3 (Mb)                                     /|\                                    / | \                                  1/  | 1\                                  /  1|   \                                 /    |    \                       RT1 (Mb) o     |     o RT3 (W)                                      o                                 RT2 (Ma,Mb) 
  531.  
  532.                 Figure 10: Datagram shortest-path tree: Area 1,                  source N12, destination Group B. Note that                   reverse costs (i.e., toward origin) are                              used throughout. 
  533.  
  534.         N12) as the upstream node for the datagram. This means that RT7         must receive the datagram from a router in another AS before         injecting the datagram into the MOSPF system. 
  535.  
  536.     4.2.  Stub area behavior 
  537.  
  538.         AS external links are not imported into stub areas. Suppose that         the source of a particular datagram lies outside of the         Autonomous System, and that the datagram is forwarded into a         stub area. In the stub area's datagram shortest-path tree the         neighborhood of the datagram's source cannot be approximated by         AS external links. Instead the neighborhood of the source is         approximated by the default summary links (see Section 3.6 of         [OSPF]) that are originated by the stub area's intra-area         multicast forwarders. 
  539.  
  540.         Except for this small change to the construction of a stub         area's datagram shortest-path trees, all other MOSPF algorithms         (e.g., merging with other areas' datagram shortest-path trees to 
  541.  
  542.  
  543.  
  544. Moy                                                            [Page 30] 
  545.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  546.  
  547.          form the forwarding cache) function the same for stub areas as         they do for non-stub areas. 
  548.  
  549.     4.3.  Inter-AS multicasting in a core Autonomous System 
  550.  
  551.         It may be the case that the MOSPF routing domain connects         together many different Autonomous Systems, thereby serving as a         "core Autonomous System" (e.g, the old NSFNet backbone). In this         case, it could very well be that the majority of the MOSPF         routers are also inter-AS multicast forwarders. Having each         inter-AS multicast forwarder then declare itself a wild-card         multicast receiver could very well waste considerable network         bandwidth. However, as an alternative to declaring themselves         wild-card multicast receivers, the inter-AS multicast routers         could instead explicitly advertise all groups that they were         interested in forwarding (to other "client" Autonomous Systems)         in group-membership-LSAs. These advertised groups would have to         be learned through an inter-AS multicast routing protocol (or         possibly even statically configured). 
  552.  
  553.         This in essence allows the clients of the core Autonomous System         to advertise their group membership into the core. However,         since any client MOSPF domains will still have their inter-AS         multicast forwarders configured as wild-card multicast         receivers, this advertisement will be asymmetric: the core will         not advertise its or others' group membership to the clients.         The achieves the same inter-AS multicast routing architecture         that MOSPF uses for inter-area multicast routing (see Figure 5). 
  554.  
  555. 5.  Modelling internal group membership 
  556.  
  557.     A MOSPF router may itself contain multicast applications. A typical     example of this is a UNIX workstation that doubles as a multicast     router. This section concerns two alternative ways of representing     the group membership of the MOSPF router's internal applications.     Both representations have advantages. For maximum flexibility, the     MOSPF forwarding algorithm (see Section 11) has been specified so     that either representation can be used in a MOSPF router (and in     fact, both representations can be used at once, depending on the     application). 
  558.  
  559.     The first representation is based on the paradigm presented in RFC     1112. In this case, an application joins a multicast group on one or     more specific physical interfaces. The application then receives a     multicast datagram if and only if it is received on one of the     specified interfaces. If a datagram is received on multiple     specified interfaces, the application receives multiple copies.     Figure 11 shows this algorithm as it is implemented in (modified) 
  560.  
  561.  
  562.  
  563. Moy                                                            [Page 31] 
  564.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  565.  
  566.      BSD UNIX kernels.  The figure shows the processing of a multicast     datagram, starting with its reception on a particular interface.     First copies of the datagram are given to those applications that     have joined on the receiving interface. Then the forwarding decision     (pictured as a box containing a question mark) is made, and the     packet is (possibly) forwarded out certain interfaces. If these     interfaces are not capable of receiving their own multicasts, a copy     of the datagram must be internally looped back to appropriately     joined applications. 
  567.  
  568.     The advantages to the RFC 1112 representation are as follows: 
  569.  
  570.     o   It is the standard for the way an IP host joins multicast         groups. It is simplest to use the same membership model for         hosts and routers; most would consider an IP router to be a         special case of an IP host anyway. 
  571.  
  572.     o   It is the way group membership has been implemented in BSD UNIX.         Existing multicast applications are written to join multicast         groups on specific interfaces. 
  573.  
  574.     o   The possibility of receiving multiple datagram copies may         improve fault tolerance. If the datagram is dropped due to an 
  575.  
  576.                             +-------+                             |receive|                             +-------+                                 |                                 |---> To application                                 |                       +-------------------+                       |forwarding decision|                       +-------------------+                                 |                                / \                               /---\----> To application                              /     \------> To application                             /       \                            /         \                      +--------+  +--------+                      |transmit|  |transmit|                      +--------+  +--------+ 
  577.  
  578.                Figure 11: RFC 1112 representation of internal                           group membership 
  579.  
  580.  
  581.  
  582.  
  583.  
  584. Moy                                                            [Page 32] 
  585.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  586.  
  587.          error on the path to some interface, another interface may still         receive a copy. 
  588.  
  589.     o   The ability to specify a particular receiving interface may         improve the accuracy of IP multicast's expanding ring search         mechanism (see Section 2.3.4). 
  590.  
  591.     o   Membership in the non-routable multicast groups (224.0.0.1 -         224.0.0.255) must be on a per-interface basis. An OSPF router         always belongs to 224.0.0.5 (AllSPFRouters) on its OSPF         interfaces, and may belong to 224.0.0.6 (AllDRouters) on one or         more of its OSPF interfaces. 
  592.  
  593.     The second representation is MOSPF-specific. In this case, an     application joins a multicast group on an interface-independent     basis.  In other words, group membership is associated with the     router as a whole, not separately on each interface. The application     then receives a copy of a multicast datagram if and only if the     datagram would actually be forwarded by the MOSPF router. Figure 12     shows how this algorithm would be implemented. The datagram is     received on a particular interface. If the datagram is validated for     forwarding (i.e., the receiving interface connects to the matching     forwarding cache entry's upstream node), a copy of the datagram is     also given to appropriately joined applications. Note that this     model of group membership is not as general as the RFC 1112 model,     in that it can only be implemented in MOSPF routers and not in     arbitrary IP hosts.  However, it has the following advantages: 
  594.  
  595.     o   The application does not need to have knowledge of the router         interfaces. It does not need to know what kind or how many         interfaces there are; this will be taken care of by the MOSPF         protocol itself. 
  596.  
  597.     o   As long as any interface is operational, the application will         continue to receive multicast datagrams. This happens         automatically, without the application modifying its group         membership. 
  598.  
  599.     o   The application receives only one copy of the datagram. Using         the RFC1112 representation, whenever an application joins on         more than one interface (which must be done if the application         does not want to rely on a single interface), multiple datagram         copies will be received during normal operation. 
  600.  
  601. 6.  Additional capabilities 
  602.  
  603.     This section describes the MOSPF configuration options that allow     routers of differing capabilities to be mixed together in the same 
  604.  
  605.  
  606.  
  607. Moy                                                            [Page 33] 
  608.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  609.  
  610.  
  611.  
  612.                             +-------+                             |receive|                             +-------+                                 |                                 |                                 |                       +-------------------+                       |forwarding decision|---> to application                       +-------------------+                                 |                                / \                               /   \                              /     \                             /       \                            /         \                      +--------+  +--------+                      |transmit|  |transmit|                      +--------+  +--------+ 
  613.  
  614.                Figure 12: MOSPF-specific representation of internal                              group membership 
  615.  
  616.     routing domain. Note that these options handle special circumstances     that may not be encountered in normal operation. Default values for     the configuration settings are specified in Appendix B. 
  617.  
  618.     6.1.  Mixing with non-multicast routers 
  619.  
  620.         MOSPF routers can be mixed freely with routers that are running         only the base OSPF algorithm (called non-multicast routers in         the following). This allows MOSPF to be deployed in a piecemeal         fashion, thereby speeding deployment and allowing         experimentation with multicast routing on a limited scale. 
  621.  
  622.         When a MOSPF router builds a datagram shortest-path tree, it         omits all non-multicast routers. For example, in Figure 1, if         Router RT6 was not a multicast router, the datagram shortest-         path tree in Figure 3 would be built with a more circuitous         branch through Router RT5, instead of through Router RT6. In         addition, non-multicast routers do not participate in the         flooding of the new group-membership-LSAs. This adheres to the         general principle that a router should not have to handle those         link state advertisements whose format (or contents) the router         does not understand. 
  623.  
  624.  
  625.  
  626.  
  627.  
  628. Moy                                                            [Page 34] 
  629.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  630.  
  631.          Mixing MOSPF routers with non-multicast routers creates a number         of potential problems. Certain mixings of MOSPF and non-         multicast routers can cause multicast datagrams to take         suboptimal paths, or in other cases can lead to the non-delivery         of multicast datagrams. In addition, mixing MOSPF routers and         non-multicast routers can cause the paths of multicast datagrams         to diverge radically from the path of unicast datagrams. Such         divergences can make routing problems harder to debug. 
  632.  
  633.         In particular, the following specific difficulties may arise         when mixing MOSPF routers with non-multicast routers: 
  634.  
  635.         o   Even though there is unicast connectivity to a destination,             there may not be multicast connectivity. For example, if             Router RT10 in Figure 1 becomes a non-multicast router, the             group member connected to Network N11 will no longer be able             to receive multicasts sourced by Host H2.  But the two hosts             will be able to exchange unicasts (e.g., ICMP pings). 
  636.  
  637.         o   When the Designated Router for a multi-access network is a             non-multicast router, the network will not be used for             forwarding multicast datagrams. For example, if in Figure 1             Router RT4 is Designated Router for Network N3, and RT4 is             non-multicast, Network N3 will not be used to forward IP             multicasts. This would mean that multicast datagrams             originated by Hosts H2 and H3 would not be forwarded beyond             their local network (N4), even though it seems that the             needed multicast connectivity exists. 
  638.  
  639.         o   When forwarding multicast datagrams between areas, mixing of             MOSPF routers and non-multicast routers in the source area             may cause unexpected loss of multicast connectivity. This is             because in the inter-area routing of multicast datagrams the             neighborhood of the datagram's source is approximated by             OSPF summary links, and OSPF summary-link-LSAs do not carry             indications/guarantees of the summarized path's multicast             routing capability. 
  640.  
  641.     6.2.  TOS-based multicast 
  642.  
  643.         MOSPF allows a separate datagram shortest-path tree to be built         for each IP Type of Service. This means that the path of a         multicast datagram can vary depending on the datagram's TOS         classification, as well as its source and destination. 
  644.  
  645.         For each router interface, OSPF allows a separate metric to be         configured for each IP TOS. When building the shortest path tree         for TOS X, the cost of a path is the sum of the component 
  646.  
  647.  
  648.  
  649. Moy                                                            [Page 35] 
  650.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  651.  
  652.          interfaces' TOS X metrics. Note that OSPF requires that a TOS 0         metric be specified for each interface. However, as a form of         data compression, metrics need only be specified for non-zero         TOS if they are different than the TOS 0 metric. 
  653.  
  654.         Additionally, OSPF routers can be configured to ignore TOS when         forwarding packets. Such routers, called TOS-incapable, build         only the TOS 0 portion of the routing table. TOS-incapable         routers can be mixed freely with TOS-capable routers when         forwarding unicast packets. The way this is handled for unicast         packets is that the unicast is forwarded along the TOS 0 route         whenever the TOS X route does not exist. However, MOSPF must         treat this situation somewhat differently, since each router         must build the exact same tree rooted at the datagram's source. 
  655.  
  656.         Like OSPF, MOSPF allows TOS-based routing to be optional. TOS-         capable and TOS-incapable multicast routers can be mixed freely         in the routing domain. TOS-incapable routers will only ever         build TOS 0 datagram shortest-path trees. TOS-capable routers         will first build TOS 0 datagram shortest-path trees. If these         trees contain only TOS-capable routers, datagram shortest-path         trees are then built separately for non-zero TOS values.         Otherwise, the TOS 0 datagram shortest-path tree is used to         forward all traffic, regardless of its TOS designation.  Using         this logic, all routers in essence continue to utilize identical         datagram shortest-path trees. See Section 12.2.8 for more         details. 
  657.  
  658.     6.3.  Assigning multiple IP networks to a physical network 
  659.  
  660.         Assigning multiple IP networks/subnets to a single physical         network causes some confusion in MOSPF. This is because the         underlying OSPF protocol treats these IP networks/subnets as         entirely separate entities, originating separate network-LSAs         for each and forming separate adjacencies for each, while IGMP         recognizes only the single underlying physical network. Adding         to the problem is the fact that when a multicast datagram is         received from such a multiply-addressed physical wire, there is         no good way to choose the datagram's upstream node (which must         be done in order to make the forwarding decision; see Section 11         for details). As a result, unless this situation is dealt with         through configuration, unwanted replication of multicast         datagrams may occur when they are forwarded over multiply-         addressed wires. 
  661.  
  662.         As a remedy, MOSPF allows multicast forwarding to be disabled on         certain IP networks/subnets. When multicast forwarding is         disabled on the wire's "extra" subnets (i.e., all but one), the 
  663.  
  664.  
  665.  
  666. Moy                                                            [Page 36] 
  667.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  668.  
  669.          extra subnets will not appear in datagram shortest-path trees,         nor will they appear in local group database or forwarding cache         entries. As a result, the possibility of unwanted datagram         replication is eliminated. The actual disabling of multicast         forwarding on a subnet is done through setting the         IPMulticastForwarding parameter to disabled on all router         interfaces connecting to the subnet (see Section B.2). 
  670.  
  671.     6.4.  Networks on Autonomous System boundaries 
  672.  
  673.         Another complication can arise on IP networks/subnets that lie         on the boundary of a MOSPF Autonomous System. Similar to the         unicast situation where these networks may be running multiple         IGPs (Interior Gateway Protocols), these networks may also be         running multiple multicast routing protocols. It may then become         impossible for a MOSPF router to determine whether a multicast         datagram is being forwarded along the datagram shortest-path         tree, or whether it has been inadvertently received from the         other Autonomous System. Guessing wrong can lead to either         unwanted replication or non-delivery of the multicast datagram.         In addition, in order to prevent receiving duplicate multicast         datagrams, group members on these boundary networks will         probably want to declare their membership to one Autonomous         System and not another. 
  674.  
  675.         For example, consider the two Autonomous Systems pictured in         Figure 13. Network X is on the boundary of both ASes. One         possible multicast datagram path is shown; the datagram         originates in a third Autonomous System, and is then delivered         to both AS #1 and AS #2 separately. The paths through the two         Autonomous Systems may end up having certain boundary networks         as common segments. In Figure 13, Network X is common to both         paths. In this case, if both Autonomous Systems were running         (separate copies of) MOSPF, the same datagram would appear twice         on Network X as a data-link multicast. This would cause         duplicate datagrams to be received by any group members on         Network X or downstream from Network X. 
  676.  
  677.         MOSPF has two mechanisms to eliminate this replication of         multicast datagrams. First, a system administrator can configure         certain networks to forward multicast datagrams as data-link         unicasts instead of data-link multicasts. This is done by         setting the IPMulticastForwarding parameter to data-link unicast         on those router interfaces attaching to the network (see Section         B.2). As an example, in Figure 13 the routers in AS #2 could be         configured so that Router C would send the multicast datagram         out onto Network X as a data-link unicast addressed directly to         Router D. Router D would accept this data-link unicast, but 
  678.  
  679.  
  680.  
  681. Moy                                                            [Page 37] 
  682.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  683.  
  684.  
  685.  
  686.                               <-Datagram path->*                              *                 *                              *                 *                              *            .....*.........                     .........*.....   |   .    *    AS #2                     AS #1    *    .   |*****+---+                             +---+*****|*----|RTC|                             |RTA|----*|*  . +---+                             +---+ .  *|*  .                                   .  *|*  .                                   .  *|*  . +---+                             +---+ .  *|*----|RTD|                             |RTB|----*|*****+---+                             +---+*****|   .....*..........                     .........*....    |        *                              *        |        *                              *    Network X    *                              * 
  687.  
  688.                      Figure 13: Networks on AS boundaries 
  689.  
  690.         would reject any data-link multicast forwarded by Router A. This         would eliminate replication of multicast datagrams downstream         from Network X. In addition, if the IPMulticastForwarding         parameter is set to data-link unicast on Network X, group         membership will not be monitored on the network. This will         prevent group members attached directly to Network X from         receiving multiple datagram copies, since group membership on         the boundary network will be monitored from only one AS (AS #1         in our example). 
  691.  
  692.         It should be noted that forwarding IP multicasts as data-link         unicasts has some disadvantages when three or more MOSPF routers         are attached to the network. First of all, it is more work for a         router to send multiple unicasts than a single multicast.         Second, the multiple unicasts consume more network bandwidth         than a single multicast. And last, it increases the delay for         some group members since multiple unicasts also take longer to         send than a single multicast. 
  693.  
  694.     6.5.   Recommended system configuration 
  695.  
  696.         In order to make MOSPF's selection of routes more predictable,         it is recommended that all routers in any particular OSPF area         have the same multicast and TOS capabilities.Keeping areas         homogeneous ensures that IP multicast packets will follow         relatively the same path as IP unicasts. In contrast, while 
  697.  
  698.  
  699.  
  700. Moy                                                            [Page 38] 
  701.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  702.  
  703.          heterogeneous areas will function, and will probably be         necessary at least during the initial introduction of multicast         routing, such areas may produce seemingly sub-optimal and         unexpected routes. For example, see Section 6.1 above for a         detailed description of the possible pitfalls when mixing         multicast and non-multicast routers. 
  704.  
  705.         As for the other options presented above, to achieve the most         predictable results it is recommended that a router interface's         IPMulticastForwarding parameter be set to a value other than         data-link multicast only when either a) multiple IP networks         have been assigned to a single physical wire or b) multiple         multicast routing protocols are running on the attached network. 
  706.  
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719.  
  720.  
  721.  
  722.  
  723.  
  724.  
  725.  
  726.  
  727.  
  728.  
  729.  
  730.  
  731.  
  732.  
  733.  
  734.  
  735.  
  736.  
  737.  
  738.  
  739.  
  740.  
  741.  
  742.  
  743.  Moy                                                            [Page 39] 
  744.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  745.  
  746.  7.  Basic implementation requirements 
  747.  
  748.     An implementation of MOSPF requires the following pieces of system     support. Note that this support is in addition to that required for     the base OSPF implementation as outlined in Section 4.4 of [OSPF]. 
  749.  
  750.     o   Promiscuous multicast reception. In a multicast router, it is         necessary to receive all IP multicasts at the data-link level.         On those interfaces where IP multicast datagrams are         encapsulated by a wide range of data-link multicast destination         addresses (e.g, ethernet and FDDI), this is most easily         accomplished by disabling any hardware filtering of multicast         destinations (i.e., by "opening up" the interface's multicast         filter). 
  751.  
  752.     o   Data-link multicast/broadcast detection. To avoid unwanted         replication of multicast datagrams in certain exceptional         conditions, it is necessary for the multicast router to         determine whether a datagram was received as a data-link         multicast/broadcast or as a data-link unicast, for later use by         the MOSPF forwarding mechanism.  See Section 6.4 for more         details. 
  753.  
  754.     o   An implementation of IGMP. MOSPF uses the Internet Group         Management Protocol (IGMP, documented in [RFC 1112]) to monitor         multicast group membership. See Section 9 for details. 
  755.  
  756. 8.  Protocol data structures 
  757.  
  758.     The MOSPF protocol is described herein in terms of its operation on     various protocol data structures. These data structures are included     for explanatory uses only, and are not intended to constrain a MOSPF     implementation. Besides the data structures listed below, this     specification will also reference the various data structures (e.g.,     OSPF interfaces and neighbors) defined in [OSPF]. 
  759.  
  760.     In a MOSPF router, the following items are added to the list of     global OSPF data structures described in Section 5 of [OSPF]: 
  761.  
  762.     o   Local group database. This database describes the group         membership on all attached networks for which the router is         either Designated Router or Backup Designated Router. This in         turn determines the group-membership-LSAs that the router will         originate, and the local delivery of multicast datagrams (see         Sections 2.3.1 and 10). 
  763.  
  764.     o   Forwarding cache. Each entry in the forwarding cache describes         the path of a multicast datagram having a particular [source 
  765.  
  766.  
  767.  
  768. Moy                                                            [Page 40] 
  769.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  770.  
  771.          net, multicast destination, TOS] combination. These cache         entries are calculated when building the datagram shortest-path         trees. See Sections 2.3.4 and 11 for more details. 
  772.  
  773.     o   Multicast routing capability. Indicates whether the router is         running the multicast extensions defined in this memo. A router         running the multicast extensions must still run the base OSPF         algorithm as set forth in [OSPF]. Such a router will continue to         interoperate with non-multicast-capable OSPF routers when         forwarding IP unicast traffic. 
  774.  
  775.     o   Inter-area multicast forwarder. Indicates whether the router         will forward IP multicasts from one OSPF area to another. Such a         router declares itself a wild-card multicast receiver in its         non-backbone area router-LSAs (see Section 14.6), and also         summarizes its attached areas' group membership to the backbone         in group-membership-LSAs. When building inter-area datagram         shortest-path trees, it is these routers that appear immediately         adjacent to the datagram source at the root of the tree (see         Section 3.2). Not all multicast-capable area border routers need         be configured as inter-area multicast forwarders. However,         whenever both ends of a virtual link are multicast-capable, they         must both be configured as inter-area multicast forwarders (see         Section 14.11). 
  776.  
  777.     o   Inter-AS multicast forwarder. Indicates whether the router will         forward IP multicasts between Autonomous Systems. Such a router         declares itself a wild-card multicast receiver in its router-         LSAs (see Section 14.6). These routers are also assumed to be         running some kind of inter-AS multicast protocol. They mark all         external routes that they import into the OSPF domain as to         whether they provide multicast connectivity (see Section 14.9).         When building inter-AS multicast datagram trees, it is these         routers that appear immediately adjacent to the datagram source         at the root of the tree. 
  778.  
  779.     8.1.  Additions to the OSPF area structure 
  780.  
  781.         The OSPF area data structure is described in Section 6 of         [OSPF]. In a MOSPF router, the following item is added to the         OSPF area structure: 
  782.  
  783.         o   List of group-membership-LSAs. These link state             advertisements describe the location of the area's multicast             group members.  Group-membership-LSAs are flooded throughout             a single area only. Area border routers also summarize their             attached areas' membership by originating group-membership-             LSAs into the backbone area. For more information, see 
  784.  
  785.  
  786.  
  787. Moy                                                            [Page 41] 
  788.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  789.  
  790.              Sections 3.1 and 10. 
  791.  
  792.     8.2.  Additions to the OSPF interface structure 
  793.  
  794.         The OSPF interface structure is described in Section 9 of         [OSPF]. In a MOSPF router, the following items are added to the         OSPF interface structure. Note that the IPMulticastForwarding         parameter is really a description of the attached network. As         such, it should be configured identically on all routers         attached to a common network; otherwise incorrect routing of         multicast datagrams may result[13]. 
  795.  
  796.         o   IPMulticastForwarding. This configurable parameter indicates             whether IP multicasts should be forwarded over the attached             network, and if so, how the forwarding should be done. The             parameter can assume one of three possible values: disabled,             data-link multicast and data-link unicast. When set to             disabled, IP multicast datagrams will not be forwarded out             the interface. When set to data-link multicast, IP multicast             datagrams will be forwarded as data-link multicasts. When             set to data-link unicast, IP multicast datagrams will be             forwarded as data-link unicasts. The default value for this             parameter is data-link multicast. The other two settings are             for use in the special circumstances described in Sections             6.3 and 6.4. When set to disabled or to data-link unicast,             IGMP group membership is not monitored on the attached             network. 
  797.  
  798.         o   IGMPPollingInterval. When the router is actively monitoring             group membership on the attached network, it periodically             sends IGMP Host Membership Queries. IGMPPollingInterval is a             configurable parameter indicating the number of seconds             between IGMP Host Membership Queries.  The router actively             monitors group membership on the attached network when both             a) the interface's IPMulticastForwarding parameter is set to             data-link multicast and b) the router has been elected             Designated Router on the attached network. See Section 9 for             details. 
  799.  
  800.         o   IGMPTimeout. This configurable parameter indicates the             length of time (in seconds) that a local group database             entry associated with this interface will persist without             another matching IGMP Host Membership Report being received.             See Section 9 for details. 
  801.  
  802.         o   IGMP polling timer. The firing of this interval timer causes             an IGMP Host Membership Query to be sent out the interface.             The length of this timer is the configurable parameter 
  803.  
  804.  
  805.  
  806. Moy                                                            [Page 42] 
  807.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  808.  
  809.              IGMPPollingInterval. See Section 9 for details. 
  810.  
  811.     8.3.  Additions to the OSPF neighbor structure 
  812.  
  813.         The OSPF neighbor structure is defined in Section 10 of [OSPF].         In a MOSPF router, the following items are added to the OSPF         neighbor structure: 
  814.  
  815.         o   Neighbor Options. This field was already defined in the OSPF             specification. However, in MOSPF there is a new option which             indicates the neighbor's multicast capability. This new             option is learned in the Database Exchange process through             reception of the neighbor's Database Description packets,             and determines whether group-membership-LSAs are flooded to             the neighbor. See the items concerning flooding in Section             14 for a more detailed explanation. 
  816.  
  817.     8.4.  The local group database 
  818.  
  819.         The local group database has already been introduced in Section         2.3.1.  The current section attempts a more precise definition.         The local group database tracks the group membership of the         router's directly attached networks. Database entries are         created and maintained by the IGMP protocol. Database entries         can cause group-membership-LSAs to be originated, which in turn         enable the pruning of datagram shortest-path trees. The local         group database also dictates the router's responsibility for the         delivery of multicast datagrams to directly attached group         members. 
  820.  
  821.         Each entry in the local group database has three components: the         multicast group, the attached network and the entry's age. A         database entry is indexed by the first two components: multicast         group and attached network. A database lookup function is         assumed to exist, so that given a [multicast group, attached         network] pair, the matching database entry (if any) can be         discovered. A database entry for [Group A, Network N1] exists if         and only if there are Group A members currently located on         Network N1. 
  822.  
  823.         The three components of a local group database entry are defined         as follows: 
  824.  
  825.         o   MulticastGroup. The multicast group whose members are being             tracked by this entry. Each multicast group is represented             as a class D IP address. For the semantics of multicast             group membership, see [RFC 1112]. 
  826.  
  827.  
  828.  
  829.  Moy                                                            [Page 43] 
  830.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  831.  
  832.          o   AttachedNetwork. Each database entry is concerned with the             group members belonging to a single attached network. To get             a complete picture of the local group membership (when for             example building a group-membership-LSA), it may be             necessary to consult multiple database entries, one for each             attached network. Note that a router is only required to             maintain entries for those attached networks on which the             router has been elected Designated Router or Backup             Designated Router (see Section 9). 
  833.  
  834.         o   Age. Indicates the number of seconds since an IGMP Host             Membership Report for multicast Group A has been seen on             Network N1. If the age field hits Network N1's configured             IGMPTimeout value, the local group database entry is removed             (i.e., the entry has "aged out"). See Sections 9.2 and 9.3             for more information. 
  835.  
  836.     8.5.  The forwarding cache 
  837.  
  838.         The forwarding cache has already been defined in Section 2.3.         The current section attempts a more precise definition. Each         entry in the forwarding cache indicates how a multicast datagram         having a particular [source network, destination multicast         group, IP TOS] will be forwarded. A forwarding cache entry is         built on demand from the local group database and the datagram's         shortest-path tree. For more details, consult Sections 2.3.4 and         12. 
  839.  
  840.         Each entry in the forwarding cache has six components: the         multicast datagram's source network, the destination multicast         group, the IP TOS, the upstream node, the list of downstream         interfaces and (possibly) a list of downstream neighbors. A         forwarding cache entry is indexed by source network, destination         multicast group and IP TOS. A lookup function is assumed to         exist, so that given a multicast datagram with a particular [IP         source, destination multicast group, IP TOS], a matching cache         entry (if any) can be found. 
  841.  
  842.         The six components of a forwarding cache entry are defined as         follows: 
  843.  
  844.         o   Source network. The datagram's source network is described             by a network/subnet/supernet number and its corresponding             mask. The source network for a datagram is discovered via a             routing table/database lookup of the datagram's IP source             address, as described in Section 11.2. 
  845.  
  846.  
  847.  
  848.  
  849.  
  850. Moy                                                            [Page 44] 
  851.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  852.  
  853.          o   Destination multicast group. The destination group to which             matching datagrams are being forwarded. For the semantics of             multicast group membership, see [RFC 1112]. 
  854.  
  855.         o   IP TOS. The IP Type of Service specified by matching             datagrams. Note that this means that the path of the             multicast datagram depends on its TOS classification. 
  856.  
  857.         o   Upstream node. The attached network/neighboring router from             which the datagram must be received. If received from a             different attached network/neighboring router, the matching             datagram is dropped instead of forwarded. This prevents             unwanted replication of multicast datagrams. It is possible             that the upstream node is unspecified (i.e., set to NULL).             In this case, matching datagrams will always be dropped, no             matter where they are received from. It is also possible             that the upstream node is specified as the placeholder             EXTERNAL. This means that the datagram must be received on a             non-MOSPF interface in order to be forwarded. 
  858.  
  859.         o   List of downstream interfaces. These are the router             interfaces that the matching datagram should be forwarded             out of (assuming that the datagram was received from             upstream node). Each interface is also listed with a TTL             value. The TTL value is the minimum number of hops necessary             to reach the closest (in terms of router hops) group member.             This allows the router to drop datagrams that have no chance             of reaching a destination group member. 
  860.  
  861.         o   List of downstream neighbors. When the datagram is to be             forwarded out a non-broadcast multi-access network, or if             the interface's IPMulticastForwarding parameter is set to             data-link unicast, the datagram must be forwarded separately             to each downstream neighbor (see Sections 2.3.3 and 6.4). As             done for downstream interfaces, each downstream neighbor is             specified together with the smallest TTL that will actually             reach a group member. 
  862.  
  863. 9.  Interaction with the IGMP protocol 
  864.  
  865.     MOSPF uses the IGMP protocol (see [RFC 1112]) to monitor multicast     group membership. In short, the Designated Router on a network     periodically sends IGMP Host Membership Queries (see Section 9.1),     which in turn elicit IGMP Host Membership Reports from the network's     multicast group members. These Host Membership Reports are then     recorded in the Designated Router's and Backup Designated Router's     local group databases (see Section 9.2). 
  866.  
  867.  
  868.  
  869.  Moy                                                            [Page 45] 
  870.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  871.  
  872.      9.1.  Sending IGMP Host Membership Queries 
  873.  
  874.         Only the network's Designated Router sends Host Membership         Queries.  This minimizes the amount of group membership         information on the network, both in terms of queries and         responses. 
  875.  
  876.         When a MOSPF router becomes Designated Router on a network, it         checks to see that the network's IPMulticastForwarding parameter         is set to data-link multicast (see Section B.2). If so, it         starts the interface's IGMP polling timer. Then, whenever the         timer fires (every IGMPPollingInterval seconds), the MOSPF         router sends a Host Membership Query out the interface. The         destination of the query is the IP address 224.0.0.1. For the         format of the query, see [RFC 1112].  If/when the MOSPF router         ceases to be the network's Designated Router, the IGMP polling         timer is disabled and no more Hosts Membership Queries are sent. 
  877.  
  878.         Unusual behavior can result when multiple IP networks are         assigned to a single physical network. MOSPF treats each such IP         network separately, electing (possibly) a different Designated         Router for each network.  However, IGMP operates on a physical         network basis only: when a Host Membership Query is sent, all         group members on the physical network respond, regardless of         their IP addresses. So unless the IPMulticastForwarding         parameter is set to a value other than data-link multicast on         all but one of the physical network's IP networks, excess         multicast membership reporting will result. 
  879.  
  880.     9.2.  Receiving IGMP Host Membership Reports          Received Host Membership Reports are processed by both the         network's Designated Router and Backup Designated Router. It is         the Designated Router's responsibility to distribute the         network's group membership information throughout the routing         domain, by originating group-membership-LSAs (see Section 10).         The Backup Designated Router processes Reports so that it too         has a complete picture of the network's group membership,         enabling a quick cutover upon Designated Router failure. 
  881.  
  882.         An IGMP Host Membership Report concerns membership in a single         IP multicast group (call it Group A). The Report is sent to the         Group A address so that other group members may see the Report         and avoid sending duplicates (see [RFC 1112] for details). When         an IGMP Host Membership Report, sent on Network N[14], is         received by a MOSPF router, the following steps are executed: 
  883.  
  884.  
  885.  
  886.  
  887.  
  888. Moy                                                            [Page 46] 
  889.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  890.  
  891.          (1) If the router is neither the Designated Router nor the             Backup Designated Router on the network, the Report is             discarded and processing stops. 
  892.  
  893.         (2) If the Report concerns a multicast group in the range             224.0.0.1 - 224.0.0.255, the Report is discarded and             processing stops. This range of multicast groups are for             local use (single hop) only, and datagrams sent to these             destinations are never forwarded by multicast routers. 
  894.  
  895.         (3) Locate the entry for [Group A, Network N] in the local group             database.  If no such entry exists, create one. In any case,             set the age of the entry to 0. Note that even if multiple             hosts attached to Network N report membership in the same             group, only a single local group database entry will be             formed. See Section 8.4 for more details concerning the             local group database. 
  896.  
  897.         (4) If the router is the network's Designated Router, and a             local group database entry was created in the previous step,             it may be necessary to originate a new group-membership-LSA.             See Section 10 for details. 
  898.  
  899.     9.3.  Aging local group database entries 
  900.  
  901.         Every local database entry has an age field. Suppose that there         is a database entry for [Group A, Network N1]. The age field         then indicates the length of time (in seconds) since the last         Host Membership Report for Group A was received on Network N1.         If the age of the entry reaches Network N1's configured         IGMPTimeout value (see Section B.2), the entry is considered         invalid and is removed from the database. 
  902.  
  903.         Note that when a router, after having been either Network N1's         Designated Router or Backup Designated Router, but now being         neither, will (after IGMPTimeout seconds) automatically age out         all of its local group database entries associated with Network         N1. For this reason, it is not necessary to purge local group         database entries on OSPF interface state changes. 
  904.  
  905.     9.4.  Receiving IGMP Host Membership Queries 
  906.  
  907.         If a MOSPF router has internal multicast applications, and if         the applications have bound themselves to certain interfaces         (using the RFC 1112 representation described in Section 5), then         the MOSPF router responds to received Host Membership Queries by         issuing Host Membership Reports. Identical to the operation of         any IP host supporting multicast applications, the exact 
  908.  
  909.  
  910.  
  911. Moy                                                            [Page 47] 
  912.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  913.  
  914.          procedure for issuing these Host Membership Reports is specified         in [RFC 1112]. Note that in this case, if the router has been         elected Designated Router on a network, it must receive its own         Host Membership Reports and Host Membership Queries. 
  915.  
  916.         If instead all of its applications have joined groups in an         interface-independent fashion (using the MOSPF-specific         representation described in Section 5), the MOSPF router does         not respond to Host Membership Queries. Instead, the MOSPF         router communicates this membership information by originating         appropriate group-membership-LSAs (see Section 10.1). 
  917.  
  918. 10.  Group-membership-LSAs 
  919.  
  920.     Group-membership-LSAs provide the means of distributing membership     information throughout the MOSPF routing domain. Group-membership-     LSAs are specific to a single OSPF area (see Section 3.1). Each     group-membership-LSA concerns a single multicast group. Essentially,     the group-membership-LSA lists those networks which are directly     connected to the LSA's originator and which contain one or more     group members. For more details on how the group-membership-LSA     augments the OSPF link state database, see Section 2.3.1. 
  921.  
  922.     The creation of group-membership-LSAs is discussed in Section 10.1.     The format of the group-membership-LSA is described in Section A.3.     A router will originate a group membership-LSA for multicast group A     when one or more of the following conditions hold: 
  923.  
  924.     (1) The router is Designated Router on a network (call it Network         X), the interface to Network X has its IPMulticastForwarding         parameter set to data-link multicast (see Section B.2), and         Network X contains one or more members of Group A. 
  925.  
  926.     (2) The router is an inter-area multicast forwarder (see Section         B.1), and one or more of the router's attached non-backbone         areas contain Group A members. In this case, the router will         originate a group-membership-LSA for Group A into the backbone.         This is the way group membership is conveyed between areas (see         Section 3.1). 
  927.  
  928.     (3) The router itself has applications that are requesting         membership in Group A, in an interface-independent fashion (see         Section 5). 
  929.  
  930.     As for all other types of OSPF link state advertisements (e.g,     router-LSAs, network-LSAs, etc.), group-membership-LSAs are aged as     they are held in a router's link state database. To prevent valid     advertisements from "aging out", a router must refresh its self- 
  931.  
  932.  
  933.  
  934. Moy                                                            [Page 48] 
  935.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  936.  
  937.      originated group-membership-LSAs every LSRefreshTime interval, by     incrementing their LS sequence numbers and reissuing them. In     addition, when an event occurs that would alter one of the router's     self-originated group-membership-LSAs, a new instance of the LSA is     issued with an updated (i.e., incremented by 1) LS sequence number.     Note however that a router is not allowed to originate two new     instances of the same advertisement within MinLSInterval seconds.     For that reason, occasionally advertisement originations will need     to be deferred. Also, an event may occur that makes it inappropriate     for the router to continue to originate a particular LSA. In that     case, the router flushes the advertisement from the routing domain     by "premature aging". For more information concerning the     maintenance of LSAs, see Sections 12, 12.4, 14 and 14.1 of [OSPF]. 
  938.  
  939.     When one of the following events occurs, it may be necessary for a     router to (re)issue one or more group-membership-LSAs: 
  940.  
  941.     (1) One of the router's interfaces changes state. For example, the         router may have become Designated Router on a particular         network, causing the router to start advertising the network's         group membership to the rest of the MOSPF system in group-         membership-LSAs. 
  942.  
  943.     (2) The router receives an IGMP Host Membership Report, causing a         new local group database entry to be formed (see Section 9.2). 
  944.  
  945.     (3) One of the router's local group database entries "ages out",         because it is no longer being refreshed by received IGMP Host         Membership Reports (see Section 9.3). 
  946.  
  947.     (4) The router is an inter-area multicast forwarder, and the group         membership of one of the router's attached non-backbone areas         changes.  This is detected by the reception of a new, or the         flushing of an old, group-membership-LSA into/from the non-         backbone area's link state database. 
  948.  
  949.     (5) The group membership of one of the router's internal         applications changes. 
  950.  
  951.     10.1.  Constructing group-membership-LSAs 
  952.  
  953.         This section details how to build a group-membership-LSA. The         format of a group-membership-LSA is described in Section A.3.         Each group-membership-LSA concerns a single multicast group. The         body of the advertisement is a list of the local transit nodes         (the router itself and directly attached transit networks) that         contain group members. Section 10 listed the conditions         requiring the (re)origination of a group-membership-LSA. Note 
  954.  
  955.  
  956.  
  957. Moy                                                            [Page 49] 
  958.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  959.  
  960.          that if the router is an area border router, it may be necessary         to originate a separate group-membership-LSA for each attached         area. 
  961.  
  962.         The following defines the contents of a group-membership-LSA, as         originated by Router X into Area A. It is assumed that the         group-membership-LSA is to report membership in multicast group         G: 
  963.  
  964.         o   The advertisement fields that are not type-specific (LS age,             LS sequence number, LS checksum and length) are set             according to Section 12.1 of [OSPF]. 
  965.  
  966.         o   The Options field of a group-membership-LSA is not processed             on receipt. However, for consistency, the Option field in             these advertisements should have its MC-bit set, T-bit             clear, and the E-bit should match the configuration of Area             A (i.e., set if and only if Area A is not a stub area). The             rest of the Options field is set to 0. 
  967.  
  968.         o   The Link State ID is set to the group whose membership is             being reported (Group G). 
  969.  
  970.         o   The Advertising Router is set to the OSPF Router ID of the             router originating the advertisement (Router X). 
  971.  
  972.         o   The body of the advertisement is a list of local transit             vertices that should be labelled with Group G membership             (see Section 2.3.1). This list may include the advertising             router itself, and any of the transit networks that are             directly attached to said router. The following steps             determine which of these transit vertices are actually             included in the group-membership-LSA. Note that any             particular vertex should be listed at most once, even though             the following may indicate multiple reasons for a particular             vertex to be listed. Also note that if no transit vertices             are listed by the advertisement, the advertisement should             not be (re)originated; if an instance of the advertisement             already exists, it should then be flushed from the link             state database using the premature aging procedure specified             in Section 14.1 of [OSPF]. 
  973.  
  974.             a.  Consider those entries in the local group database that                 describe Group G membership (see Section 8.4). Consider                 each such entry in turn. Each entry references one of                 Router X's attached networks (call it Network N). If                 either Network N does not belong to Area A, or if Router                 X is not Network N's Designated Router[15], Network N 
  975.  
  976.  
  977.  
  978. Moy                                                            [Page 50] 
  979.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  980.  
  981.                  should not be added to the group-membership-LSA, and the                 next local group database entry should be examined.                 Otherwise, if N is a stub network (e.g., Router X is the                 only OSPF router attached to N), Router X adds itself to                 the advertisement by adding a vertex with Vertex type                 set to 1 (router) and Vertex ID set to Router X's OSPF                 Router ID. Otherwise, N is a transit network. In this                 case, Network N should be added to the advertisement by                 adding a vertex with Vertex type set to 2 (network) and                 Vertex ID set to the IP address of Network N's                 Designated Router (i.e., Router X's IP interface address                 on Network N). 
  982.  
  983.             b.  If Router X itself has applications requesting Group G                 membership on an interface-independent basis (see                 Section 5), it should add itself to the advertisement by                 adding a vertex with Vertex type set to 1 (router) and                 Vertex ID set to Router X's OSPF Router ID. 
  984.  
  985.             c.  If Router X is an inter-area multicast forwarder (see                 Section 3.1), Area A is the backbone area (Area ID                 0.0.0.0), and at least one of Router X's attached non-                 backbone areas has Group G members (indicated by the                 presence of one or more advertisements in the areas'                 link state databases having Link State ID set to Group G                 and LS age set to a value other than MaxAge[16]), then                 Router X should add itself to the advertisement by                 adding a vertex with Vertex type set to 1 (router) and                 Vertex ID set to Router X's OSPF Router ID. 
  986.  
  987.         Consider as an example the network configuration in Figure 4.         Suppose that Router RT2 has been elected Designated Router for         Network N3.  Router RT2 would then originate (into Area 1) the         following group-membership-LSA for Group B: 
  988.  
  989.           ; RT2's group-membership-LSA for Group B 
  990.  
  991.           LS age = 0                     ;always true on origination           Options = (E-bit|MC-bit)           LS type = 6                    ;group-membership-LSA           Link State ID = Group B           Advertising Router = RT2's Router ID                  Vertex type = 1         ;RT2 itself (for stub N2)                  Vertex ID = RT2's Router ID                  Vertex type = 2         ;Network N3 (since RT2 is DR)                  Vertex ID = RT2's IP interface address on N3 
  992.  
  993.  
  994.  
  995.  
  996.  
  997. Moy                                                            [Page 51] 
  998.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  999.  
  1000.      10.2.  Flooding group-membership-LSAs 
  1001.  
  1002.         When MOSPF routers and non-multicast OSPF routers are mixed         together in a routing domain, the group-membership-LSAs are not         flooded to the non-multicast routers[17].  As a general design         principle, optional OSPF advertisements are only flooded to         those routers that understand them. 
  1003.  
  1004.         A MOSPF router learns of its neighbor's multicast-capability at         the beginning of the "Database Exchange Process" (see Section         10.6 of [OSPF], receiving Database Description packets from a         neighbor in state Exstart). A neighbor is multicast-capable if         and only if it sets the MC-bit in the Options field of its         Database Description packets.  Then, in the next step of the         Database Exchange process, group-membership-LSAs are included in         the Database summary list sent to the neighbor (see Sections 7.2         and 10.3 of [OSPF]) if and only if the neighbor is multicast-         capable. 
  1005.  
  1006.         When flooding group-membership-LSAs to adjacent neighbors, a         MOSPF router looks at the neighbor's multicast-capability.         Group-membership-LSAs are only flooded to multicast-capable         neighbors. To be more precise, in Section 13.3 of [OSPF],         group-membership-LSAs are only placed on the Link state         retransmission lists of multicast-capable neighbors[18].  Note         however that when sending Link State Update packets as         multicasts, a non-multicast neighbor may (inadvertently) receive         group-membership-LSAs. The non-multicast router will then simply         discard the LSA (see Section 13 of [OSPF], receiving LSAs having         unknown LS types). 
  1007.  
  1008. 11.  Detailed description of multicast datagram forwarding 
  1009.  
  1010.     This section describes in detail the way MOSPF forwards a multicast     datagram. The forwarding process has already been informally     presented in Section 2.2. However, there are several obscure     configuration options (e.g., the IPMulticastForwarding interface     parameter) that have been presented elsewhere in this document,     which may influence the forwarding process. This section gathers     together all the influencing factors into a single algorithm. 
  1011.  
  1012.     It is assumed in the following that the datagram under consideration     has actually be received on one of the router's interfaces. Locally     generated datagrams (i.e., originated by one of the router's     internal applications) are handled instead by the algorithm in     Section 11.3. 
  1013.  
  1014.  
  1015.  
  1016.  
  1017.  
  1018. Moy                                                            [Page 52] 
  1019.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1020.  
  1021.      Assume that the datagram's IP destination is Group G. The forwarding     process then consists of the following steps: 
  1022.  
  1023.     (1) Upon reception of the datagram, the MOSPF router notes the         following parameters. These parameters are examined in later         steps, to determine whether the datagram should be forwarded. 
  1024.  
  1025.         a.  The receiving MOSPF interface associated with the datagram.             Based on the receiving physical interface, the receiving             MOSPF interface is selected by the algorithm in Section             11.1. 
  1026.  
  1027.         b.  Whether the datagram was received as a link-level             multicast/broadcast or as a link-level unicast. This             information is used later in Step 7 to help determine             whether the datagram should be forwarded. 
  1028.  
  1029.     (2) A copy of the datagram should be passed to each internal         application that has joined Group G on the receiving MOSPF         interface (see Section 5). 
  1030.  
  1031.     (3) If the datagram's IP source address matches the receiving MOSPF         interface's IP address, the datagram should not be forwarded         further, and should instead be discarded, completing the         forwarding process.  This keeps the router's own locally         originated datagrams from being mistakenly replicated, in those         cases where the receiving MOSPF interface receives its own         multicast transmissions. 
  1032.  
  1033.     (4) If Group G falls into the range 224.0.0.1 through 224.0.0.255         inclusive, the datagram should not be forwarded further. This         range of addresses has been dedicated for use on a local network         segment only. 
  1034.  
  1035.     (5) Associate a source network (SourceNet) with the multicast         datagram, as described in Section 11.2. If SourceNet cannot be         determined (i.e., there is no available unicast route back to         the datagram source), the datagram should not be forwarded         further. 
  1036.  
  1037.     (6) Look up the forwarding cache entry (see Section 8.5) matching         the datagram's [SourceNet, Group G, TOS] combination. If the         cache entry does not yet exist, one is built by the calculation         in Section 12. In order for the datagram to be forwarded, the         contents of the forwarding cache entry must be further verified         against the received datagram's characteristics as follows: 
  1038.  
  1039.  
  1040.  
  1041.  
  1042.  
  1043. Moy                                                            [Page 53] 
  1044.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1045.  
  1046.          a.  If the forwarding cache entry's upstream node is unspecified             (i.e., NULL), then the datagram should not be forwarded             further. 
  1047.  
  1048.         b.  Otherwise, suppose that the forwarding cache entry's             upstream node is set to EXTERNAL. In this case, the datagram             is forwarded further if and only if the receiving MOSPF             interface is set to NULL (i.e., if and only if the datagram             was received on a non-MOSPF interface). 
  1049.  
  1050.         c.  Otherwise, if the datagram's receiving MOSPF interface does             not attach to the forwarding cache entry's upstream node,             the datagram should not be forwarded further. 
  1051.  
  1052.     (7) If the receiving MOSPF interface's IPMulticastForwarding         parameter is set to data-link unicast, the datagram should be         forwarded further only if it was received as a data-link         unicast. 
  1053.  
  1054.     (8) At this point the datagram is eligible for further forwarding.         Before forwarding, the router checks to see whether it has any         internal applications that have joined Group G on an interface-         independent basis. If so, a copy of the datagram should be         passed to each such requesting application process. 
  1055.  
  1056.     (9) Examine each of the downstream interfaces listed in the         forwarding cache entry. If the TTL in the datagram is greater         than or equal to the TTL specified for the downstream interface,         a copy of the datagram should be forwarded out the downstream         interface. Before forwarding the datagram copy, the copy's TTL         should be decremented by 1. On most interfaces, the datagram is         forwarded as a data-link multicast/broadcast. The exact data-         link encapsulation is dependent on the attached network's type: 
  1057.  
  1058.         o   On ethernet and IEEE 802.3 networks, the datagram is             forwarded as a data-link multicast. The destination data-             link multicast address is selected as an algorithmic             translation of the IP multicast destination. See [RFC 1112]             for details. 
  1059.  
  1060.         o   On FDDI networks, the datagram is forwarded as a data-link             multicast.  The destination data-link multicast address is             selected as an algorithmic translation of the IP multicast             destination. See [RFC 1390] for details. 
  1061.  
  1062.         o   On SMDS networks, the datagram is forwarded using the same             SMDS address that is used by IP broadcast datagrams. See             [RFC 1209] for details. 
  1063.  
  1064.  
  1065.  
  1066. Moy                                                            [Page 54] 
  1067.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1068.  
  1069.          o   On networks that support broadcast, but not multicast (e.g.,             the Experimental Ethernet), the datagram is forwarded as a             data-link broadcast. See [RFC 1112] for details. 
  1070.  
  1071.         o   On point-to-point networks, the datagram is forwarded in the             same way that unicast datagrams are forwarded. See [RFC             1112] for details. 
  1072.  
  1073.     (10)         Examine each of the downstream neighbors listed in the         forwarding cache entry. If the TTL in the datagram is greater         than or equal to the TTL specified for the downstream neighbor,         a copy of the datagram should be forwarded to the downstream         neighbor (as a data-link unicast). Before forwarding the         datagram copy, the copy's TTL should be decremented by 1. 
  1074.  
  1075.     ICMP error messages are never generated in response to received IP     multicasts. In particular, ICMP destination unreachables and ICMP     TTL expired messages are not generated by the above procedure if the     router refuses to forward a multicast datagram. 
  1076.  
  1077.     11.1.  Associating a MOSPF interface with a received datagram 
  1078.  
  1079.         A MOSPF interface must be associated with a received multicast         datagram before it is forwarded (see Step 1a of Section 11), and         with received IGMP Host Membership Reports before they are         processed (see Section 9.2). 
  1080.  
  1081.         When there is only a single IP network assigned to the physical         interface that received the datagram, the choice of receiving         MOSPF interface is clear. When there are multiple logical IP         networks attached to the receiving physical interface, the         receiving MOSPF interface is selected as follows. Examine all of         the MOSPF interfaces associated with the receiving physical         interface. Discard those interfaces whose IPMulticastForwarding         parameter has been set to disabled. The receiving MOSPF         interface is then the remaining interface having the highest IP         interface address (or NULL if there are no remaining         interfaces)[19]. 
  1082.  
  1083.     11.2.  Locating the source network 
  1084.  
  1085.         MOSPF forwarding cache entries are indexed by the datagram's         source IP network/subnet/supernet. For this reason, whenever an         IP multicast datagram is received, the IP network belonging to         the datagram's IP source address must be found. This is         accomplished by the following algorithm: 
  1086.  
  1087.  
  1088.  
  1089.  Moy                                                            [Page 55] 
  1090.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1091.  
  1092.          Look up the OSPF TOS 0 routing table entry[20] corresponding to         the datagram's IP source address, as described in Section 11.1         of [OSPF].  If this routing table entry describes an OSPF         intra-area or inter-area route, the source network is set to be         the network defined by the routing table entry's Destination ID         and Address Mask (see Section 11 of [OSPF]). Otherwise (i.e.,         the routing table entry specifies an external route, or there is         no matching routing table entry), the list of matching AS         external-link-LSAs is examined. A matching AS external-link-LSA         is one that describes a network which contains the datagram's IP         source address. The list of matching AS external-link-LSAs is         pruned in the following steps to determine the source network: 
  1093.  
  1094.         (1) Those AS external-link-LSAs with MC-bit clear (see Section             A.1), or with LS age set to MaxAge, or which have been             originated by unreachable AS boundary routers are discarded. 
  1095.  
  1096.         (2) AS external-link-LSAs specifying Type 1 external metrics are             always preferred over those specifying Type 2 external             metrics. 
  1097.  
  1098.         (3) If there are still multiple AS external-link-LSAs remaining,             those specifying the best matching (i.e., most specific)             network are selected. The source network is then set to the             network/subnet/supernet (possibly even the default route)             described by the best matching AS external-link-LSAs. Note             that AS external-link-LSAs specifying a cost of LSInfinity             are eligible for this best match, as long as their MC-bit is             set.[21] 
  1099.  
  1100.         It is possible that two different MOSPF routers may calculate         the same multicast datagram's source network differently. For         example, consider the network configuration shown in Figure 4.         When calculating the source network for a datagram whose source         is Network N10 and destination is Group Ma, Router RT11 would         calculate the source network as Network N10 itself, while Router         RT10 would calculate the source network as the aggregate of         Networks N9-N11 and Host H1 (advertised in a single summary-         link-LSA by Router RT11). However, despite the possibility of         routers selecting different source networks, all routers will         still agree on the datagram's shortest-path tree. 
  1101.  
  1102.         External sources are treated differently in the above         calculation since it is likely that the Internet will have         separate multicast and unicast topologies for some time to come.         When the multicast and unicast topologies do merge, the MC-bit         will be set on all AS external-link-LSAs and the above use of         the LSInfinity metric (to indicate a route that is to be used 
  1103.  
  1104.  
  1105.  
  1106. Moy                                                            [Page 56] 
  1107.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1108.  
  1109.          for multicast traffic, but not unicast traffic), will no longer         be necessary. At that time, the determination of source network         for external sources will revert to the same simple routing         table lookup that is used for internal sources. 
  1110.  
  1111.         As an example of the logic for external sources, suppose a         multicast datagram is received having the IP source address         10.1.1.1. Suppose also that the three AS external-link-LSAs         shown in Table 3 are in the router's OSPF database. The OSPF         routing table lookup would yield the network 10.1.1.0 with a         mask of 255.255.255.0, however the above calculation would         choose a source network of 10.1.0.0 with a mask of 255.255.0.0,         despite the fact that its matching LSA has a cost of LSInfinity. 
  1112.  
  1113.     11.3.  Forwarding locally originated multicasts 
  1114.  
  1115.         This section describes how a MOSPF router forwards a multicast         datagram that has been originated by one of the router's own         internal applications. The process begins with one of the         router's internal applications formatting and addressing the         datagram. Forwarding the locally originated multicast then         consists of the following steps: 
  1116.  
  1117.         (1) Find the router interface whose IP address matches the             datagram's source address. Multicast the datagram out that             interface, according to the Host extensions for IP             multicasting specified in [RFC 1112]. 
  1118.  
  1119.         (2) If the router interface found in the previous step has been             configured for MOSPF, and if its IPMulticastForwarding             parameter is not equal to disabled, then set the receiving             MOSPF interface to that interface.  Otherwise, set the             receiving MOSPF interface to NULL. 
  1120.  
  1121.         (3) Execute the MOSPF forwarding process described in Section             11, beginning with its Step 4. 
  1122.  
  1123.           Network    Mask            Cost                 MC-bit          ______________________________________________________          10.1.1.0   255.255.255.0   Type 1: 10           clear          10.1.0.0   255.255.0.0     Type 2: LSInfinity   set          10.0.0.0   255.0.0.0       Type 2: 1            set 
  1124.  
  1125.                   Table 3: Sample AS external-link-LSAs 
  1126.  
  1127.  
  1128.  
  1129.  
  1130.  
  1131. Moy                                                            [Page 57] 
  1132.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1133.  
  1134.          The above algorithm amounts to the router always multicasting         the datagram out the source interface, and the executing the         basic forwarding algorithm (in Section 11) as if the datagram         had actually been received on the source interface. In those         cases where the router receives its own multicast transmissions,         unwanted replication is prevented by Step 3 of Section 11. In         fact, this specification has purposely presented the forwarding         algorithm (both for received and for locally originated         datagrams) so that the correct forwarding actions are taken         independent of whether the router receives its own multicast         transmissions. 
  1135.  
  1136. 12.  Construction of forwarding cache entries 
  1137.  
  1138.     This section details the building of a MOSPF forwarding cache entry.     A high level discussion of this construction has already been     presented in Sections 2.3, 2.3.1, 2.3.2, 3.2, and 4.1. Forwarding     cache entries are built on demand, when a multicast datagram is     received and no matching forwarding cache entry is found (see Step 6     of Section 11).  The parameters passed to the forwarding cache entry     build process are: the datagram's source network (see Section 11.2)     and its destination group address. These two parameters are called     SourceNet and Group G in the following algorithm. The main steps in     the build process are the following: 
  1139.  
  1140.     (1) Allocate the forwarding cache entry. Initialize its Source         network to SourceNet, its Destination multicast group to Group G         and its IP TOS field to match the multicast datagram's TOS.         Initialize its upstream node and list of downstream interfaces         to NULL. 
  1141.  
  1142.     (2) For each Area A to which the calculating router is attached: 
  1143.  
  1144.         a.  Calculate Area A's datagram shortest-path tree. This             calculation is described in Section 12.2 below. In many ways             it is similar to the calculation of OSPF's intra-area             routes, described in Section 16.1 of [OSPF]. The main             differences between the multicast datagram shortest-path             tree calculation and OSPF's intra-area unicast calculation             are listed in Section 12.2.9 below. As a product of each             area's datagram shortest-path tree, the forwarding cache             entry's list of outgoing interfaces is (possibly) updated. 
  1145.  
  1146.             Area A's datagram shortest-path tree is dependent on the             datagram's IP TOS. Section 12.2 describes the TOS 0 datagram             shortest-path tree. The modifications necessary for non-zero             TOS values are detailed in Section 12.2.8. 
  1147.  
  1148.  
  1149.  
  1150.  Moy                                                            [Page 58] 
  1151.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1152.  
  1153.          b.  Possibly set the forwarding cache entry's upstream node.             Only one of the calculating router's attached areas will             determine the forwarding cache entry's upstream node. This             area is called the datagram's RootArea. The RootArea is             initially set to NULL. After completing Area A's datagram             shortest-path tree, the calculation in Section 12.2.7 will             determine whether Area A is the datagram's RootArea. 
  1154.  
  1155.     (3) Update the forwarding cache entry's list of outgoing interfaces,         according to the contents of the local group database. This         ensures multicast delivery to group members residing on the         calculating router's directly attached networks. This process is         described in Section 12.3. 
  1156.  
  1157.     These main steps are described in more detail below. The detailed     description begins with an explanation of the major data structure     used by the datagram shortest-path tree calculation: The Vertex data     structure. 
  1158.  
  1159.     12.1.  The Vertex data structure 
  1160.  
  1161.         A datagram shortest-path tree is built by the Dijkstra or SPF         algorithm. The algorithm is stated herein using graph-oriented         language: vertices and links. Vertices are the area's routers         and transit networks, and links are the router interfaces and         point-to-point lines that connect them. Each vertex has the         following state information attached to it. Basically, this         information indicates the current best path from the SourceNet         to the vertex, and the position of the vertex relative to the         calculating router. Note that a separate datagram shortest-path         tree is built for each area, and that the vertices described         below are also specific to a single area (called Area A). 
  1162.  
  1163.         o   Vertex type. Set to 1 for routers, 2 for transit networks.             Note that this coding matches the coding for vertices listed             in the group-membership-LSA (see Section A.3). 
  1164.  
  1165.         o   Vertex ID. A 32-bit identifier for the vertex. For routers,             set to the router's OSPF Router ID. For transit networks,             set the IP address of the network's Designated Router. Note             that this coding matches the coding for vertices listed in             the group-membership-LSA (see Section A.3). 
  1166.  
  1167.         o   LSA. The link state advertisement describing the vertex'             immediate neighborhood. Can be discovered by performing a             database lookup in Area A's link state database (see Section             12.2 of [OSPF]), with LS type set to Vertex type and Link             State ID set to Vertex ID. 
  1168.  
  1169.  
  1170.  
  1171. Moy                                                            [Page 59] 
  1172.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1173.  
  1174.          o   Parent. In the current best path from SourceNet to the             vertex, the router/transit network immediately preceding the             vertex. Note that the parent can change as better and better             paths are found, up until the vertex is installed on the             shortest-path tree. 
  1175.  
  1176.         o   IncomingLinkType. This parameter is set to the type of link             that led to Vertex's inclusion on the shortest-path tree.             Listed in order of decreasing preference[22], the possible             types are: ILVirtual (virtual links), ILDirect (vertex is             directly attached to SourceNet), ILNormal (either router-             to-router or router-to-network links), ILSummary (OSPF             summary links), ILExternal (OSPF AS external links), or             ILNone (the vertex is not on the shortest-path tree). 
  1177.  
  1178.         o   AssociatedInterface/Neighbor. If the current best path from             SourceNet to the vertex goes through the calculating router,             this parameter indicates the calculating router's interface             (or neighbor) which leads to the vertex. 
  1179.  
  1180.         o   Cost. The cost, in terms of the OSPF link state metric, of             the current best path from SourceNet to the vertex. Note             that if the cost of the path is a combination of both             external type 2 and internal OSPF metrics, that the vertex'             cost parameter reflects both cost components. Remember that             the type 2 cost component is always more significant than             the type 1 component. 
  1181.  
  1182.         o   TTL. If the current best path from SourceNet to vertex goes             through the calculating router, TTL is set to the number of             routers between the calculating router and the vertex. This             includes the calculating router, but does not include the             vertex itself. 
  1183.  
  1184.     12.2.  The SPF calculation 
  1185.  
  1186.         This section details the construction of datagram shortest-path         trees.  Such a tree describes the path of a multicast datagram         as it traverses an OSPF area. For a given datagram, each router         in an OSPF area builds an identical tree. A router connected to         multiple areas builds a separate datagram shortest-path tree for         each area. 
  1187.  
  1188.         The datagram shortest-path tree is built by the Dijkstra or SPF         algorithm, which is the same algorithm used to discover OSPF's         intra-area unicast routes (see Section 16.1 of [OSPF]). The         algorithm is stated herein and in [OSPF] using graph-oriented         language: vertices and links. Vertices are the area's routers 
  1189.  
  1190.  
  1191.  
  1192. Moy                                                            [Page 60] 
  1193.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1194.  
  1195.          and transit networks, and links are the router interfaces and         point-to-point lines that connect them. Basically, the algorithm         manipulates two lists of vertices: the candidate list and the         forming shortest-path tree. The candidate list consists of those         vertices to which paths have been discovered, but for which the         optimality of the discovered paths is yet unknown. At each cycle         of the algorithm, the vertex closest to the tree's root, yet         still remaining on the candidate list, is moved from the         candidate list to the shortest-path tree. Then the neighbors of         the just processed vertex are examined for possible addition         to/modification of the candidate list. The algorithm terminates         when the candidate list is empty. 
  1196.  
  1197.         The datagram shortest-path tree for Area A is constructed in the         following steps. The datagram's SourceNet and its destination         group G are inputs to the calculation (see Step 6 of Section         11). The datagram shortest-path tree also depends on the IP Type         of service specified in the datagrams' IP Header. However, a         discussion of TOS is deferred until Section 12.2.8; all         calculations and costs in the current section concern TOS 0         only. Call the router performing the calculation Router RTX. At         each step (and in the subordinate Sections 12.2.1 through         12.2.8) LSAs from Area A's link state database are examined. In         all cases, any LSA having LS age equal to MaxAge is ignored. The         main body of the calculation is in Steps 4 and 5, which are         repeated until the candidate list becomes empty: 
  1198.  
  1199.         (1) Initialize the algorithm's data structures. Clear the             shortest-path tree.  Initialize the state of each vertex in             Area A (i.e., the area's routers and transit networks) to:             Parent set to NULL, IncomingLinkType set to ILNone and             AssociatedInterface/Neighbor set to NULL. 
  1200.  
  1201.         (2) Initialize the candidate list. One or more vertices are             initially placed on the candidate list, depending on the             location of SourceNet with respect to Area A and Router RTX.             This breaks down into the following cases (which are named             for later reference): 
  1202.  
  1203.             o   Case SourceIntraArea: SourceNet belongs to Area A. In                 this case, the candidate list is initialized as in                 Section 12.2.1. 
  1204.  
  1205.             o   Case SourceInterArea1: SourceNet belongs to an OSPF area                 that is not directly attached to Router RTX. In this                 case, the candidate list is initialized as in Section                 12.2.2. 
  1206.  
  1207.  
  1208.  
  1209.  Moy                                                            [Page 61] 
  1210.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1211.  
  1212.              o   Case SourceInterArea2: SourceNet does not belong to Area                 A, but it still belongs to an OSPF area that is directly                 attached to Router RTX.  In this case, the candidate                 list is initialized as in Section 12.2.3. 
  1213.  
  1214.             o   Case SourceExternal: SourceNet is external to the OSPF                 routing domain, and Area A is not an OSPF stub area. In                 this case, the candidate list is initialized as in                 Section 12.2.4. 
  1215.  
  1216.             o   Case SourceStubExternal: SourceNet is external to the                 OSPF routing domain, and Area A is an OSPF stub area. In                 this case, the candidate list is initialized as in                 Section 12.2.5. 
  1217.  
  1218.             Two different routers in Area A may select different             initialization cases above. For example, consider the             network configuration shown in Figure 4. When calculating             the Area 3 datagram shortest-path tree for a datagram whose             source is Network N7 (e.g., from Host H5) and destination is             Group Ma, Router RT11 would initialize the candidate list             using Case SourceInterArea2 while Router RT9 would use Case             SourceInterArea1. Likewise, if Area 3 were configured as an             OSPF stub area and the datagram source was the external             Network N12, Router RT11 would use Case SourceStubExternal             while Router RT9 would use Case SourceInterArea1! However,             despite the possibility of routers selecting different             cases, all routers in an area will still initialize the             candidate list (and in fact, run the rest of the SPF             calculation) identically. 
  1219.  
  1220.         (3) If the candidate list is empty, the algorithm terminates. 
  1221.  
  1222.         (4) Move the closest candidate vertex to the shortest-path tree.             Select the vertex on the candidate list that is closest to             SourceNet (i.e., has the smallest Cost value). If there are             multiple possibilities, select transit networks over             routers. If there are still multiple possibilities             remaining, select the vertex having the highest Vertex ID.             Call the chosen vertex Vertex V. Remove Vertex V from the             candidate list, and install it on the shortest-path tree. 
  1223.  
  1224.             Next, determine whether Vertex V has been labelled with the             Destination multicast Group G. If so, it may cause the             forwarding cache entry's list of outgoing             interfaces/neighbors to be updated. See Section 12.2.6 for             details. 
  1225.  
  1226.  
  1227.  
  1228.  Moy                                                            [Page 62] 
  1229.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1230.  
  1231.          (5) Examine Vertex V's neighbors for possible inclusion in the             candidate list. Consider Vertex V's LSA. Each link in the             LSA describes a connection to a neighboring router/network.             If the link connects to a stub network, examine the next             link in the LSA. Otherwise, the link (Link L) connects to a             neighboring transit node. Call this node Vertex W. Perform             the following steps on Vertex W: 
  1232.  
  1233.             a.  If W is already on the shortest-path tree, or if W's LSA                 does not contain a link back to vertex V, or if W's LSA                 has LS age of MaxAge, or if W is not multicast-capable                 (indicated by the MC-bit in the LSA's Options field),                 examine the next link in V's LSA. 
  1234.  
  1235.             b.  Otherwise determine the cost to associate with the link                 from V to W.  If SourceNet belongs to Area A (Case                 SourceIntraArea in Step 2), use the cost listed for Link                 L in V's LSA. Otherwise, use the link's reverse cost:                 Examine W's LSA, and find the cost listed for the link                 connecting back to V. Actually, when V and W are both                 routers, there may be multiple links between them. In                 this case, use the smallest cost listed in W's LSA for                 any of the links connecting back to V and having the                 same Type (as specified in the Router-LSA; must be                 either: point-to-point connection or virtual link) as                 Link L[23]. 
  1236.  
  1237.             c.  Calculate the cost from SourceNet to W, when using Link                 L. It is the sum of the cost of SourceNet to V (i.e.,                 V's Cost parameter) plus the link cost calculated in                 Step 5b. Let this sum be Cost C. If W is not yet on the                 candidate list, install W on the candidate list,                 modifying its parameters as specified below (Step 5d).                 Otherwise, W is on the candidate list already. In this                 case, if: 
  1238.  
  1239.                 o   C is less than W's current Cost, update W's                     parameters on the candidate list as specified below                     (Step 5d). 
  1240.  
  1241.                 o   C is equal to W's current Cost, then the following                     tiebreakers are invoked. The type of Link L is                     compared to W's current IncomingLinkType, and                     whichever link has the preferred type is chosen (the                     preference order of link types is listed in Section                     12.1's definition of IncomingLinkType). If the link                     types are the same, then a link whose Parent is a                     transit network is preferred over one whose Parent 
  1242.  
  1243.  
  1244.  
  1245. Moy                                                            [Page 63] 
  1246.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1247.  
  1248.                      is a router. If the links are still equivalent, the                     link whose Parent has the higher Vertex ID is                     chosen. Whenever Link L is chosen, W's parameters                     are modified as below (Step 5d). Whenever the                     previously discovered link is chosen, the next link                     in V's LSA is examined instead. 
  1249.  
  1250.                 o   C is greater than W's current Cost, examine the next                     link in V's LSA. 
  1251.  
  1252.             d.  At this point, a better candidate path has been found to                 Vertex W, using Link L. Modify Vertex W's parameters                 accordingly. W's Parent is set to Vertex V. W's                 IncomingLinkType is set to ILVirtual if Link L is a                 virtual link, otherwise IncomingLinkType is set to                 ILNormal. W's Cost parameter is set to C. W's TTL and                 AssociatedInterface/Neighbor parameters are set                 according to one of the following cases: 
  1253.  
  1254.                 o   Vertex V is the calculating router itself. In this                     case, W's TTL parameter is set to 1. If Link L is a                     virtual link, W's AssociatedInterface/Neighbor is                     set to NULL. Otherwise, W's                     AssociatedInterface/Neighbor is set to the non-                     virtual interface connecting the calculating router                     to W which has the smallest cost value. Note that,                     in the reverse cost (inter-area and inter-AS                     multicast) cases, this may not be the interface                     corresponding to Link L. However, since W is only                     concerned with the node it is receiving the datagram                     from (the upstream node; see Section 11), and not                     with the particular interface the datagram is                     received on, the calculating router is free to pick                     the sending interface when there are multiple                     connecting links. 
  1255.  
  1256.                 o   Vertex V is upstream of the calculating router                     (i.e., V's AssociatedInterface/Neighbor is equal to                     NULL). In this case, Vertex W's TTL parameter is set                     to 0, and its AssociatedInterface/Neighbor is set to                     NULL. 
  1257.  
  1258.                 o   V is a transit network, and is directly downstream                     from the calculating router (i.e., V's                     AssociatedInterface/Neighbor is non-NULL and V's TTL                     is set to 1). W is then one of the calculating                     router's neighbors. In this case, W's TTL parameter                     is also set to 1. If network V has been configured 
  1259.  
  1260.  
  1261.  
  1262. Moy                                                            [Page 64] 
  1263.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1264.  
  1265.                      for data-link unicasting (see Section B.2) or if V                     is a non-broadcast network, W's                     AssociatedInterface/Neighbor is set to W itself (a                     neighbor of the calculating router). Otherwise, W's                     AssociatedInterface/Neighbor is set to the                     calculating router's interface to Network V. 
  1266.  
  1267.                 o   Vertex V is downstream from the calculating router                     (i.e., V's AssociatedInterface/Neighbor is non-                     NULL), and either a) V is a router or b) V's TTL                     parameter is greater than 1. In these cases, W's                     AssociatedInterface/Neighbor parameter is copied                     directly from V.  If V is a router, W's TTL                     parameter is set to V's TTL parameter incremented by                     one. If V is a transit network, W's TTL parameter is                     set directly to V's TTL parameter. 
  1268.  
  1269.         (6) If the candidate list is non-empty, go to Step 4. Otherwise,             the algorithm terminates. 
  1270.  
  1271.         After the datagram shortest-path tree for Area A is complete,         the calculating router (RTX) must decide whether Area A, out of         all of RTX's attached areas, determines the forwarding cache         entry's upstream node. This determination is described in         Section 12.2.7. 
  1272.  
  1273.         Examples of the above SPF calculation, with particular emphasis         on the tiebreaking rules, are given in Appendix C. 
  1274.  
  1275.         12.2.1.  Candidate list Initialization: Case SourceIntraArea 
  1276.  
  1277.             In this case, SourceNet belongs to Area A.  The candidate             list is then initialized as follows. Start with the LSA             listed as Link State Origin in the matching OSPF routing             table entry.  If this LSA is not multicast-capable (i.e, its             Options field has the MC-bit clear) the candidate list             should be set to NULL. Otherwise, the vertex identified by             the LSA is installed on the candidate list, setting its             vertex parameters as follows: IncomingLinkType set to             ILDirect, Cost set to 0, Parent to NULL and             AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1278.  
  1279.             As a consequence of this initialization, note that if             SourceNet is a stub network, then the datagram shortest-path             tree will not actually be rooted at the datagram source, but             will instead be rooted at the MOSPF router that attaches the             stub network to the rest of the MOSPF system. For example,             consider the network configuration shown in Figure 4. When 
  1280.  
  1281.  
  1282.  
  1283. Moy                                                            [Page 65] 
  1284.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1285.  
  1286.              calculating the Area 2 datagram shortest-path tree for a             datagram whose source is Network N7 (e.g., from Host H5) and             destination is Group Ma, Router RT11 (and all other routers             attached to Area 2) will begin with the candidate list set             to Router RT8. As another example, the datagram shortest-             path tree pictured in Figure 3 is really rooted at Router             RT3 instead of Network N4. 
  1287.  
  1288.         12.2.2.  Candidate list Initialization: Case SourceInterArea1 
  1289.  
  1290.             In this case, SourceNet belongs to an OSPF area that is not             directly attached to the calculating router (RTX).  The             candidate list is then initialized as follows. Examine the             Area A summary-link-LSAs advertising SourceNet. For each             such summary-link-LSA: if both a) the MC-bit is set in the             LSA's Options field and b) the advertised cost is not equal             to LSInfinity, then the vertex representing the LSA's             advertising area border router is added to the candidate             list. An added vertex' state is initialized as:             IncomingLinkType set to ILSummary, Cost to whatever is             advertised in the LSA, Parent to NULL and             AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1291.  
  1292.             For example, consider the network configuration shown in             Figure 4.  When calculating the Area 1 datagram shortest-             path tree for a datagram whose source is Network N7 (e.g.,             from Host H5) and destination is Group Ma, Router RT2 would             initialize the candidate list to contain the two area border             routers RT3 (with a cost of 20) and RT4 (with a cost of 19).             See Figure 6 for more details. 
  1293.  
  1294.         12.2.3.  Candidate list Initialization: Case SourceInterArea2 
  1295.  
  1296.             In this case, SourceNet belongs to an OSPF area other than             Area A, but one that is still directly attached to the             calculating router (RTX).  The candidate list is then             initialized in the following two steps: 
  1297.  
  1298.             (1) Find the Area A summary-link-LSA that best matches                 SourceNet, excluding those summary-link-LSAs specifying                 cost LSInfinity or having unreachable Advertising                 Routers[24].  A matching summary-link-LSA is one that                 advertises a range of addresses containing SourceNet;                 the best matching is as usual the most specific match.                 Let SourceRange be the network described by the best                 matching summary-link-LSA. 
  1299.  
  1300.  
  1301.  
  1302.  
  1303.  
  1304. Moy                                                            [Page 66] 
  1305.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1306.  
  1307.              (2) Similar to the logic in the SourceInterArea1 case,                 examine all the Area A summary-link-LSAs which advertise                 SourceRange. For each such summary-link-LSA: if both a)                 the MC-bit is set in the LSA's Options field, b) the                 advertised cost is not equal to LSInfinity and c) the                 Advertising Router is reachable, then the vertex                 representing the LSA's Advertising Router is added to                 the candidate list. An added vertex' state is                 initialized as: IncomingLinkType set to ILSummary, Cost                 to whatever is advertised in the LSA, Parent to NULL and                 AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1308.  
  1309.             The reason why SourceRange is used, instead of simply using             SourceNet (as was done in case SourceInterArea1), is that             routing information may have been collapsed at area             boundaries. In order for Area A's area border routers and             its internal routers to construct the same Area A datagram             shortest-path tree, they must both start at SourceRange -             Area A's internal routers know nothing about SourceNet. Note             that SourceRange is not discovered simply by looking at the             calculating router's configured set of area address ranges,             in order to avoid dependence on the configured area address             ranges being synchronized across all area border routers. 
  1310.  
  1311.             For example, consider the network configuration shown in             Figure 4.  When calculating the Area 2 datagram shortest-             path tree for a datagram whose source is Network N11 and             destination is Group Ma, Router RT11 would calculate             SourceRange to be the collection: Networks N9-N11 and Host             H1. It would then initialize the candidate list to contain             itself (RT11) only, with an associated Cost of 1 (since RT11             is advertising Networks N9-N11 and Host H1 in a summary-             link-LSA with a cost of 1). 
  1312.  
  1313.         12.2.4.  Candidate list Initialization: Case SourceExternal 
  1314.  
  1315.             In this case, SourceNet is external to the OSPF routing             domain, and Area A is not an OSPF stub area.  The candidate             list is then initialized as follows. Note that an attempt             may be made to add a Vertex W to the candidate list when W             already belongs to the candidate list. When this happens,             W's vertex parameters are updated if the Cost parameter it             would be added with is better[25] (closer to SourceNet) than             its previous value. When the costs are the same, W's             parameters are still modified if the IncomingLinkType it             would be added with is better (see IncomingLinkType's             definition in Section 12.1) than its previous value. 
  1316.  
  1317.  
  1318.  
  1319.  Moy                                                            [Page 67] 
  1320.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1321.  
  1322.              For each AS external-link-LSA advertising SourceNet, the             following steps are performed: 
  1323.  
  1324.             o   If the AS external-link-LSA's MC-bit is clear or if its                 advertising router is not reachable, then the AS                 external-link-LSA is not used. AS external-link-LSAs                 having their MC-bit set and advertising a cost of                 LSInfinity can be used; these LSAs describe paths that                 can be used for multicast, but not unicast, data traffic                 (see Section 11.2). 
  1325.  
  1326.             o   If the AS external-link-LSA's Forwarding address field                 is 0.0.0.0, the following vertices are added to the                 candidate list. If the Advertising AS boundary router                 (call it ASBR) belongs to Area A, the vertex                 representing the AS boundary router is added to the                 candidate list using parameters: IncomingLinkType set to                 ILExternal, Cost to whatever is advertised in the LSA,                 Parent to NULL and AssociatedInterface/Neighbor to NULL.                 Then, regardless of whether ASBR belongs to Area A, all                 Area A area border routers that are advertising                 reachable multicast-capable (MC-bit set) type 4                 summary-link-LSAs for ASBR are added to the candidate                 list. Each such area border router is added with the                 parameters: IncomingLinkType set to ILSummary, Cost to                 the sum of whatever is advertised in the type 4                 summary-link-LSA plus the value in the original AS                 external-link-LSA, Parent to NULL and                 AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1327.  
  1328.             o   If the AS external-link-LSA's Forwarding address field                 is non-zero, the Forwarding address is looked up in the                 OSPF routing table. Then processing breaks into one of                 the following cases: 
  1329.  
  1330.                 o   The Forwarding address is not usable. In this case,                     nothing is added to the candidate list. The                     Forwarding address is not usable if either it has no                     matching routing table entry, or if the matching                     routing table entry is neither of type intra-area                     nor of type inter-area. 
  1331.  
  1332.                 o   The Forwarding address belongs to Area A[26]: the                     Forwarding address' matching routing table entry has                     Path-type of intra-area and its Associated area is                     Area A. In this case, the vertex represented by the                     matching routing table entry's Link State Origin                     field is added to the candidate list (assuming that 
  1333.  
  1334.  
  1335.  
  1336. Moy                                                            [Page 68] 
  1337.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1338.  
  1339.                      the vertex is multicast-capable). The vertex is                     added with the parameters: IncomingLinkType set to                     ILExternal, Cost to whatever was advertised in the                     original AS external-link-LSA, Parent to NULL and                     AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1340.  
  1341.                 o   The Forwarding address belongs to an area that is                     not attached to Router RTX[27]: the Forwarding                     address' matching routing table entry has Path-type                     of inter-area. Call the network represented by the                     matching routing table entry ForwardNet. For each                     reachable multicast-capable summary-link-LSA (in                     Area A) advertising ForwardNet, add the LSA's                     advertising area border router to the candidate list                     using parameters: IncomingLinkType set to ILSummary,                     Cost to the sum of whatever is advertised in the                     summary-link-LSA plus the value in the original AS                     external-link-LSA, Parent to NULL and                     AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1342.  
  1343.                 o   The Forwarding address belongs to another one of                     Router RTX's attached areas[28]: the Forwarding                     address' matching routing table entry has Path-type                     of intra-area and its associated Area is other than                     Area A.  Call the network represented by the                     matching routing table entry ForwardNet. First find                     the Area A summary-link-LSA that best matches                     ForwardNet, excluding those summary-link-LSAs                     specifying cost LSInfinity or having unreachable                     Advertising Routers. Let ForwardRange be the network                     described by the best matching summary-link-LSA.                     Then, for each reachable multicast-capable summary-                     link-LSA (in Area A) advertising ForwardRange, add                     the LSA's advertising area border router to the                     candidate list using parameters: IncomingLinkType                     set to ILSummary, Cost to the sum of whatever is                     advertised in the summary-link-LSA plus the value in                     the original AS external-link-LSA, Parent to NULL                     and AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1344.  
  1345.             The above calculation can be restated as follows. Each of             Area A's inter-area multicast forwarders and inter-AS             multicast forwarders are examined. Those that have             multicast-capable paths to SourceNet (represented as either             a multicast-capable AS external link or the concatenation of             a Type 4 summary link and a multicast-capable AS external             link) are added to the candidate list as router vertices.             (It is possible that, when considering a router that is both 
  1346.  
  1347.  
  1348.  
  1349. Moy                                                            [Page 69] 
  1350.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1351.  
  1352.              an inter-area multicast forwarder and an inter-AS multicast             forwarder, two equal cost paths exist to SourceNet, one an             AS external link and the other a concatenation of a Type 4             summary link and an AS external link. In this case, the             concatenation of the Type 4 summary link and the AS external             link is preferred). The added vertex' state is set as             follows: IncomingLinkType set to ILSummary if the path is             represented as a concatenation of a Type 4 summary link and             an AS external link, IncomingLinkType set to ILExternal             otherwise, Cost set to the cost of the shortest path from             vertex to SourceNet, Parent set to NULL and             AssociatedInterface/Neighbor set to NULL. 
  1353.  
  1354.             For example, consider the network configuration shown in             Figure 4.  When calculating the Area 2 datagram shortest-             path tree for a datagram whose source is Network N14 and             destination is Group Ma, the candidate list would be             initialized to the two routers RT7 at a cost of 14 and RT10             at a cost of 19. This assumes that the external costs             pictured in Figure 4 are external type 1s. 
  1355.  
  1356.         12.2.5.  Candidate list Initialization: Case             SourceStubExternal 
  1357.  
  1358.             In this case, SourceNet is external to the OSPF routing             domain, and Area A is an OSPF stub area.  The candidate list             is then initialized similarly to case SourceInterArea1. The             Area A summary-link-LSAs advertising DefaultDestination are             examined. For each such summary-link-LSA having both its             MC-bit set and its advertised cost not equal to LSInfinity,             the vertex representing the LSA's advertising area border             router is added to the candidate list. An added vertex'             state is initialized as: IncomingLinkType set to ILSummary,             Cost to whatever is advertised in the LSA, Parent to NULL             and AssociatedInterface/Neighbor to NULL. 
  1359.  
  1360.             The most likely outcome of the above is that all of stub             Area A's inter-area multicast forwarders will be installed             on the candidate list, with appropriate costs. 
  1361.  
  1362.         12.2.6.  Processing labelled vertices 
  1363.  
  1364.             When encountered during the SPF calculation, vertices             labelled with the destination multicast group (Group G) may             cause the forwarding cache entry's list of downstream             interfaces/neighbors to be modified.  A Vertex V in Area A             is labelled with Group G if and only if at least one of the             following holds: 
  1365.  
  1366.  
  1367.  
  1368. Moy                                                            [Page 70] 
  1369.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1370.  
  1371.              (1) V is a router, and its router-LSA indicates that it is a                 wild-card multicast receiver (i.e., bit W in its                 router-LSA is set). This may be true when V is an                 inter-area or inter-AS multicast forwarder. 
  1372.  
  1373.             (2) V is listed in the body of a group membership-LSA. In                 particular, find the originator of Vertex V's LSA; call                 it Router Y. Then find the group-membership-LSA in Area                 A's link state database which has Link State ID = Group                 G and Advertising Router = Router Y (see Section A.3).                 If this group-membership-LSA exists, and if Vertex V is                 listed in the body of the LSA (see Sections 10 and A.3),                 then Vertex V is labelled with Group G. 
  1374.  
  1375.             When Vertex V is added to the shortest-path tree in Step 4             of Section 12.2, and if Vertex V is both downstream from the             calculating router (i.e., Vertex V's             AssociatedInterface/Neighbor is non-NULL) and labelled with             Group G, then Vertex V's AssociatedInterface/Neighbor is             added to the forwarding cache entry's list of downstream             interfaces/neighbors. In addition, Vertex V's TTL value is             attached to the added downstream interface/neighbor. If the             particular interface/neighbor had already been added to the             list of downstream interfaces/neighbors, the list is simply             modified by setting the downstream interface/neighbor's TTL             value to the minimum of its existing TTL value and Vertex             V's TTL value. 
  1376.  
  1377.         12.2.7.  Merging datagram shortest-path trees 
  1378.  
  1379.             After the datagram shortest-path tree for Area A is             complete, the calculating router (RTX) must decide whether             Area A, out of all of its attached areas, determines the             forwarding cache entry's upstream node.  This is done by             examining RTX's position on the Area A datagram shortest-             path tree, which is in turn described by RTX's Area A Vertex             data structure. If RTX's Vertex parameter IncomingLinkType             is either ILNone (RTX is not on the tree), ILVirtual or             ILSummary, then some area other than Area A will determine             the upstream node. Otherwise, Area A might possibly             determine the upstream node (i.e., may be selected the             RootArea), depending on the following tiebreakers[29]: 
  1380.  
  1381.             o   If RootArea has not been set, then set RootArea to Area                 A. Otherwise, compare the present RootArea to Area A in                 the following: 
  1382.  
  1383.  
  1384.  
  1385.  
  1386.  
  1387. Moy                                                            [Page 71] 
  1388.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1389.  
  1390.              o   Choose the area that is "nearest to the source". Nearest                 to the source depends on each area's candidate list                 initialization case, as it occurs in Step 2 of Section                 12.2. The initialization cases, listed in order of                 decreasing preference (or nearest to farthest) are:                 SourceIntraArea, SourceInterArea1, SourceExternal and                 SourceStubExternal. Areas whose candidate list                 initialization falls into case SourceInterArea2 are                 never used as the RootArea. As an example, consider the                 network configuration shown in Figure 4. When                 calculating the datagram shortest-path tree for a                 datagram whose source is Network N7 (e.g., from Host H5)                 and destination is Group Ma, Router RT11 would set its                 RootArea to Area 2 (Case SourceIntraArea) instead of                 Area 3 (Case SourceInterArea2) or the backbone Area 0                 (Case SourceInterArea). 
  1391.  
  1392.             o   If there are still two equally good areas, and one of                 them is the backbone, set RootArea to the backbone (Area                 0). 
  1393.  
  1394.             o   If there are still two equally good areas, set RootArea                 to the area whose datagram shortest-path tree provides                 the shortest path from SourceNet to RTX. This is a                 comparison of RTX's Vertex parameter Cost in the two                 areas. 
  1395.  
  1396.             o   If there are still two equally good areas, set RootArea                 to one with the highest OSPF Area ID. 
  1397.  
  1398.             If the above has set the RootArea to be Area A, the             forwarding cache entry's upstream node must be set             accordingly. This setting depends on the IncomingLinkType in             RTX's Area A Vertex structure. If IncomingLinkType is equal             to ILDirect, the upstream node is set to the appropriate             directly-connected stub network. If equal to ILNormal, the             upstream node is set to the Parent field in RTX's Area A             Vertex structure. If equal to ILExternal, the upstream node             is set to the placeholder EXTERNAL. 
  1399.  
  1400.         12.2.8.  TOS considerations 
  1401.  
  1402.             The previous sections 12.2 through 12.2.7 described the             construction of a TOS 0 (default TOS) datagram shortest-path             tree. However, in a TOS-capable router, a separate tree may             be built for each TOS. If a TOS-capable router receives a             multicast datagram that specifies a non-zero TOS X, it first             builds the TOS 0 datagram shortest-path tree.  Then, if all 
  1403.  
  1404.  
  1405.  
  1406. Moy                                                            [Page 72] 
  1407.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1408.  
  1409.              the routers on the pruned tree are TOS-capable, a separate             TOS X datagram shortest-path tree is calculated[30].             Otherwise, the TOS 0 tree is used for all datagrams,             regardless of their specified TOS. 
  1410.  
  1411.             To determine whether there are any TOS-incapable routers on             the pruned TOS 0 tree, the following additions are made to             Section 12.2's tree calculation: 
  1412.  
  1413.             o   A new piece of state information is added to each                 vertex: TOS-capable path. This indicates whether the                 present path from SourceNet to vertex, as represented on                 the datagram shortest-path tree, contains only TOS-                 capable routers. 
  1414.  
  1415.             o   The TOS-capable path parameter is calculated when the                 vertex is first added to the candidate list and                 recalculated when/if the vertex' position on the                 candidate list is modified (see Section 12.2's Step 2                 and Step 5d). The parameter is set to TRUE if both the                 vertex itself is TOS-capable and the vertex' parent has                 its TOS-capable path parameter set to TRUE; otherwise,                 TOS-capable path is set to FALSE. 
  1416.  
  1417.             o   All routers on the TOS 0 datagram shortest-path tree are                 TOS-capable if and only if, whenever a vertex labelled                 with Group G is added to the shortest-path tree (Section                 12.2.6), the value of the vertex' TOS-capable path                 parameter is TRUE. 
  1418.  
  1419.             The source of the multicast datagram is always located using             a TOS 0 routing table lookup, regardless of the datagram's             TOS classification (see Section 11.2). If the calculating             router is not capable of TOS-based routing, it calculates             only TOS 0 datagram shortest-path trees, and uses them to             route datagrams independent of TOS value.  Otherwise, when             calculating the TOS X datagram shortest-path tree, the             algorithm in Section 12.2 is used, with the modifications             listed below. 
  1420.  
  1421.             o   When calculating RangeNet and ForwardRange in Sections                 12.2.3 and 12.2.4 respectively, only summary-link-LSAs                 having TOS 0 cost of LSInfinity are excluded (no change                 from the TOS 0 case). However, when adding vertices to                 the candidate list in Sections 12.2.2 through 12.2.5,                 the TOS X cost of the summary links and/or AS external                 links (and not the TOS 0 cost) are reflected in the                 added vertices' Cost parameter. 
  1422.  
  1423.  
  1424.  
  1425. Moy                                                            [Page 73] 
  1426.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1427.  
  1428.              o   In Step 5 of Section 12.2, the TOS X cost of Link L (in                 the appropriate direction) is used, not the TOS 0 cost. 
  1429.  
  1430.             o   Non-TOS-routers are not added to the candidate list, and                 are thus excluded from the trees. 
  1431.  
  1432.         12.2.9.  Comparison to the unicast SPF calculation 
  1433.  
  1434.             There are many similarities between the construction of a             multicast datagram's shortest-path trees in Section 12.2 and             OSPF's intra-area route calculation for unicast traffic             (Section 16.1 of [OSPF]). Both have been described in terms             of Dijkstra's algorithm. However, there are some             differences. The major differences are listed below: 
  1435.  
  1436.             o   In the multicast case, the datagram SPF calculation is                 rooted at the datagram's source. In the unicast case,                 each router is the root of its own unicast intra-area                 SPF calculation. 
  1437.  
  1438.             o   In the multicast case, the datagram shortest-path tree                 is a true tree; i.e., between any two nodes on the tree                 there is one path. However, due to the provision for                 equal-cost multipath in [OSPF], the unicast SPF                 calculation may add additional links to the shortest-                 path tree. 
  1439.  
  1440.             o   In order to avoid unwanted replication of multicast                 datagrams, MOSPF ensures that, for any given datagram,                 each router builds the exact same datagram shortest-path                 tree. This forces two differences from the unicast SPF                 calculation. First, it eliminates the possibility of                 equal-cost multipath. Secondly, when the MOSPF system                 contains multiple alternate paths, the algorithm must                 ensure that each MOSPF router deterministically chooses                 the same alternative. For this reason, tie-breaking                 mechanisms have been specified in Steps 2, 4 and 5b of                 Section 12.2. 
  1441.  
  1442.             o   The calculation of datagram shortest path trees takes                 into account only those links that connect transit nodes                 (i.e, router to router or router to transit network                 links). The unicast SPF calculation in Section 16.1 of                 [OSPF] must additionally examine links to stub networks,                 although this is done after all the transit links are                 examined. 
  1443.  
  1444.  
  1445.  
  1446.  
  1447.  
  1448. Moy                                                            [Page 74] 
  1449.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1450.  
  1451.              o   While both the multicast and unicast trees select                 shortest paths on the basis of the OSPF metric, the                 datagram shortest-path trees also keep track of the TTL                 values between the root (datagram source) and all                 destinations (group members). This enables more                 efficient implementation of IP multicast's "expanding                 ring search" (see Section 2.3.4). 
  1452.  
  1453.             o   In the multicast case, the algorithm is sometimes forced                 to use the link state cost for the reverse direction                 (i.e, the cost towards, instead of away from, the                 source). This is because the costs of OSPF summary-                 link-LSAs and AS external-link-LSAs, which sometime form                 the base of the multicast datagram shortest-path trees,                 are specified in the reverse direction (from the                 multicast perspective). 
  1454.  
  1455.             o   There are potentially many more datagram shortest-path                 trees that need to be calculated (one for each source                 net, destination group and TOS combination), than the                 limited number of unicast SPF trees (one per each TOS).                 This is the main reason that the datagram shortest-path                 trees are calculated on demand; it is hoped that this                 will spread the cost of the SPF calculations over                 time[31]. 
  1456.  
  1457.             o   The way that the two algorithms handle TOS is different.                 In the multicast case, if a TOS-incapable node is                 encountered during the calculation of the TOS 0 datagram                 shortest-path tree, the TOS 0 datagram shortest-path                 tree is used instead of trying to build the TOS X tree                 (see Section 12.2.8). In the unicast case, the TOS X                 tree is always used, only falling back on the TOS 0                 paths when a TOS X path does not exist. 
  1458.  
  1459.     12.3.  Adding local database entries to the forwarding cache 
  1460.  
  1461.         After the datagram shortest-path trees have been built for each         attached area, the forwarding cache has an upstream node and a         list of downstream interfaces. In order to ensure the delivery         of the multicast datagram to group members on directly attached         networks, the local group database (Section 8.4) must then be         scanned for possible addition to the list of downstream         interfaces. All local group database entries having Group G as         MulticastGroup are examined.  Suppose [Group G, Network N] is         one such entry. If the calculating router (RTX) is Network N's         Designated Router, then RTX's Network N interface is added to         the list of outgoing interfaces, with a TTL of 1. If the Network 
  1462.  
  1463.  
  1464.  
  1465. Moy                                                            [Page 75] 
  1466.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1467.  
  1468.          N interface was already present in the list of outgoing         interfaces, its TTL is simply set to 1. 
  1469.  
  1470.         For example, consider the network configuration shown in Figure         4 when calculating the forwarding cache entry for a datagram         whose source is Network N4 (e.g., from Host H2) and destination         is Group Mb. After calculating the datagram shortest-path tree         for Area 1, Router RT2 would have set it upstream node to         Network N3 and its list of downstream interfaces to NULL. But         then looking at its local group database, it would add its         Network N2 interface with a TTL of 1 to its list of downstream         interfaces. 
  1471.  
  1472. 13.  Maintaining the forwarding cache 
  1473.  
  1474.     A MOSPF router may, for resource reasons, limit the size of its     forwarding cache. At any time cache entries can be purged to make     room for newer entries, since the purged entries can always be     rebuilt when necessary. This memo does not specify an algorithm to     select which entries to purge. However, care should be taken to     ensure that any particular entry is not continually rebuilt and then     purged again (i.e., thrashing should be avoided). 
  1475.  
  1476.     The building of the forwarding cache has been previously described     in Section 12. There are events that force one or more forwarding     cache entries to be deleted; these events are described below. Note     that deleted cache entries will be rebuilt on an as-needed basis. 
  1477.  
  1478.     o   When the internal topology of the MOSPF system changes, all         forwarding cache entries must be deleted. This is because         internal topology changes may invalidate the previously         calculated datagram shortest-path trees. Since the multicast         routing calculation depends on the result of the unicast routing         calculations, the forwarding cache should be cleared after the         unicast routing table is rebuilt.  Internal topology changes are         indicated when both a) a new instance of either a router-LSA or         a network-LSA is received and b) the contents of the new         advertisement (other than the LS age, LS sequence number and LS         checksum fields) are different from the previous instance. This         covers routers and links going up or down, routers that change         from being multicast-incapable to being multicast-capable, etc. 
  1479.  
  1480.     o   When a Type 3 summary-link-LSA (network summary) changes, those         forwarding cache entries specifying datagram sources belonging         to the range of addresses described by the updated summary-         link-LSA must be deleted. See Sections 12.2.3 and 12.2.5. 
  1481.  
  1482.  
  1483.  
  1484.  
  1485.  
  1486. Moy                                                            [Page 76] 
  1487.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1488.  
  1489.      o   Suppose that the content of an AS external-link-LSA changes. If         the AS external-link-LSA describes an external network N, then         all forwarding cache entries specifying an external source         network that is contained in N or that contains N (i.e.,         external sources that are a subset or a superset of N) must be         deleted. 
  1490.  
  1491.     o   When membership in a multicast group changes, all forwarding         cache entries for the particular group must be deleted. Group         membership changes are indicated when either a) the content of a         group-membership-LSA changes or b) an entry in the local group         database (see Section 8.4) changes. 
  1492.  
  1493.     o   When the cost to an AS boundary router or to a forwarding         address specified by one or more AS external-link-LSAs changes,         all forwarding cache entries specifying an external network as         datagram source must be deleted. In this case, potentially all         inter-AS datagram shortest-path trees have been invalidated. The         forwarding cache entries should be deleted after the new best         cost to the AS boundary router/forwarding address has been         calculated. 
  1494.  
  1495. 14.  Other additions to the OSPF specification 
  1496.  
  1497.     MOSPF requires some modifications to the base OSPF protocol. All     these modifications are backward-compatible. A router running MOSPF     will still interoperate with an OSPF router when forwarding unicast     traffic. Most of the modifications have been described earlier in     this document. This section collects together those changes which     have yet to be mentioned, organizing them by the affected Section of     [OSPF]. 
  1498.  
  1499.     14.1.  The Designated Router 
  1500.  
  1501.         This functionality is described in Section 7.3 of [OSPF]. In         OSPF, a network's Designated Router has two specialized roles.         First, it originates the network's network-LSA. Second, it         controls the flooding on the network, in that all of the routers         on the network synchronize with the Designated Router (and the         Backup Designated Router) only.  For these reasons[32], when one         or more of the network's routers are running MOSPF, the         Designated Router should be running MOSPF also.  This can be         ensured by assigning all non-multicast routers the Router         Priority of 0. 
  1502.  
  1503.         In MOSPF, the Designated Router also has the additional         responsibility of monitoring the network's multicast group         membership. This is done by periodically sending Host Membership 
  1504.  
  1505.  
  1506.  
  1507. Moy                                                            [Page 77] 
  1508.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1509.  
  1510.          Queries, and receiving Host Membership Reports in response (see         Section 9). This is yet another reason why the Designated Router         must be multicast-capable. 
  1511.  
  1512.     14.2.  Sending Hello packets 
  1513.  
  1514.         This functionality is described in Section 9.5 of [OSPF]. A         MOSPF router sets the MC-bit in the Options field of its Hello         packets. This indicates that the router is multicast-capable; it         does not necessarily indicate the state of the sending         interface's IPMulticastForwarding parameter (see Section B.2).         Setting the MC-bit in Hellos is done strictly for informational         purposes. Neighbors receiving the router's Hello packets do not         act on the state of the MC-bit. A neighbor's multicast-         capability is learned instead during the Database Exchange         Process (see Section 14.4). 
  1515.  
  1516.     14.3.  The Neighbor state machine 
  1517.  
  1518.         This functionality is described in Section 10.3 of [OSPF]. When         a neighbor enters state Exchange, the neighbor Database summary         list is initialized (see the OSPF neighbor FSM entry for State:         ExStart and Event: NegotiationDone). This list describes of the         portion of the router's link state database that needs to be         synchronized with the neighbor.  Group-membership-LSAs are         included in the neighbor Database summary list if and only if         the neighbor is multicast-capable. The neighbor's multicast         capability is learned by examining the neighbor's Database         Description packets (see Section 14.4). 
  1519.  
  1520.     14.4.  Receiving Database Description packets 
  1521.  
  1522.         This functionality is described in Section 10.6 of [OSPF]. A         neighbor's multicast-capability is learned through received         Database Description packets. When the Database Description         packet is received that transitions the neighbor from ExStart to         Exchange, the state of the MC-bit in the packet's Options field         is examined. The neighbor is multicast-capable if and only if         the MC-bit is set. 
  1523.  
  1524.         The neighbor's multicast capability controls whether group-         membership-LSAs are summarized to the neighbor during the         Database Exchange process (see Section 14.3), and whether         group-membership-LSAs are flooded to the neighbor during the         flooding process (see Section 10.2). 
  1525.  
  1526.  
  1527.  
  1528.  
  1529.  
  1530.  Moy                                                            [Page 78] 
  1531.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1532.  
  1533.      14.5.  Sending Database Description packets 
  1534.  
  1535.         This functionality is described in Section 10.8 of [OSPF]. A         MOSPF router sets the MC-bit in the Options field of its         Database Description packets. This indicates to its adjacent         neighbors that the router is multicast-capable; it does not         necessarily indicate the state of the sending interface's         IPMulticastForwarding parameter (see Section B.2). 
  1536.  
  1537.         When a router goes from being multicast-capable to multicast-         incapable, or vice-versa, it must indicate this fact to its         adjacent neighbors by restarting the Database Description         process (i.e., rolling back the state of all adjacent neighbors         to Exstart). 
  1538.  
  1539.     14.6.  Originating Router-LSAs 
  1540.  
  1541.         This functionality is described in Section 12.4.1 of [OSPF]. A         MOSPF router sets the MC-bit in the Options field of its         router-LSA. This allows the router to be included in datagram         shortest-path trees (see Step 5a of Section 12.2). 
  1542.  
  1543.         In addition, MOSPF has introduced a new flag in the router-LSA's         rtype field: the W-bit. When the W-bit is set, the router is         included on all datagram shortest-path trees, regardless of         multicast group (see Section 12.2.6). Such a router is called a         wild-card multicast receiver. The router sets the W-bit when it         wishes to receive all multicast datagrams, regardless of         destination. This will sometimes be true of inter-area multicast         forwarders (see Section 3.1), and inter-AS multicast forwarders         (see Section 4). 
  1544.  
  1545.         A router must originate a new instance of its router-LSA         whenever an event occurs that would invalidate the LSA's current         contents. In particular, if the router's multicast capability or         its ability to function as either an inter-area or inter-AS         multicast forwarder changes, its router-LSA must be         reoriginated. 
  1546.  
  1547.     14.7.  Originating Network-LSAs 
  1548.  
  1549.         This functionality is described in Section 12.4.2 of [OSPF]. In         OSPF, a transit network's network-LSA is originated by the         network's Designated Router. The Designated Router sets the MC-         bit in the Options field of the network-LSA if and only if both         a) the Designated Router is multicast-capable (i.e., running         MOSPF) and b) the Designated Router's interface's         IPMulticastForwarding parameter has been set to a value other 
  1550.  
  1551.  
  1552.  
  1553. Moy                                                            [Page 79] 
  1554.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1555.  
  1556.          than disabled (see Section B.2). When the network-LSA has the         MC-bit set, the network can be included in datagram shortest-         path trees (see Section 12.2.6). 
  1557.  
  1558.         It is intended that all routers attached to a common network         agree on the network's IPMulticastForwarding capability.         However, this agreement is not enforced. When there are         disagreements, incorrect routing of multicast datagrams can         result. 
  1559.  
  1560.     14.8.  Originating Summary-link-LSAs 
  1561.  
  1562.         This functionality is described in Section 12.4.3 of [OSPF].         Inter-area multicast forwarders always set the MC-bit in the         Options field of their summary-link-LSAs, regardless of whether         the path described by the summary-link-LSA is actually         multicast-capable. Indeed, it is possible that there is no         multicast-capable path to the described destination. All other         area border routers (ones that are not inter-area multicast         forwarders) clear the MC-bit in the Options field of their         summary-link-LSAs. 
  1563.  
  1564.         If its MC-bit is clear, the summary-link-LSA will not be used         when initializing the candidate list in Sections 12.2.2, 12.2.3         and 12.2.5. 
  1565.  
  1566.     14.9.  Originating AS external-link-LSAs 
  1567.  
  1568.         This functionality is described in Section 12.4.4 of [OSPF].         Unlike in summary-link-LSAs, an inter-AS multicast forwarder         should clear the MC-bit in the Options field of one of its AS         external-link-LSAs if it is known that there is no multicast-         capable path from the described destination to the router         itself. This knowledge may possibly be obtained, for example,         from an inter-AS multicast routing algorithm (see Section 4).         If the inter-AS multicast forwarder is unsure of whether a         multicast-capable path exists between the described destination         and the router itself, the MC-bit should be set in the AS         external-link-LSA.  All other AS boundary routers (ones that are         not inter-AS multicast forwarders) clear the MC-bit in the         Options field of their AS external-link-LSAs. 
  1569.  
  1570.         If its MC-bit is clear, the AS external-link-LSA will not be         used when initializing the candidate list in Section 12.2.4. 
  1571.  
  1572.         When multicast connectivity to an external destination exists,         but no unicast connectivity, an AS external-link-LSA can be         originated having its MC-bit set and specifying a cost of 
  1573.  
  1574.  
  1575.  
  1576. Moy                                                            [Page 80] 
  1577.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1578.  
  1579.          LSInfinity. Such an AS external-link-LSA will still be used by         the multicast routing calculation (see Section 12.2.4). As a         result, when a MOSPF router wishes to stop advertising an AS         external destination, it must use the premature aging procedure         specified in Section 14.1 of [OSPF], rather than simply setting         the AS external-link-LSA's cost to LSInfinity. 
  1580.  
  1581.     14.10.  Next step in the flooding procedure 
  1582.  
  1583.         This functionality is described in Section 13.3 of [OSPF].         Group-membership-LSAs are specific to a OSPF single area, and         are flooded to multicast-capable routers only. When flooding a         group-membership-LSA, Section 13.3 of the OSPF specification is         modified as follows: 1) The list of interfaces examined during         flooding (called the eligible interfaces in Section 13.3 of         [OSPF]) is the set of all interfaces attaching to Area A (the         area that the group-membership-LSA is received from), just as         for router-LSAs, network-LSAs and summary-link-LSAs. 2) When         examining each interface, a group-membership-LSA is added to a         neighbor's link state retransmission list if and only if both a)         Step 1d of [OSPF]'s Section 13.3 is reached for the neighbor and         b) the neighbor is multicast-capable. The neighbor's multicast         capability is discovered during the Database Exchange process         (see Section 14.4). 
  1584.  
  1585.         Note that, since on broadcast networks Link State Update packets         are sent initially as multicasts, non-multicast routers may         receive group-membership-LSAs. However, non-multicast routers         will simply drop the group-membership-LSAs, for reasons of         unrecognized LS type (see Step 2 of [OSPF]'s Section 13). Link         State acknowledgments for group-membership-LSAs are not expected         from non-multicast routers, and group-membership-LSAs will never         be retransmitted to non-multicast routers, since the LSAs are         not added to these routers' link state retransmission lists (see         above paragraph). 
  1586.  
  1587.         For more information on flooding group-membership-LSAs, see         Section 10.2. 
  1588.  
  1589.     14.11.  Virtual links 
  1590.  
  1591.         This functionality is described in Section 15 of [OSPF]. When a         MOSPF router (i.e., multicast-capable router) is both an area         border router and an endpoint of a virtual link whose other         endpoint is also multicast capable, the router must then also be         an inter-area multicast forwarder. This is necessary to ensure         that multicast datagrams will flow through the virtual link's         transit area, from one endpoint to the other. When the 
  1592.  
  1593.  
  1594.  
  1595. Moy                                                            [Page 81] 
  1596.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1597.  
  1598.          backbone's datagram shortest-path tree is constructed in Section         12.1, it is assumed that virtual links are capable of forwarding         multicast datagrams whenever both endpoints are multicast-         capable. 
  1599.  
  1600.  
  1601.  
  1602.  
  1603.  
  1604.  
  1605.  
  1606.  
  1607.  
  1608.  
  1609.  
  1610.  
  1611.  
  1612.  
  1613.  
  1614.  
  1615.  
  1616.  
  1617.  
  1618.  
  1619.  
  1620.  
  1621.  
  1622.  
  1623.  
  1624.  
  1625.  
  1626.  
  1627.  
  1628.  
  1629.  
  1630.  
  1631.  
  1632.  
  1633.  
  1634.  
  1635.  
  1636.  
  1637.  
  1638.  
  1639.  
  1640.  
  1641.  
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645.  
  1646. Moy                                                            [Page 82] 
  1647.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1648.  
  1649.  15.  References 
  1650.  
  1651.     [Bharath-Kumar] Bharath-Kumar, K. and J. Jaffe, "Routing to Multiple                     Destinations in Computer Networks", IEEE                     Transactions on Communications, COM-31[3], March                     1983. 
  1652.  
  1653.     [Deering]       Deering, S., "Multicast Routing in Internetworks and                     Extended LANs", SIGCOMM Summer 1988 Proceedings,                     August 1988. 
  1654.  
  1655.     [Deering2]      Deering, S., "Multicast Routing in a Datagram                     Internetwork", Stanford Technical Report, STAN-CS-                     92-1415, Department of Computer Science, Stanford                     University, December 1991. 
  1656.  
  1657.     [OSPF]          Moy, J., "OSPF Version 2", RFC 1583, Proteon, Inc.,                     March 1994. 
  1658.  
  1659.     [RFC 1075]      Waitzman, D., Partridge, C., and S. Deering,                     "Distance Vector Multicast Routing Protocol", RFC                     1075, BBN STC, Stanford University, November 1988. 
  1660.  
  1661.     [RFC 1112]      Deering, S., "Host Extensions for IP Multicasting",                     STD 5, RFC 1112, Stanford University, May 1988. 
  1662.  
  1663.     [RFC 1209]      Piscitello, D., and J. Lawrence, "Transmission of IP                     Datagrams over the SMDS Service", RFC 1209, Bell                     Communications Research, March 1991. 
  1664.  
  1665.     [RFC 1340]      Reynolds, J. and J. Postel, "Assigned Numbers", STD                     2, RFC 1340, USC/Information Sciences Institute,                     July 1992. 
  1666.  
  1667.     [RFC 1390]      Katz, D., "Transmission of IP and ARP over FDDI                     Networks", STD 36, RFC 1390, cisco Systems, Inc.,                     January 1993. 
  1668.  
  1669.  
  1670.  
  1671.  
  1672.  
  1673.  
  1674.  
  1675.  
  1676.  
  1677.  
  1678.  
  1679.  
  1680.  
  1681.  Moy                                                            [Page 83] 
  1682.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1683.  
  1684.  Footnotes 
  1685.  
  1686.     [1]Actually, OSPF allows a separate link cost to be configured for     each TOS. MOSPF then potentially calculates separate paths for each     TOS. For details, see Section 6.2. 
  1687.  
  1688.     [2]We also assume in this section that the pictured multi-access     networks provide data-link multicast/broadcast services. 
  1689.  
  1690.     [3]Note that if N3 were a non-broadcast network, Router RT3 would     send separate copies of the datagram to routers RT1 and RT2. Since     the IGMP protocol is not defined on non-broadcast networks, there     could in this case be no Group B member attached to Network N3.     However the multicast datagram would still be delivered to the Group     B members attached to networks N1 and N2. 
  1691.  
  1692.     [4]Actually, in MOSPF there is a separate forwarding cache entry for     each combination of source, destination and TOS. For a discussion of     TOS-based multicast routing, see Section 6.2. 
  1693.  
  1694.     [5]The discussion in this section omits mention of the Backup     Designated Router's role in the IGMP protocol. While the Backup     Designated Router does not send IGMP Host Membership Queries, it     does listen to IGMP Host Membership Reports, building "shadow" local     group database entries in the process. These entries do not lead to     group-membership-LSAs, nor do they influence delivery of multicast     datagrams, but are merely maintained to ease the transition from     Backup Designated Router to Designated Router, should the Designated     Router fail. See Sections 2.3.4, 9 and 10 for details. 
  1695.  
  1696.     [6]One might imagine building all possible datagram shortest-path     trees up front. However, this might be expensive, both in router CPU     time and in router memory. It is hoped that building the datagram     shortest-path trees on demand and caching the results will ease     demands on router resources by spreading out the calculations over a     longer period of time. 
  1697.  
  1698.     [7]It is possible that, due to the existence of alternate paths,     several different shortest-path trees are available. MOSPF depends     on all routers constructing the exact same shortest path tree. For     that reason, tie-breaking schemes have been implemented during tree     construction to ensure that identical trees result. See Section 12     for more details. 
  1699.  
  1700.     [8]Note that the expanding ring search yields the nearest server in     terms of hop count, but not necessarily in terms of the OSPF metric. 
  1701.  
  1702.     [9]This means that in MOSPF, just as in OSPF, the only kind of link 
  1703.  
  1704.  
  1705.  
  1706. Moy                                                            [Page 84] 
  1707.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1708.  
  1709.      state advertisement that can be flooded between areas is the AS     external-link-LSA. 
  1710.  
  1711.     [10]A router indicates that it is a wild-card multicast receiver by     setting the appropriate flag in its router-LSA. See Section 14.6 for     details. 
  1712.  
  1713.     [11]This is not quite true. As we shall see, any inter-AS multicast     forwarders belonging to the backbone are designated as wild-card     multicast receivers. See Section 4. 
  1714.  
  1715.     [12]It is possible that through the operation of an inter-AS     multicast routing protocol, Router RT7 knows that it does not have     multicast connectivity to Network N15 (even though it has unicast     connectivity). In this case, RT7 would not advertise the external     link to N15 as being multicast capable. 
  1716.  
  1717.     [13]Synchronization of the IPMulticastForwarding interface parameter     is not enforced by the MOSPF protocol, since it is not included in     the contents of a MOSPF router's Hello packets. 
  1718.  
  1719.     [14]Actually, when multiple IP networks have been assigned to the     same physical network, the first thing that needs to be done is to     associate an IP network with the received Host Membership Report.     This is done in the same way that a receiving interface is     associated with a received multicast datagram; see Section 11.1. 
  1720.  
  1721.     [15]For this reason when a transit network has both MOSPF routers     and non-multicast OSPF routers attached, care should be taken to     ensure that a MOSPF router is elected Designated Router. This can be     accomplished through proper setting of the routers' configured     Router Priority. 
  1722.  
  1723.     [16]Note that just because these advertisements exist in the link     state database, it does not mean that the Group G members are     reachable.  Reachability does not enter into the building of the     transit vertex list, in order to simplify the calculation. This is a     trade-off. As a result, some multicast datagrams may be forwarded     further than necessary, when the described Group G members actually     are unreachable. 
  1724.  
  1725.     [17]Since the Designated Router controls flooding on the network,     this is another reason to ensure that a MOSPF router is elected as     Designated Router. 
  1726.  
  1727.     [18]In other words, group-membership-LSAs will never be     retransmitted to non-multicast routers. 
  1728.  
  1729.  
  1730.  
  1731.  Moy                                                            [Page 85] 
  1732.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1733.  
  1734.      [19]This last step will not be necessary if the configuration     guidelines presented in Section 6.5 are followed. 
  1735.  
  1736.     [20]The TOS 0 routing table entry is examined regardless of the TOS     specified by the multicast datagram. 
  1737.  
  1738.     [21]It is assumed that a MOSPF router that wants to stop advertising     a route to an external destination will use the premature aging     procedure specified in Section 14.1 of [OSPF], rather than setting     the AS external-link-LSA's cost to LSInfinity. 
  1739.  
  1740.     [22]This preference ordering is used in Step 5c of Section 12.2. 
  1741.  
  1742.     [23]No attempt is made to match the links' two halves. See Step 5d. 
  1743.  
  1744.     [24]However, a summary-link-LSA is eligible for matching even if the     MC-bit in its Options field is clear. 
  1745.  
  1746.     [25]Costs may have both a Type 2 and a Type 1 component; the Type 2     component is always most significant. 
  1747.  
  1748.     [26]This case mirrors the SourceIntraArea candidate list     initialization in Section 12.2.1. 
  1749.  
  1750.     [27]This case mirrors the SourceInterArea1 candidate list     initialization in Section 12.2.2. 
  1751.  
  1752.     [28]This case mirrors the SourceInterArea2 candidate list     initialization in Section 12.2.3. 
  1753.  
  1754.     [29]Note that selecting the upstream node in this manner enforces     the inter-area routing architecture outlined in Section 3.1. Namely,     the multicast datagram is forwarded from the source area, over the     backbone and then into the non-backbone areas. This is similar to     the "hub and spoke" architecture for unicast forwarding described in     Section 3.2 of [OSPF]. 
  1755.  
  1756.     [30]This procedure seems backwards. One would expect that the TOS X     datagram tree would be built first. However, the SPF calculation     must ensure that all routers participating in the forwarding of that     datagram, both TOS-capable and non-TOS-capable, build the same tree.     Since it is known that the non-TOS-capable routers will use the TOS     0 tree, the only safe way to use the TOS X tree is when you are     guaranteed that the non-TOS-capable routers will decline to forward     the datagram. This guarantee is clearly met when there are only     TOS-capable routers on the TOS 0 datagram tree. 
  1757.  
  1758.     [31]Indeed, there will also be those cases where the router, not 
  1759.  
  1760.  
  1761.  
  1762. Moy                                                            [Page 86] 
  1763.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1764.  
  1765.      being on a particular datagram shortest-path tree, will never have     to calculate the particular tree, since the router will not receive     the datagram in the first place. 
  1766.  
  1767.     [32]Group-membership-LSAs are not processed by non-multicast routers     (see Section 10.2). Also, if the Designated Router was not running     the multicast extensions, multicast datagrams would not be forwarded     over the network because its network-LSA would have its MC-bit clear     (see Step 5a in Section 12.2). 
  1768.  
  1769.  
  1770.  
  1771.  
  1772.  
  1773.  
  1774.  
  1775.  
  1776.  
  1777.  
  1778.  
  1779.  
  1780.  
  1781.  
  1782.  
  1783.  
  1784.  
  1785.  
  1786.  
  1787.  
  1788.  
  1789.  
  1790.  
  1791.  
  1792.  
  1793.  
  1794.  
  1795.  
  1796.  
  1797.  
  1798.  
  1799.  
  1800.  
  1801.  
  1802.  
  1803.  
  1804.  
  1805.  
  1806.  
  1807.  
  1808.  
  1809.  Moy                                                            [Page 87] 
  1810.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1811.  
  1812.  A. Data Formats 
  1813.  
  1814.     This section documents the format of MOSPF protocol packets and link     state advertisements (LSAs). All changes and additions made to the     OSPF Version 2 data formats have been made in a backward-compatible     manner. In other words, multicast routers running MOSPF can     interoperate with (non-multicast) OSPF Version 2 routers when     forwarding regular (unicast) IP data traffic. 
  1815.  
  1816.     The MOSPF packet formats are the same as for OSPF Version 2     (described in Appendix A of [OSPF]). One additional option has been     added to the Options field that appears in OSPF Hello packets,     Database Description packets and all link state advertisements. This     new option indicates a router's/network's multicast capability, and     is documented in Section A.1.  The presence of this new option is     ignored by all non-multicast routers. 
  1817.  
  1818.     To support MOSPF, one of OSPF's link state advertisements has been     modified, and a new link state advertisement has been added. The     format of the router-LSA has been modified (see Section A.2) to     include a new flag indicating whether the router is a wild-card     multicast receiver. A new link state advertisement, called the     group-membership-LSA, has been added to pinpoint multicast group     members in the link state database. This new advertisement is     neither flooded nor processed by non-multicast routers. The group-     membership-LSA is documented in Section A.3. 
  1819.  
  1820.  
  1821.  
  1822.  
  1823.  
  1824.  
  1825.  
  1826.  
  1827.  
  1828.  
  1829.  
  1830.  
  1831.  
  1832.  
  1833.  
  1834.  
  1835.  
  1836.  
  1837.  
  1838.  
  1839.  
  1840.  
  1841.  
  1842.  
  1843.  
  1844. Moy                                                            [Page 88] 
  1845.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1846.  
  1847.  A.1 The Options field 
  1848.  
  1849.     The OSPF Options field is present in OSPF Hello packets, Database     Description packets and all link state advertisements. The Options     field enables OSPF routers to support (or not support) optional     capabilities, and to communicate their capability level to other     OSPF routers. Through this mechanism routers of differing     capabilities can be mixed within an OSPF routing domain. 
  1850.  
  1851.     When used in Hello packets, the Options field allows a router to     reject a neighbor because of a capability mismatch. Alternatively,     when capabilities are exchanged in Database Description packets a     router can choose not to forward certain LSA types to a neighbor     because of its reduced functionality. Lastly, listing capabilities     in LSAs allows routers to route traffic around reduced functionality     routers, by excluding them from parts of the routing table     calculation. 
  1852.  
  1853.     Three capabilities are currently defined. For each capability, the     effect of the capability's appearance (or lack of appearance) in     Hello packets, Database Description packets and link state     advertisements is specified below. For example, the     ExternalRoutingCapability (below called the E-bit) has meaning only     in OSPF Hello packets. 
  1854.  
  1855.                      +---+---+---+---+---+---+---+---+                      | * | * | * | * | * |MC | E | T |                      +---+---+---+---+---+---+---+-+-+ 
  1856.  
  1857.                           The OSPF Options field 
  1858.  
  1859.      o   T-bit. This describes the router's TOS capability. If the T-bit         is reset, then the router supports only a single TOS (TOS 0).         Such a router is also said to be incapable of TOS-routing. The         absence of the T-bit in a router links advertisement causes the         router to be skipped when building a non-zero TOS shortest-path         tree. In other words, routers incapable of TOS routing will be         avoided as much as possible when forwarding data traffic         requesting a non-zero TOS. The absence of the T-bit in a summary         link advertisement or an AS external link advertisement         indicates that the advertisement is describing a TOS 0 route         only (and not routes for non-zero TOS). 
  1860.  
  1861.     o   E-bit. AS external link advertisements are not flooded         into/through OSPF stub areas. The E-bit ensures that all members         of a stub area agree on that area's configuration. The E-bit is         meaningful only in OSPF Hello packets. When the E-bit is reset 
  1862.  
  1863.  
  1864.  
  1865. Moy                                                            [Page 89] 
  1866.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1867.  
  1868.          in the Hello packet sent out a particular interface, it means         that the router will neither send nor receive AS external link         state advertisements on that interface (in other words, the         interface connects to a stub area). Two routers will not become         neighbors unless they agree on the state of the E-bit. 
  1869.  
  1870.     o   MC-bit. The MC-bit describes the multicast capability of the         various pieces of the OSPF routing domain. When calculating the         path of multicast datagrams, only those link state         advertisements having their MC-bit set are used. In addition, a         router uses the MC-bit in its Database Description packets to         tell adjacent neighbors whether the router will participate in         the flooding of the new group-membership-LSAs. 
  1871.  
  1872.  
  1873.  
  1874.  
  1875.  
  1876.  
  1877.  
  1878.  
  1879.  
  1880.  
  1881.  
  1882.  
  1883.  
  1884.  
  1885.  
  1886.  
  1887.  
  1888.  
  1889.  
  1890.  
  1891.  
  1892.  
  1893.  
  1894.  
  1895.  
  1896.  
  1897.  
  1898.  
  1899.  
  1900.  
  1901.  
  1902.  
  1903.  
  1904.  
  1905.  
  1906.  
  1907.  
  1908.  Moy                                                            [Page 90] 
  1909.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1910.  
  1911.  A.2 Router-LSA 
  1912.  
  1913.     An OSPF router originates a router-LSA into each of its attached     areas. The router-LSA describes the state and cost of the router's     interfaces to the area. The contents of the router-LSA are described     in detail in Section A.4.2 of [OSPF]. There are flags in the     router-LSA that indicate whether the router is either a) an area     border router or b) an AS boundary router or c) the endpoint of a     virtual link. One more flag has been added to the router-LSA for     MOSPF; it is called bit W below. This flag indicates whether the     router wishes to receive all multicast datagrams regardless of     destination (i.e., is a wild-card multicast receiver). 
  1914.  
  1915.         0                   1                   2                   3         0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |            LS age             |     Options   |       1       |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                        Link State ID                          |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                     Advertising Router                        |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                     LS sequence number                        |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |         LS checksum           |             length            |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |    rtype      |        0      |            # links            |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ +        |                          Link ID                              | P        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ E        |                         Link Data                             | R        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |     Type      |     # TOS     |        TOS 0 metric           | #      + +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ L      # |      TOS      |        0      |            metric             | I      T +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ N      O |                              ...                              | K      S +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ S      | |      TOS      |        0      |            metric             | |      + +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ +        |                              ...                              | 
  1916.  
  1917.                                 The router LSA 
  1918.  
  1919.  
  1920.  
  1921.  
  1922.  
  1923.  
  1924.  
  1925.  Moy                                                            [Page 91] 
  1926.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1927.  
  1928.                       +---+---+---+---+---+---+---+---+                      | * | * | * | * | W | V | E | B |                      +---+---+---+---+---+---+---+-+-+ 
  1929.  
  1930.                                 The rtype field 
  1931.  
  1932.     The following defines the flags found in the rtype field. Each flag     classifies the router by function: 
  1933.  
  1934.     o   bit B. When set, the router is an area border router (B is for         border). These routers forward unicast data traffic between OSPF         areas. 
  1935.  
  1936.     o   bit E. When set, the router is an AS boundary router (E is for         external). These routers forward unicast data traffic between         Autonomous Systems. 
  1937.  
  1938.     o   bit V. When set, the router is an endpoint of an active virtual         link (V is for virtual) which uses the described area as its         Transit area. 
  1939.  
  1940.     o   bit W. When set, the router is a wild-card multicast receiver.         These routers receive all multicast datagrams, regardless of         destination.  Inter-area multicast forwarders and inter-AS         multicast forwarders are sometimes wild-card multicast receivers         (see Sections 3 and 4). 
  1941.  
  1942.  
  1943.  
  1944.  
  1945.  
  1946.  
  1947.  
  1948.  
  1949.  
  1950.  
  1951.  
  1952.  
  1953.  
  1954.  
  1955.  
  1956.  
  1957.  
  1958.  
  1959.  
  1960.  
  1961.  
  1962.  
  1963.  
  1964.  
  1965.  
  1966. Moy                                                            [Page 92] 
  1967.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1968.  
  1969.  A.3 Group-membership-LSA 
  1970.  
  1971.     Group-membership-LSAs are the Type 6 link state advertisements.     Group-membership-LSAs are specific to a particular OSPF area. They     are never flooded beyond their area of origination. A router's     group-membership-LSA for Area A indicates its directly attached     networks which belong to Area A and contain members of a particular     multicast group. A router originates a group-membership-LSA for     multicast group D when the following conditions are met for at least     one directly attached network: 1) the router has been elected     Designated Router for the network and 2) at least one host on the     network has joined Group D via the IGMP protocol. 
  1972.  
  1973.     A router may also originate a group-membership-LSA for Group D if     the router itself has internal applications belonging to Group D. In     addition, area border routers originate group-membership-LSAs into     the backbone area when there are group members in the router's     attached non-backbone areas. See Section 10 for more information     concerning the origination of group-membership-LSAs. 
  1974.  
  1975.         0                   1                   2                   3         0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |            LS age             |     Options   |       6       |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |              Link State ID = Destination Group                |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                     Advertising Router                        |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                     LS sequence number                        |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |         LS checksum           |             length            |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                        Vertex type                            |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                         Vertex ID                             |        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+        |                              ...                              | 
  1976.  
  1977.                            The group-membership-LSA 
  1978.  
  1979.      The group-membership-LSA consists of the standard 20-byte link state     header (see Section A.4.1 of [OSPF]) followed by a list of transit     vertices to label with the multicast destination. The     advertisement's Link State ID is set to the destination multicast     group address. There is no metric associated with the advertisement.     Each transit vertex is specified by its Vertex type and Vertex ID 
  1980.  
  1981.  
  1982.  
  1983. Moy                                                            [Page 93] 
  1984.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  1985.  
  1986.      (see Section 12.1 for an explanation of this terminology): 
  1987.  
  1988.     o   Vertex type. Set equal to 1 for a router, and 2 for a transit         network.  Note that the only router that may be included in the         list is the Advertising Router itself. 
  1989.  
  1990.     o   Vertex ID. For router vertices, this field indicates the         router's OSPF Router ID. For transit network vertices, this         field indicates the IP address of the network's Designated         Router. Note that the link state advertisement associated with         the transit vertex is the LSA whose LS type = Vertex type, Link         State ID = Vertex ID and Advertising Router = the group-         membership-LSA's Advertising Router. 
  1991.  
  1992.  
  1993.  
  1994.  
  1995.  
  1996.  
  1997.  
  1998.  
  1999.  
  2000.  
  2001.  
  2002.  
  2003.  
  2004.  
  2005.  
  2006.  
  2007.  
  2008.  
  2009.  
  2010.  
  2011.  
  2012.  
  2013.  
  2014.  
  2015.  
  2016.  
  2017.  
  2018.  
  2019.  
  2020.  
  2021.  
  2022.  
  2023.  
  2024.  
  2025.  
  2026.  
  2027.  
  2028.  Moy                                                            [Page 94] 
  2029.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2030.  
  2031.  B. Configurable Constants 
  2032.  
  2033.     This section documents the configurable parameters used by OSPF's     multicast routing extensions. These parameters are in addition to     the configurable constants used by the base OSPF protocol     (documented in Appendix C of [OSPF]). An implementation of MOSPF     must provide the ability to set these parameters, either through     network management or some other means. 
  2034.  
  2035.     B.1 Global parameters 
  2036.  
  2037.         The following parameters apply to the router as a whole. 
  2038.  
  2039.         o   Multicast capability. An indication of whether the router is             running MOSPF. If the router is running MOSPF, it will             perform the algorithms as set forth in this specification.             Otherwise, the router is still able to run the basic OSPF             algorithm (as set forth in [OSPF]), and will be able to             interoperate with multicast capable routers (see Section             6.1) when forwarding regular (unicast) IP data traffic. 
  2040.  
  2041.         o   Inter-area multicast forwarder. This parameter indicates             whether the router will forward multicast datagrams between             OSPF areas. Such a router summarizes group membership             information to the backbone, and acts as a wild-card             multicast receiver in all its attached non-backbone areas             (see Section 3.1). Not all multicast-capable area border             routers need be configured as inter-area multicast             forwarders.  However, whenever both ends of a virtual link             are multicast-capable, they must both be configured as             inter-area multicast forwarders (see Section 14.11). By             default, all multicast-capable area border routers are             configured as inter-area multicast forwarders. 
  2042.  
  2043.         o   Inter-AS multicast forwarder. This parameter indicates             whether the router forwards multicast datagrams between             Autonomous Systems. Such a router acts as a wild-card             multicast receiver in all attached areas (see Section 4). It             is also assumed that an inter-AS multicast forwarder runs             some kind of inter-AS multicast routing algorithm. 
  2044.  
  2045.     B.2 Router interface parameters 
  2046.  
  2047.         The following parameters can be configured separately for each         of the router's OSPF interfaces. Remember that an OSPF interface         is the connection between the router and one of its attached IP         networks.  Note that the IPMulticastForwarding parameter is         really a description of the attached network. As such, it should 
  2048.  
  2049.  
  2050.  
  2051. Moy                                                            [Page 95] 
  2052.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2053.  
  2054.          be configured identically on all routers attached to a common         network; otherwise incorrect routing of multicast datagrams may         result. 
  2055.  
  2056.         o   IPMulticastForwarding. This configurable parameter indicates             whether IP multicasts should be forwarded over the attached             network, and if so, how the forwarding should be done. The             parameter can assume one of three possible values: disabled,             data-link multicast and data-link unicast. When set to             disabled, IP multicast datagrams will not be forwarded out             the interface. When set to data-link multicast, IP multicast             datagrams will be forwarded as data-link multicasts. When             set to data-link unicast, IP multicast datagrams will be             forwarded as data-link unicasts. The default value for this             parameter is data-link multicast. The other two settings are             for use in the special circumstances described in Sections             6.3 and 6.4. When set to disabled or to data-link unicast,             IGMP group membership is not monitored on the attached             network. 
  2057.  
  2058.         o   IGMPPollingInterval. The number of seconds between IGMP Host             Membership Queries sent out this interface. A multicast-             capable router sends IGMP Host Membership Queries only when             it has been elected Designated Router for the attached             network. See [RFC 1112] for a discussion of this parameter's             value. 
  2059.  
  2060.         o   IGMP timeout. If no IGMP Host Membership Reports have been             heard on an attached network for a particular multicast             group A after this period of time, the entry [Group A,             attached network] is deleted from the router's local group             database. See Section 9 for more information. 
  2061.  
  2062.  
  2063.  
  2064.  
  2065.  
  2066.  
  2067.  
  2068.  
  2069.  
  2070.  
  2071.  
  2072.  
  2073.  
  2074.  
  2075.  
  2076.  
  2077.  
  2078.  
  2079.  
  2080. Moy                                                            [Page 96] 
  2081.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2082.  
  2083.  C. Sample datagram shortest-path trees 
  2084.  
  2085.     In MOSPF, all routers must calculate exactly the same datagram     shortest-path trees. In order to ensure this in internetworks having     redundant links, a number of tie-breakers were defined in the MOSPF     routing table calculation (see Steps 4 and 5c of Section 12.2, and     Sections 12.2.4 and 12.2.7). This section illustrates the use of     these tie-breakers on a sample topology. 
  2086.  
  2087.     Three different examples are given. All examples use the same     physical topology and the same set of OSPF interface costs (see the     left side of Figure 14). The source of the datagram is always Host     H1 on the network at the top of the figure (192.9.1.0), and the     destination group members are the two hosts labelled with Group Ma     at the bottom of the figure. The first case shows an example of     intra-area multicast, while the remaining two cases show the     influence of OSPF areas on the path of a multicast datagram. 
  2088.  
  2089.  
  2090.  
  2091.  
  2092.  
  2093.  
  2094.  
  2095.  
  2096.  
  2097.  
  2098.  
  2099.  
  2100.  
  2101.  
  2102.  
  2103.  
  2104.  
  2105.  
  2106.  
  2107.  
  2108.  
  2109.  
  2110.  
  2111.  
  2112.  
  2113.  
  2114.  
  2115.  
  2116.  
  2117.  
  2118.  
  2119.  
  2120.  
  2121.  Moy                                                            [Page 97] 
  2122.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2123.  
  2124.  C.1 An intra-area tree 
  2125.  
  2126.     The datagram shortest-path tree resulting from the intra-area case     is shown on the right of Figure 14. The root of the tree is the     source network (192.9.1.0), and the leaves are the two routers (RT4     and RT3) directly attached to the stub networks containing Group Ma     members. 
  2127.  
  2128.     There are equal-cost paths available to both group members. For the     group member on the left, the path could go either through network     10.1.0.0 or through network 10.2.0.0. By the tie-breaking rules, the     path through 10.2.0.0 is chosen since it has the larger IP network     number (see Step 5c of Section 12.2). 
  2129.  
  2130.     For the group member on the right, the path could go either over     Network 10.2.0.0 or over the serial line connecting routers RT2 and     RT3. The path over Network 10.2.0.0 is chosen after executing two     tie-breaking rules. First, Network 10.2.0.0 is placed on the     shortest-path tree before Router RT3 since networks are always     chosen over routers (see Step 4 of Section 12.2). Then, given a 
  2131.  
  2132.                                  +--+                                  |H1|                                  +--+                     Net 192.9.1.0  |                          +------------------+                             |            |         +----------+        |1           |1         |  Network |     8+---+        +---+            o 192.9.1.0         | 10.1.0.0 |------|RT1|        |RT2|            |         +----------+      +---+        +---+           0|              |              |8          8|              |             8|         +----------+      |8             o RT1            +---+10     | Network  |  10+---+            |            |RT4|-------| 10.2.0.0 |----|RT3|           8|            +---+       +----------+    +---+            |              |3                          |3             o 10.2.0.0              |                           |             / \         +---------+                  +-------+       0/   \0              |                           |           /     \            +--+                        +--+         o       o            |Ma|                        |Ma|        RT4      RT3            +--+                        +--+ 
  2133.  
  2134.                          Figure 14: An intra-area tree 
  2135.  
  2136.  
  2137.  
  2138.  
  2139.  
  2140. Moy                                                            [Page 98] 
  2141.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2142.  
  2143.      choice of either Network 10.2.0.0 or Router RT2 for RT3's parent on     the tree, Net 10.2.0.0 is again preferred since it is a network (see     Step 5c of Section 12.2) 
  2144.  
  2145.  
  2146.  
  2147.  
  2148.  
  2149.  
  2150.  
  2151.  
  2152.  
  2153.  
  2154.  
  2155.  
  2156.  
  2157.  
  2158.  
  2159.  
  2160.  
  2161.  
  2162.  
  2163.  
  2164.  
  2165.  
  2166.  
  2167.  
  2168.  
  2169.  
  2170.  
  2171.  
  2172.  
  2173.  
  2174.  
  2175.  
  2176.  
  2177.  
  2178.  
  2179.  
  2180.  
  2181.  
  2182.  
  2183.  
  2184.  
  2185.  
  2186.  
  2187.  
  2188.  
  2189.  
  2190.  
  2191.  Moy                                                            [Page 99] 
  2192.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2193.  
  2194.  C.2 The effect of areas 
  2195.  
  2196.     In Figure 15 below, the previous diagram has been modified by the     inclusion of OSPF areas. The datagram source is now part of the OSPF     backbone (Area 0), while the rest of the topology is in Area 1. In     this case, since the datagram source and the group members belong to     different areas, reverse costs are used when building the tree (see     Step 5b of Section 12.2). This actually eliminates the equal cost     paths from the diagram, and leads to the Area 1 datagram shortest-     path tree on the right of Figure 15. 
  2197.  
  2198.  
  2199.  
  2200.  
  2201.  
  2202.  
  2203.  
  2204.  
  2205.  
  2206.  
  2207.  
  2208.                                  +--+                                  |H1|                                  +--+                     Net 192.9.1.0  |                          +------------------+       ..................... |            |       . +----------+      . |1           |1            192.9.1.0       . |  Network |     8+---+        +---+                o       . | 10.1.0.0 |------|RT1|........|RT2|...            / \       . +----------+      +---+        +---+  .          1/   \1       .      |              |8          8|    .          /     \       .     8|         +----------+      |8   .         o RT1   o RT2       .    +---+10     | Network  |  10+---+  .         |        \       .    |RT4|-------| 10.2.0.0 |----|RT3|  .        0|         \8       .    +---+       +----------+    +---+  .         |          \       .      |3                          |3   .         o 10.1.0.0  o       .      |                           |    .         |          RT3       . +---------+                  +-------+.        8|       .      |                           |    .         |       .    +--+                        +--+   .         o       .    |Ma|                        |Ma|   .        RT4       .    +--+     Area 1             +--+   .       ......................................... 
  2209.  
  2210.                         Figure 15: The effect of areas 
  2211.  
  2212.  
  2213.  
  2214.  
  2215.  
  2216. Moy                                                           [Page 100] 
  2217.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994 
  2218.  
  2219.  C.3 The effect of virtual links 
  2220.  
  2221.     In Figure 16 below, Network 10.1.0.0 has been configured as a     separate area (Area 1), while everything else belongs to the OSPF     backbone (Area 0). In addition, a virtual link has been configured     through Area 1, enhancing the backbone connectivity. In this case,     both the source and the group members belong to the same area, so     forward costs are used. However, since virtual links are preferred     over regular links (see Step 5c of Section 12.2), the backbone     datagram shortest-path tree uses Network 10.1.0.0 instead of     10.2.0.0 on the path to the left group member. This leads to the     tree on the right of Figure 16. 
  2222.  
  2223.  
  2224.  
  2225.  
  2226.  
  2227.  
  2228.  
  2229.  
  2230.  
  2231.                                  +--+                                  |H1|                                  +--+                     Net 192.9.1.0  |       ................   +------------------+       . +----------+ .     /1            |       . |  Network |8.    /              |1       . | 10.1.0.0 |-+---+             +---+            o 192.9.1.0       . +----------+*|RT1|             |RT2|            |       .     8|*******+---+             +---+           0|       .Area1 |*VL    .    \8            8|              |       .....+---+...... +----------+      |8             o RT1            |RT4|10     | Network  |  10+---+           / \            +---+-------| 10.2.0.0 |----|RT3|          /8  \8              |         +----------+    +---+         /     \              |3                          |3         o 10.1  o 10.2.0.0              |                           |          |       |         +---------+                  +-------+      |0      |0              |                           |          |       |            +--+                        +--+         o       o            |Ma|                        |Ma|        RT4      RT3            +--+                        +--+ 
  2232.  
  2233.                     Figure 16: The effect of virtual links 
  2234.  
  2235.  
  2236.  
  2237.  
  2238.  
  2239. Moy                                                           [Page 101] 
  2240.  RFC 1584              Multicast Extensions to OSPF            March 1994  
  2241.  
  2242. Security Considerations 
  2243.  
  2244.     Security issues are not discussed in this memo. 
  2245.  
  2246. Author's Address 
  2247.  
  2248.     John Moy     Proteon, Inc.     9 Technology Drive     Westborough, MA 01581     Phone: (508) 898-2800     Email: jmoy@proteon.com 
  2249.  
  2250.  
  2251.  
  2252.  
  2253.  
  2254.  
  2255.  
  2256.  
  2257.  
  2258.  
  2259.  
  2260.  
  2261.  
  2262.  
  2263.  
  2264.  
  2265.  
  2266.  
  2267.  
  2268.  
  2269.  
  2270.  
  2271.  
  2272.  
  2273.  
  2274.  
  2275.  
  2276.  
  2277.  
  2278.  
  2279.  
  2280.  
  2281.  
  2282.  
  2283.  
  2284.  
  2285.  
  2286.  
  2287.  
  2288. Moy                                                           [Page 102] 
  2289.  
  2290.