home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1680.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  18KB  |  165 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                     C. Brazdziunas Request for Comments: 1680                                      Bellcore Category: Informational                                      August 1994 
  8.  
  9.                       IPng Support for ATM Services 
  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.    This white paper describes engineering considerations for IPng as    solicited by RFC 1550 [1].  IPng should provide support for existing    and emerging link technologies that it will be transported over. Link    technologies like Ethernet simply multiplex traffic from upper layer    protocols onto a single channel. "Sophisticated" link technologies    like ATM are emerging in the marketplace allowing several virtual    channels to be established over a single wire (or fiber) potentially    based on an applications' network performance objectives. 
  22.  
  23.    Support for both "sophisticated" (ATM) and existing link technologies    needs to be considered in an IPng candidate. End-to-end applications    will communicate through a network where IPng packets travel across    subnetworks such as Ethernet and Hippi and also more "sophisticated"    link levels such as ATM.  Though initial support for IPng over ATM    subnetworks will not facilitate a virtual circuit per application,    the hooks to provide such a mapping should be in place while also    maintaining support for the transport of IPng packets across    conventional subnetworks. Application support for QOS-based link    level service requires that the  following types of ATM information    be mappable (or derivable) from the higher level protocol(s) such as    IPng: source and destination(s) addresses, connection quality of    service parameters, connection state, and ATM virtual circuit    identifier. Some of these mappings may be derivable from information    provided by proposed resource reservation protocols supporting an    integrated services Internet [4]. However, the ATM virtual circuit    identifier should be efficiently derivable from IPng packet 
  24.  
  25.  
  26.  
  27. Brazdziunas                                                     [Page 1] 
  28.  RFC 1680             IPng Support for ATM Services           August 1994 
  29.  
  30.     information. 
  31.  
  32.    An IPng candidate should provide evidence that the mapping from an    applications' IPng packets to ATM virtual circuit(s) can be    accomplished in a heterogeneous Internet architecture keeping in    consideration the gigabit/sec rates that IPng/ATM subnetworks will    eventually be operating at. 
  33.  
  34. 1.  Introduction 
  35.  
  36.    This paper describes parameters that are needed to map IPng (or any    protocol operating above the link level) to ATM services. ATM is a    "sophisticated" link level technology which provides the potential    capability for applications at the TCP/UDP level to map to a single    ATM virtual circuit for transport across an ATM network(s) customized    to the network performance and traffic requirements for that    application. This is a step above many of today's existing link    technologies which can only support a single level of network    performance that must be shared by all applications operating on a    single endpoint. 
  37.  
  38.    The future Internet will be comprised of both conventional and    "sophisticated" link technologies.  The "sophisticated" features of    link layers like ATM need to be incorporated into an internet where    data travels not only across an ATM network but also several other    existing LAN and WAN technologies. Future networks are likely to be a    combination of subnetworks providing best-effort link level service    such as Ethernet and also sophisticated subnetworks that can support    quality of service-based connections like ATM.  One can envision data    originating from an Ethernet, passing through an ATM network, FDDI    network, another ATM network, and finally arriving at its destination    residing on a HIPPI network. IPng packets will travel through such a    list of interconnected network technologies as ATM is incorporated as    one of the components of the future Internet. 
  39.  
  40.    To support per application customizable link level connections, four    types of ATM information should be derivable from the higher level    protocol(s) like IPng. This ATM information includes: source and    destination ATM addresses, connection quality of service parameters,    connection state, and an ATM virtual circuit identifier which maps to    a single IPng application (i.e., single TCP/UDP application). Some of    these mapping  could potentially be derivable through information    provided by proposed resource reservation protocols supporting an    integrated services Internet [4].  However, the ATM virtual circuit    identifier needs to be efficiently mappable from IPng packet    information. 
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46. Brazdziunas                                                     [Page 2] 
  47.  RFC 1680             IPng Support for ATM Services           August 1994 
  48.  
  49.     Organization of this white paper is as follows. First the    characteristics of ATM are described focusing on functions that are    not provided in today's LAN technologies. This section provides    background information necessary for the following section describing    the parameters needed to map IPng services to ATM services. 
  50.  
  51. 2.  Terminology 
  52.  
  53.    In this white paper, the term "application" refers to a process or    set of collective processes operating at the TCP/UDP level or above    in the protocol stack. For example, each instance of "telnet" or    "ftp" session running on an end station is a distinct application. 
  54.  
  55. 3.  Characteristics of ATM Service 
  56.  
  57.    ATM has several characteristics which differentiates it from current    link level technologies.  First of all, ATM has the capability of    providing many virtual channels to transmit information over a single    wire (or fiber). This is very similar to X.25, where many logical    channels can be established over a single physical media. But unlike    X.25, ATM allows for each of these channels or circuits to have a    customizable set of performance and quality of service    characteristics. Link level technologies like Ethernet provide a    single channel with a single performance and quality of service    characteristic. In a sense,  a single ATM link level media appears    like an array of of link level technologies each with customizable    characteristics. 
  58.  
  59.    ATM virtual circuits can be established dynamically utilizing its    signaling protocol. ATM signaling is a source initiated negotiation    process for connection establishment. This protocol informs elements    in the network of the characteristics for the desired connection. ATM    signaling does not provide any guidelines for how network elements    decide whether it can accept a call or where a signaling request    should be forwarded if the end destination (from the link level    perspective) has not been reached. In short, ATM signaling does not    support any routing functionality of network admission control. 
  60.  
  61.    ATM signaling establishes a "hard state" in the network for a call.    "Hard state" implies that the state of a connection in intermediate    switching equipment can be set and once established it will be    maintained until a message is received by one of the ends of the call    requesting a change in state for the connection [2]. As a result, an    ATM end system (this could be a workstation with an ATM adapter or a    router with an ATM interface) receives guaranteed service from the    ATM network. The ATM network is responsible for maintaining the    connection state. The price the ATM termination points pay for this    guarantee is the responsibility of changing the state of the 
  62.  
  63.  
  64.  
  65. Brazdziunas                                                     [Page 3] 
  66.  RFC 1680             IPng Support for ATM Services           August 1994 
  67.  
  68.     connection, specifically informing the ATM network to establish,    alter, or tear-down the connection. 
  69.  
  70.    Each ATM end point in a network has an ATM address associated with it    to support dynamic connection establishment via signaling. These    addresses are hierarchical in structure and globally unique [3]. As a    result, these addresses are routable. This allows ATM networks to    eventually support a large number of ATM endpoints once a routing    architecture and protocols to support it become available. 
  71.  
  72.    The ATM User-Network Interface (UNI) signaling protocol based on    ITU-TS Q.93B  allows many different service parameters to be    specified for describing connection characteristics. [3] These    parameters can be grouped into several categories: ATM adaptation    layer (AAL) information, network QOS objectives, connection traffic    descriptor, and transit network selector. The AAL information    specifies negotiable parameters such as AAL type and maximum packet    sizes. The network QOS objectives describe the service that the ATM    user expects from the network. Q.93B allows for one of five service    classes to be selected by the ATM user. The service classes are    defined as general traffic types such as circuit emulation (class A),    variable bit rate audio and video (class B), connection-oriented data    transfer (class C), connectionless data transfer (class D), best    effort service (class X), and unspecified [3]. Each of these    categories are further specified through network provider objectives    for various ATM performance parameters. These parameters may include    cell transfer delay, cell delay variation, and cell loss ratio. The    connection traffic descriptor specifies characteristics of the data    generated by the user of the connection. This information allows the    ATM network to commit the resources necessary to support the traffic    flow with the quality of service the user expects. Characteristics    defined in the ATM Forum UNI specification include peak cell rate,    sustainable cell rate, and maximum and minimum burst sizes [3].    Lastly, the transit network selection parameter allows an ATM user to    select a preferred network provider to service the connection [3]. 
  73.  
  74. 4.  Parameters Required to Map IPng to ATM 
  75.  
  76.    There are several parameters required to map ATM services from a    higher level service like IPng. These ATM parameters can be    categorized in the following manner: addressing parameters,    connection QOS-related parameters, connection management information,    and ATM virtual circuit identifier. The first three categories    provide support for ATM signaling. The last parameter, a connection    identifier that maps IPng packets to ATM virtual circuits, provides    support for an ATM virtual circuit per application when the end-to-    end connection travels across an ATM subnetwork(s) (this does not    assume that ATM is the only type of subnetwork that this connection 
  77.  
  78.  
  79.  
  80. Brazdziunas                                                     [Page 4] 
  81.  RFC 1680             IPng Support for ATM Services           August 1994 
  82.  
  83.     travels across). Below, mapping issues for each of these parameters    will be described. 
  84.  
  85. 4.1.  Addressing 
  86.  
  87.    ATM supports routable addresses to each ATM endpoint to facilitate    the dynamic establishment of connections. These addresses need to be    derived from a higher level address such as an IPng address and IPng    routing information.  This type of mapping is not novel. It is a    mapping that is currently done for support of current IP over link    technologies such as Ethernet.  An IP over ATM address resolution    protocol (ARP) has been described in the Internet Standard,    "Classical IP over ATM" [5]. In addition, support for IP routing over    large ATM networks is being worked in the IETF's "Routing over Large    Clouds" working group. 
  88.  
  89. 4.2.  Quality of Service 
  90.  
  91.    As described in section 3, an ATM virtual circuit is established    based upon a user's traffic characteristics and network performance    objectives. These characteristics which include delay and throughput    requirements can only be defined by the application level (at the    transport level or above) as opposed to the internetworking (IPng)    level. For instance, a file transfer application transferring a 100    MB file has very different link level performance requirements than a    network time application. The former requires a high throughput and    low error rate connection whereas the latter could perhaps be    adequately serviced utilizing a best-effort service. Current IP does    not provide much support for a quality of service specification and    provides no support for the specification of link level performance    needs by an application directly. This is due to the fact that only a    single type of link level performance is available with link    technologies like Ethernet.  As a result, all applications over IP    today receive the same level of link service. 
  92.  
  93.    IPng packets need not explicitly contain information parameters    describing an application's traffic characteristics and network    performance objectives (e.g., delay = low, throughput = 10 Mb/s).    This information could potentially be mapped from resource    reservation protocols that operate at the IP (and potentially IPng)    level [4]. 
  94.  
  95. 4.3.  Connection Management 
  96.  
  97.    The establishment and release of ATM connections should ultimately be    controlled by the applications utilizing the circuits. As described    in section 3, ATM signaling establishes a "hard state" in the network    which is controlled by the ATM termination points [2]. Currently, IP  
  98.  
  99.  Brazdziunas                                                     [Page 5] 
  100.  RFC 1680             IPng Support for ATM Services           August 1994 
  101.  
  102.     provides no explicit mechanism for link level connection management.    Future support for link level connection management could be    accomplished through resource reservation protocols and need not    necessarily be supported directly via information contained in the    IPng protocol. 
  103.  
  104. 4.4.  Connection Identifier 
  105.  
  106.    A mapping function needs to exist between IPng packets and ATM so    that application flows map one-to-one to ATM virtual circuits.    Currently, application traffic flows are identified at the transport    level by UDP/TCP source and destination ports and IP protocol    identifiers.  This level of identification should also be available    at the IPng level so that information in the IPng packets identify an    application's flow and map to an ATM virtual circuit supporting that    flow when the IPng packets travels across an ATM subnetwork(s). 
  107.  
  108.    Using the current IP protocol, identifying an application's traffic    flow requires the combination of the following five parameters:    source and destination IP addresses, source and destination UDP/TCP    ports, and IP protocol identifier. This application connection    identifier for IP is complex and could potentially be costly to    implement in IP end stations and routers.  The IPng connection    identifier should be large enough so that all application level    traffic from an IPng end point can be mapped into the IPng packet.    Currently, ATM provides 24 bits for virtual circuit identification    (VPI and VCI). This provides sufficient capacity for 2^24    (16,777,216) connections [6]. The actual number of bits that are used    for the ATM virtual circuit however is established through    negotiation between the ATM endpoint and ATM network. This number is    useful as an upper bound for the number of mappings that are needed    to be supported by IPng. 
  109.  
  110.    An IPng candidate should be able to identify how IPng packets from an    application can map to an ATM  virtual circuit. In addition, this    mapping should be large enough to support a mapping for every IPng    application on an end system to an ATM virtual circuit. Careful    consideration should be given to complexity of this mapping for IPng    to ATM since it needs to eventually support gigabit/sec rates. 
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  Brazdziunas                                                     [Page 6] 
  123.  RFC 1680             IPng Support for ATM Services           August 1994 
  124.  
  125.  References 
  126.  
  127.    [1] Bradner, S., and A. Mankin, "IP: Next Generation (IPng) White        Paper Solicitation", RFC 1550, Harvard University, NRL, December        1993. 
  128.  
  129.    [2] Clark, D., "The Design Philosophy of the DARPA Internet        Protocols", Proc.  ATM SIGCOMM '88, August 1988. 
  130.  
  131.    [3] "ATM User-Network Interface Specification, Version 3.0", ATM        Forum, September 10, 1993. 
  132.  
  133.    [4] Zhang, L., Estrin, D., Herzog, S., and S. Jamin, "Resource        ReSerVation Protocol (RSVP) - Version 1 Functional        Specification", Work in Progress, October 1993. 
  134.  
  135.    [5] Laubach, M., "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577, Hewlett-        Packard Laboratories, January 1994. 
  136.  
  137.    [6] "Asynchronous Transfer Mode (ATM) and ATM Adaptation Layer (AAL)        Protocols Generic Requirements", Bellcore Technical Advisory TA-        NWT-001113, Issue 1, June 1993. 
  138.  
  139. Security Considerations 
  140.  
  141.    Security issues are not discussed in this memo. 
  142.  
  143. Author's Address 
  144.  
  145.    Christina Brazdziunas    Bellcore    445 South Street    Morristown, NJ 07960 
  146.  
  147.    Phone: (201) 829-4173    EMail: crb@faline.bellcore.com 
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163. Brazdziunas                                                     [Page 7] 
  164.  
  165.