home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1679.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  23KB  |  266 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                           D. Green Request for Comments: 1679                                       P. Irey Category: Informational                                        D. Marlow                                                            K. O'Donoghue                                                                  NSWC-DD                                                              August 1994 
  8.  
  9.       HPN Working Group Input to the IPng Requirements Solicitation 
  10.  
  11. Status of this Memo 
  12.  
  13.    This memo provides information for the Internet community.  This memo    does not specify an Internet standard of any kind.  Distribution of    this memo is unlimited. 
  14.  
  15. Abstract 
  16.  
  17.    This document was submitted to the IETF IPng area in response to RFC    1550.  Publication of this document does not imply acceptance by the    IPng area of any ideas expressed within.  Comments should be    submitted to the big-internet@munnari.oz.au mailing list. 
  18.  
  19. Executive Summary 
  20.  
  21.    The Navy's High Performance Network (HPN) working group has studied    the requirements of mission critical applications on Navy platforms.    Based on this study, three basic categories of issues for IPng have    been identified.  The assumptions identified include accommodation of    current functionality, commercial viability, and transitioning. The    general requirements identified include addressing, integrated    services architecture, mobility, multicast, and rapid route    reconfiguration. Finally, the additional considerations identified    include fault tolerance, policy based routing, security, and time    synchroniztion. The HPN working group is interested in participating    with the IETF in the development of standards which would apply to    mission critical systems. In particular, the HPN working group is    interested in the development of multicast functionality, an    integrated services architecture, and support for high performance    subnetworks. 
  22.  
  23. 1.   Introduction 
  24.  
  25.    The HPN working group has been established to study future network    architectures for mission critical applications aboard Navy    platforms.  As a result, the HPN working group is interested in the    results of the IPng selection and development process. This document    is a product of discussions within the HPN working group. 
  26.  
  27.  
  28.  
  29. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 1] 
  30.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  31.  
  32.     The purpose of this document is to provide what the HPN working group    perceives as requirements for an IPng protocol set. Many of the    necessary capabilities exist in current Internet and ISO network    protocols; however, the HPN working group has identified needed    capabilities that are beyond the existing standards. 
  33.  
  34.    The HPN working group has identified three categories of topics for    discussion in this document. The first category is assumptions or    those topics that the HPN working group believes the IPng process    will solve satisfactorily without specific Navy input. The second    category is general requirements. These are capabilities that are    felt to be insufficiently addressed in existing network protocols and    of key importance to Navy mission critical applications. Finally, a    set of additional considerations has been identified. These are also    issues of importance to the HPN working group. However, no guidance    or specific requests can be provided at this time. 
  35.  
  36. 2.   Background 
  37.  
  38.    The US Navy has set up a program through the Space and Naval Warfare    Systems Command called the Next Generation Computer Resources (NGCR)    Program. The purpose of this program is to identify the evolving    needs for information system technology in Navy mission critical    systems. The NGCR High Performance Network (HPN) working group was    recently established by the NGCR program to examine high performance    networks for use on future Navy platforms (aircraft, surface ships,    submarines, and certain shore-based applications). This working group    is currently reviewing Navy needs. The requirements provided below    are based on the HPN working group's current understanding of these    Navy application areas. The application areas of interest are further    examined below. The time frame for design, development, and    deployment of HPN based systems and subsystems is 1996 into the    twenty first century. 
  39.  
  40.    Three general problem domains have been identified by the HPN working    group. These are the particular problem domains within a mission    critical environment that the HPN working group is targeting. The    first is a distributed combat system environment.  This problem    domain is analogous to a collection of workstations involved in many    varied applications involving multiple sources and types of    information.  Analog, audio, digital, discrete, graphic, textual,    video, and voice information must be coordinated in order to present    a single concise view to a commander, operator, or any end user. The    second problem area highlights the general internetworking    environment. The task of moving information to many heterogeneous    systems over various subnetworks is addressed. Finally, the problem    of providing a high speed interconnect for devices such as sensors    and signal processors is identified. [1] 
  41.  
  42.  
  43.  
  44. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 2] 
  45.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  46.  
  47.  2.1   Application Area 
  48.  
  49.    The application area of HPN is the communication network which is a    component of the mission critical systems of Navy platforms. The    expected end points or users of the HPN include humans, computers,    and the many devices (cameras, etc.) found on such platforms. The    function of these end points includes sensor input, signal    processors, operator consoles, navigation systems, etc. The endpoints    are typically grouped into systems both on platforms and at shore-    based sites. These systems perform functions including long range    planning, analysis of sensor information, and machinery control in    real-time. 
  50.  
  51.    Information types that have been identified as required by the HPN    working group include voice, live and pre-recorded audio ranging from    voice to CD quality (e.g., from sensors), video (1 to 30 frames per    second in both monochrome and color), image data (static or from    real-time sensors), reliable and connectionless data transfer, and    very high-bandwidth (gigabits per second) unprocessed sensor data. 
  52.  
  53. 2.2   Services 
  54.  
  55.    Another way of categorizing the HPN application area is by    considering the user services that need to be supported. Some of    these services are the following: 
  56.  
  57.      1.   process to process message passing 
  58.  
  59.      2.   distributed file and database manipulation 
  60.  
  61.      3.   e-mail (both within the platform and off the platform) 
  62.  
  63.      4.   teleconferencing (with the platform, between platforms, and           across the Internet) 
  64.  
  65.      5.   video monitoring of various physical environments 
  66.  
  67.      6.   voice distribution (as a minimum between computer processes           and people) 
  68.  
  69.      7.   image services 
  70.  
  71.      8.   time synchronization 
  72.  
  73.      9.   name or directory services 
  74.  
  75.      10.  network and system management 
  76.  
  77.  
  78.  
  79.  Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 3] 
  80.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  81.  
  82.       11.  security services (support of multilevel data security,           privacy and protection) 
  83.  
  84. 3.   Assumptions 
  85.  
  86.    The assumptions documented below are concerns that the HPN working    group presumes will be accommodated in the IPng process.  However,    they are of enough importance to this working group to merit    identification. 
  87.  
  88. 3.1   Accommodation of Current Functionality 
  89.  
  90.    The IPng protocols need to provide for at least the existing    functionality. In particular, the following issues have been    identified. 
  91.  
  92.       1)   The IPng protocols need to provide for the basic           connectionless transfer of information from one end-point to           another. 
  93.  
  94.      2)   The IPng protocols need to support multiple subnetwork           technologies. This includes but is not limited to Ethernet,           FDDI, Asynchronous Transfer Mode (ATM), Fiber Channel, and           Scalable Coherent Interface (SCI). These are the subnetwork           technologies that are of particular interest to the HPN           working group. Ideally, IPng protocols should be subnetwork           independent. 
  95.  
  96.      3)   The IPng protocols need to support hosts that may be           multihomed. Multihomed in this context implies that a single           host may support multiple different subnetwork technologies.           Multihomed hosts must have the capability to steer the traffic           to selected subnetworks. 
  97.  
  98.      4)   The IPng process needs to recognize that IPng may be only one           of several network protocols that a host utilizes. 
  99.  
  100.      5)   The IPng process needs to provide for appropriate network           management in the finished product. Network management is of           vital importance to the applications of interest to the HPN           working group. 
  101.  
  102. 3.2   Commercial Viability 
  103.  
  104.    As is the case in the commercial world, the HPN working group feels    strongly that the IPng protocols must be commercially viable. This    includes but is not limited to the following issues: 
  105.  
  106.  
  107.  
  108. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 4] 
  109.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  110.  
  111.       1)   The IPng protocols must function correctly. The Navy cannot           afford to have network protocol problems in mission critical           systems. There must be a high degree of confidence that the           protocols are technically sound and multi-vendor           interoperability is achievable. 
  112.  
  113.      2)   The IPng protocols must have the support of the           commercial/industrial community. This may first be           demonstrated by a strong consensus within the IETF community. 
  114.  
  115. 3.3   Transition Plan 
  116.  
  117.    The Navy has a large number of existing networks including both    Internet and ISO protocols as well as a number of proprietary    systems.  As a minimum, the IPng effort must address how to    transition from existing IP based networks. Additionally, it would be    desirable to have some guidance for transitioning from other network    protocols including, but not limited to, CLNP and other commonly used    network protocols. The transition plan for IPng needs to recognize    the large existing infrastructure and the lack of funds for a full    scale immediate transition. There will, in all likelihood, be a long    period of co-existence that should be addressed. 
  118.  
  119. 4.   General Requirements 
  120.  
  121.    The general requirements documented below are topics that the HPN    working group considers to be of vital importance in a network    protocol solution. It is hoped that the IPng solution will address    all of these issues. 
  122.  
  123. 4.1   Addressing 
  124.  
  125.    The HPN working group has identified initial addressing requirements.    First, a large number of addresses are required.  In particular, the    number of addressable entities on a single platform will range from    the 100's to 100,000. The number of large platforms (ships,    submarines, shore based sites) will range from a few hundred to    several thousand. In addition, there will be 500 to 1000 or more    small platforms, primarily aircraft.  Since it is expected that in    the future many of these platforms will be connected to global    networks, the addresses must be globally unique. 
  126.  
  127.    The second requirement identified is for some form of addressing    structure. It is felt that this structure should be flexible enough    to allow for logical structures (not necessarily geographical) to be    applied. It is also felt that this is important for the    implementation of efficient routing solutions.  In addition, the    addressing structure must support multicast group addressing. At a 
  128.  
  129.  
  130.  
  131. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 5] 
  132.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  133.  
  134.     minimum 2**16 globally unique multicast groups must be    distinguishable per platform. 
  135.  
  136. 4.2   Integrated Services Architecture 
  137.  
  138.    An important goal of the HPN working group is to identify existing    and emerging technologies which provide mechanisms for integrating    the services required by mission critical Navy systems. The HPN    working group has identified two classes of problems under the    general category of integrated services. The first is to provide for    the multiple types of services identified in section 2.1.  It is    required to support these services in an integrated fashion in order    to be able to correlate (in time) related streams of information. 
  139.  
  140.    The second class of problems relates to the predictable management of    the various traffic flows associated with the above identified    services.  While many of these services require the delivery of a PDU    within a specified time window, the applications in a mission    critical environment can demand more stringent requirements. In areas    where real-time systems are in use, such as machinery control,    narrower and/or more predictable delivery windows may be required    than in the case of the delivery of audio or video streams. The    mission critical environment also requires the ability to assign    end-to-end importance to instances of communications (i.e.,    invocations of a particular service). For example, an ongoing video    stream may need to yield to machinery control commands to ensure that    the commands are received before their deadline.  The expense of this    action is to degrade temporarily the video stream quality. 
  141.  
  142.    The HPN working group is looking for mechanisms in the IPng protocols    to provide for both of these classes of problems in an integrated    fashion.  An integrated services architecture reduces design and    integration complexities by providing a uniform set of tools for use    by the mission critical system designer and application developer.    Finally, the integrated services architecture must be flexible and    scalable so that new services can be added in the future with minimum    impact on systems using it.  The HPN working group has intentionally    avoided mentioning particular mechanisms that can be used to solve    some of these problems in order to avoid requiring a particular    solution. 
  143.  
  144. 4.3   Mobility 
  145.  
  146.    The HPN working group has identified two classes of mobility for the    Navy mission critical environment. First, most platforms are    themselves mobile. As these platforms move from port to port or from    flight deck to flight deck, it is important that they are able to    communicate with a number of defense installations via a general 
  147.  
  148.  
  149.  
  150. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 6] 
  151.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  152.  
  153.     infrastructure.  Additionally, it is feasible that systems within a    single platform may be mobile. Maintenance and damage assessment    requires large amounts of information at numerous locations on a    platform. This information could possibly be made available through    mobile terminals. 
  154.  
  155. 4.4   Multicast 
  156.  
  157.    Multicast transfer is a very critical IPng requirement for the Navy's    mission critical systems. Aboard a Naval platform there are many    hosts (e.g., workstations) connected via numerous subnetworks. These    hosts are all working different aspects of the problem of keeping the    platform operational to perform its mission. In support of this    environment, multicast transfer is needed to share data that is    needed by multiple hosts. For example, aboard a ship platform,    environmental data (roll, pitch, heading...) is needed by almost all    systems. Video conferencing may be used for communication among    operational personnel at multiple places aboard this ship. Video    conferencing could also be used for communicating with personnel on    other platforms or at shore facilities.  Both of these examples, in    addition to a number of DoD and NATO studies, have highlighted the    need for multicast functionality in mission critical systems. 
  158.  
  159.    One of the limiting factors with the present IP version 4 multicast    is the optional nature of this multicast, particularly with respect    to routers. The use of tunnels, while enabling the initial deployment    of multicast in the Internet, appears to limit its potential. The HPN    working group believes that the best approach to provision of    multicast functionality is to consider it as a basic functionality to    be provided by IPng. In addition, sensible mechanisms are needed to    control multicast traffic (i.e., scope control). Finally, support is    required to enable multicast functionality in IPng in areas such as    group addressing and scalable multicast routing. 
  160.  
  161. 4.5   Rapid Route Reconfiguration 
  162.  
  163.    The HPN project will be using very high bandwidth subnetwork    technology.  In the mission critical environment one very important    problem is placing a very low bound on the time it takes to identify    a subnetwork problem and to complete the necessary route    reconfigurations. The Navy's mission critical environment needs to be    able to trade-off bandwidth to enable a short    detection/reconfiguration time on subnetwork faults. A maximum bound    on this time is felt to be less than 1 second. 
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 7] 
  172.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  173.  
  174.  5.   Additional considerations 
  175.  
  176.    This section represents additional concerns of the mission critical    environment which may impact IPng. The HPN working group felt that    these issues are important for the mission critical environment;    however, it was not clear how or whether it is necessary to    accommodate them in IPng solutions. It may suffice that designers of    IPng are aware of these issues and therefore do not preclude    reasonable solutions to these problems. 
  177.  
  178. 5.1   Fault Tolerance 
  179.  
  180.    The mission critical environment is particularly sensitive to the    area of fault tolerance. Any mechanisms that can be accommodated    within the IPng protocol set, including routing and management, to    support various levels of fault tolerance are desirable. In    particular, the following features should be supported: error    detection, error reporting, traffic analysis, and status reporting. 
  181.  
  182. 5.2   Policy Based Routing 
  183.  
  184.    The HPN working group feels that there may be some uses for policy    based routing within the Navy's mission critical systems.  The    primary interest is in support of a very capable security facility.    Other uses discussed are as a means for keeping certain types of data    on certain subnetworks (for multiply homed hosts) and providing for    automatic reconfiguration in the event of particular subnetwork    failures. 
  185.  
  186. 5.3   Security 
  187.  
  188.    Security is an important requirement for most Navy applications and    thus the ability for the network functions to be designed to support    security services are essential. The following are several security    services in particular that the HPN working group believes the    network function should be able to support:  rule based access    control, labeling, authentication, audit, connection oriented and    connectionless confidentiality, selective routing, traffic flow    confidentiality, connection oriented and connectionless integrity,    denial of service protection, continuity of operations, and    precedence/preemption.  In addition to these services, the network    function should also support the security management of these    security services. In particular, key management is of importance. 
  189.  
  190.    Currently, the IPSEC of the IETF has several draft memos being    considered to incorporate various security services in the network    functions. It is of concern to the HPN working group that the IPng be    able to support the concepts currently being developed by the IPSEC 
  191.  
  192.  
  193.  
  194. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 8] 
  195.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  196.  
  197.     and also provide the ability for the addition of future security    services. 
  198.  
  199. 5.4   Time Synchronization 
  200.  
  201.    Time synchronization among the various components of mission critical    systems is of vital importance to the Navy. It is desirable to be    able to synchronize systems on multiple subnetworks via a network    layer infrastructure. Some hooks for time synchronization can be    envisioned in the network layer.  However, the HPN working group    feels that, as a minimum, efficient time synchronization algorithms    must be able to function above an IPng infrastructure. For HPN    systems, it is desirable that a time-of-day synchronization    capability be supported of at least an accuracy of one microsecond    among all hosts in a platform or campus network. The IPng protocols    should not arbitrarily prevent this type of synchronization    capability. 
  202.  
  203. 6.   Conclusions 
  204.  
  205.    A number of concerns specific to mission critical systems targeted by    the HPN working group have been identified. The HPN working group is    interested in participating with the IETF in the development of    standards which would apply to mission critical systems. In    particular, the HPN working group is interested in the development of    multicast functionality, an integrated services architecture, and    support for high performance subnetworks. 
  206.  
  207. 7.   References 
  208.  
  209.    [1] HPN Planning Group, "Concepts and Guidance for High Performance        Network (HPN)", Work in Progress, May 17, 1993. 
  210.  
  211. 8.  Security Considerations 
  212.  
  213.    Security issues are discussed in Section 5.3. 
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                                [Page 9] 
  230.  RFC 1679                 HPN IPng Requirements               August 1994 
  231.  
  232.  9.   Authors' Addresses 
  233.  
  234.    Dan Green    NSWC-DD    Code B35 NSWCDD    Dahlgren, VA 22448 
  235.  
  236.    Phone: (703) 663-1571    EMail: dtgreen@relay.nswc.navy.mil 
  237.  
  238.     Phil Irey    NSWC-DD    Code B35 NSWCDD    Dahlgren, VA 22448 
  239.  
  240.    Phone: (703) 663-1571    EMail: pirey@relay.nswc.navy.mil 
  241.  
  242.     Dave Marlow    NSWC-DD    Code B35 NSWCDD    Dahlgren, VA 22448 
  243.  
  244.    Phone: (703) 663-1571    EMail: dmarlow@relay.nswc.navy.mil 
  245.  
  246.     Karen O'Donoghue    NSWC-DD    Code B35 NSWCDD    Dahlgren, VA 22448 
  247.  
  248.    Phone: (703) 663-1571    EMail: kodonog@relay.nswc.navy.mil 
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264. Green, Irey, Marlow & O'Donoghue                               [Page 10] 
  265.  
  266.