home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1735.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  25KB  |  283 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                        J. Heinanen Request for Comments: 1735                               Telecom Finland Category: Experimental                                       R. Govindan                                                                      ISI                                                            December 1994 
  8.  
  9.                  NBMA Address Resolution Protocol (NARP) 
  10.  
  11. Status of this Memo 
  12.  
  13.    This memo defines an Experimental Protocol for the Internet    community.  This memo does not specify an Internet standard of any    kind.  Discussion and suggestions for improvement are requested.    Distribution of this memo is unlimited. 
  14.  
  15. IESG Note: 
  16.  
  17.    Note that the work contained in this memo does not describe an    Internet standard.  This work represents an early stage in the    ongoing efforts to resolve direct communication over NBMA subnets.    It is a suitable experimental protocol for early deployment.  It is    expect that it will be superceded by other work being developed    within the IETF. 
  18.  
  19. Abstract 
  20.  
  21.    This document describes the NBMA Address Resolution Protocol (NARP).    NARP can be used by a source terminal (host or router) connected to a    Non-Broadcast, Multi-Access link layer (NBMA) network to find out the    NBMA addresses of the a destination terminal provided that the    destination terminal is connected to the same NBMA network.  Although    this document focuses on NARP in the context of IP, the technique is    applicable to other network layer protocols as well.  This RFC is a    product of the Routing over Large Clouds Working Group of the IETF. 
  22.  
  23. 1. Introduction 
  24.  
  25.    The NBMA Address Resolution Protocol (NARP) allows a source terminal    (a host or router), wishing to communicate over a Non-Broadcast,    Multi-Access link layer (NBMA) network, to find out the NBMA    addresses of a destination terminal if the destination terminal is    connected to the same NBMA network as the source. 
  26.  
  27.  
  28.  
  29.  
  30.  
  31.  
  32.  
  33.  Heinanen & Govindan                                             [Page 1] 
  34.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  35.  
  36.     A conventional address resolution protocol, such as ARP [1, 2] for    IP, may not be sufficient to resolve the NBMA address of the    destination terminal, since it only applies to terminals belonging to    the same IP subnetwork, whereas an NBMA network can consist of    multiple logically independent IP subnets (LISs, [3]). 
  37.  
  38.    Once the NBMA address of the destination terminal is resolved, the    source may either start sending IP packets to the destination (in a    connectionless NBMA network such as SMDS) or may first establish a    connection to the destination with the desired bandwidth and QOS    characteristics (in a connection oriented NBMA network such as ATM). 
  39.  
  40.    An NBMA network can be non-broadcast either because it technically    doesn't support broadcasting (e.g., an X.25 network) or because    broadcasting is not feasible for one reason or another (e.g., an SMDS    broadcast group or an extended Ethernet would be too large). 
  41.  
  42. 2. Protocol Overview 
  43.  
  44.    In this section, we briefly describe how a source S uses NARP to    determine the NBMA address of a destination D or to find out that    such an address doesn't exist.  S first checks if the destination    terminal belongs to the same IP subnetwork as S itself.  If so, S    resolves the NBMA address of D using conventional means, such as ARP    [1, 2] or preconfigured tables.  If D resides in another subnetwork,    S formulates a NARP request containing the source and destination IP    addresses.  S then forwards the request to an entity called the "NBMA    ARP Server" (NAS). 
  45.  
  46.    For administrative and policy reasons, a physical NBMA network may be    partitioned into several disjoint logical NBMA networks.  NASs    cooperatively resolve the NBMA next hop within their logical NBMA    network.  In the following we'll always use the term "NBMA network"    to mean a logical NBMA network.  If S is connected to several NBMA    networks, it should have at least one NAS in each of them.  In order    to know which NAS(s) to query for which destination addresses, a    multi-homed S should also be configured to receive reachability    information from its NASs. 
  47.  
  48.    Each NAS "serves" a pre-configured set of terminals and peers with a    pre-configured set of NASs, which all belong to the same NBMA    network.  A NAS may also peer with routers outside the served NBMA.    A NAS exchanges reachability information with its peers (and possibly    with the terminals it serves) using regular routing protocols.  This    exchange is used to construct a forwarding table in every NAS.  The    forwarding table determines the next hop NAS towards the NARP    request's destination or a next hop router outside the NBMA. 
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  Heinanen & Govindan                                             [Page 2] 
  53.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  54.  
  55.     After receiving a NARP request, the NAS checks if it "serves" D.  If    so, the NAS resolves D's NBMA address, using mechanisms beyond the    scope of this document (examples of such mechanisms include ARP [1,    2] and pre-configured tables).  The NAS then either forwards the NARP    request to D or generates a positive NARP reply on its behalf.  The    reply contains D's IP and NBMA address and is sent back to S.  NARP    replies usually traverse the same sequence of NASs as the NARP    request (in reverse order, of course). 
  56.  
  57.    If the NAS does not serve D, it extracts from its forwarding table    the next hop towards D.  If the next hop is a peer NAS, it forwards    the NARP request to the next hop.  If the next hop is a peer router    outside the served NBMA or if no such next hop entry is found, the    NAS generates a negative NARP reply. 
  58.  
  59.    A NAS receiving a NARP reply may cache the NBMA address information    contained therein.  If a subsequent NARP request for the same target    address does not desire an authorative reply, a caching NAS can then    respond with the cached non-authoritative NBMA address or with cached    negative information.  A well behaving terminal should always first    accept a non-authoritative reply.  Only if communication attempt    based on the non-authoritative information fails, the terminal can    choose to issue another request this time asking for an authoritative    reply. 
  60.  
  61.    NARP requests and replies never cross the borders of an NBMA network.    Thus, IP traffic out off and into an NBMA network always traverses an    IP router at its border.  Network layer filtering can then be    implemented at these border routers. 
  62.  
  63. 3. Configuration 
  64.  
  65.    Terminals 
  66.  
  67.       To participate in NARP, a terminal connected to an NBMA network       should to be configured with the IP address(es) of its NAS(s).  If       the terminal is attached to several NBMA networks, it should also       be configured to receive reachability information from its NAS(s)       so that it can determine, which IP destinations are reachable       through which NBMA networks. 
  68.  
  69.    NBMA ARP Servers 
  70.  
  71.       A NAS is configured with a set of IP address prefixes that       correspond to the IP addresses of the terminals it is serving.       Moreover, the NAS must be configured to exchange reachability       information with its peer NASs (if any).  In addition, the NAS may       be configured to exchange reachability information with routers 
  72.  
  73.  
  74.  
  75. Heinanen & Govindan                                             [Page 3] 
  76.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  77.  
  78.        outside the served NBMA.  And finally, if a served terminal is       attached to several NBMA networks, the NAS may need to be       configured to send reachability information to such a terminal. 
  79.  
  80. 4. Packet Formats 
  81.  
  82.    NARP requests and replies are carried in IP packets as protocol type    54.  This section describes the packet formats of NARP requests and    replies: 
  83.  
  84.    NARP Request 
  85.  
  86.        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       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |    Version    |   Hop Count   |          Checksum             |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |     Type      |    Code       |           Unused              |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                    Destination IP address                     |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                      Source IP address                        |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       | NBMA length   |                NBMA address                   |       +-+-+-+-+-+-+-+-+                                               |       |                  (variable length)                            |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  87.  
  88.    Version      The NARP version number.  Currently this value is 1. 
  89.  
  90.    Hop Count      The Hop count indicates the maximum number of NASs that a request      or reply is allowed to traverse before being discarded. 
  91.  
  92.    Checksum      The standard IP checksum over the entire NARP packet (starting with      the fixed header). 
  93.  
  94.    Type      The NARP packet type.  The NARP Request has a Type code 1. 
  95.  
  96.    Code      A response to an NARP request may contain cached information. If an      authoritative answer is desired, then code 2 (NARP Request for      Authoritative Information) should be used. Otherwise, a code value      of 1 (NARP Request) should be used. 
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  Heinanen & Govindan                                             [Page 4] 
  101.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  102.  
  103.     Source and Destination IP Addresses      Respectively, these are the IP addresses of the NARP requestor and      the target terminal for which the NBMA address is desired. 
  104.  
  105.    NBMA Length and NBMA Address      The NBMA length field is the length of the NBMA address of the      source terminal in bits.  The NBMA address itself is zero-filled to      the nearest 32-bit boundary. 
  106.  
  107.    NARP Reply 
  108.  
  109.        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       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |    Version    |   Hop Count   |          Checksum             |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |     Type      |      Code     |           Unused              |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                    Destination IP address                     |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       |                      Source IP address                        |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+       | NBMA length   |                NBMA address                   |       +-+-+-+-+-+-+-+-+                                               |       |                  (variable length)                            |       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 
  110.  
  111.    Version      The NARP version number.  Currently this value is 1. 
  112.  
  113.    Hop Count      The Hop count indicates the maximum number of NASs that a request      or reply is allowed to traverse before being discarded. 
  114.  
  115.    Checksum      The standard IP checksum over the entire NARP packet (starting with      the fixed header). 
  116.  
  117.    Type      The NARP packet type.  The NARP Reply has a Type code 2. 
  118.  
  119.    Code      NARP replies may be positive or negative.  A Positive, Non-      authoritative Reply carries a code of 1, while a Positive,      Authoritative Reply carries a code of 2. A Negative, Non-      authoritative Reply carries a code of 3 and a Negative,      Authoritative reply carries a code of 4. 
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  Heinanen & Govindan                                             [Page 5] 
  124.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  125.  
  126.       The general rule is that a NAS should not reply to an NARP request      for authoritative information with cached information, but may do      so for an NARP request.  A NAS implementation is allowed to relax      this rule and return non-authoritative information even in case      authorative was desired if the NAS becomes heavily loaded and the      cached information is very recently updated. 
  127.  
  128.    Source and Destination IP Address      Respectively, these are the IP addresses of the NARP requestor and      the target terminal for which the NBMA address is desired. 
  129.  
  130.    NBMA Length and NBMA Address      The NBMA length field is the length of the NBMA address of the      destination terminal in bits.  The NBMA address itself is zero-      filled to the nearest 32-bit boundary.  Negative replies do not      carry the NBMA length or the NBMA address field. 
  131.  
  132.      A NAS may cache NBMA replies. 
  133.  
  134. 5. Protocol Operation 
  135.  
  136.    The external behavior of a NAS may be described in terms of two    procedures (processRequest and processReply) operating on two tables    (forwardingTable and cacheTable).  In an actual implementation, the    code and data structures may be realized differently. 
  137.  
  138.    Each NAS has a forwardingTable consisting of entries with the fields: 
  139.  
  140.        <networkLayerAddrPrefix, type, outIf, outIfAddr> 
  141.  
  142.    The networkLayerAddrPrefix field identifies a set of IP addresses    known to the NAS.  It consists of two subfields <ipAddr, mask>. 
  143.  
  144.    The type field indicates the type of the networkLayerAddrPrefix.  The    possible values are: 
  145.  
  146.    - locallyServed: The NAS is itself serving the      networkLayerAddrPrefix.  The outIf field denotes the NBMA interface      via which the served terminals can be reached and the outIfAddr      field has no meaning.  Such a forwardingTable entry has been      created by manual configuration. 
  147.  
  148.    - nasLearned: The NAS has learned about the networkLayerAddrPrefix      from another NAS.  The outIf and outIfAddr fields, respectively,      denote the NBMA interface and IP address of this next hop NAS.      Such a forwardingTable entry is a result of network layer address      prefix information exchange with one of the NAS' peer NASs. 
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  Heinanen & Govindan                                             [Page 6] 
  153.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  154.  
  155.     - externallyLearned: The NAS has learned about the      networkLayerAddrPrefix from a peer router outside the served NBMA.      The outIf and outIfAddr fields, respectively, denote the NBMA      interface and IP address of this next hop NAS.  Such a      forwardingTable entry is a result of network layer address prefix      information exchange with one of the NAS' peer routers. 
  156.  
  157.    The protocol used to exchange networkLayerAddrPrefix information    among the NASs can be any regular IP intra-domain or inter-domain    routing protocol. 
  158.  
  159.    In addition to the forwardingTable, each NAS has an NARP cacheTable    consisting of entries with the fields: 
  160.  
  161.        <networkLayerAddr, nbmaAddr, timeStamp> 
  162.  
  163.    The entries in the cacheTable are learned from NARP replies    traversing the NAS.  In case of a negative cache entry the nbmaAddr    is empty.  The timeStamp field records the time when the cacheTable    entry has been created or updated.  It is used to determine if an    entry is a very recent one and to age old entries after a certain    hold period. 
  164.  
  165.    The following pseudocode defines how NBMA NARP requests and replies    are processed by an NAS. 
  166.  
  167.   procedure processRequest(request);     let bestMatch == matchForwardingTable(request.dIPa) do        if bestMatch then           if bestMatch.type == locallyServed then              let nbmaAddr == arp(request.dIPa) do                 if nbmaAddr then                    genPosAuthReply(request.sIPa, request.dIPa, nbmaAddr)                 else                    genNegAuthReply(request.sIPa, request.dIPa)                 end              end           elseif bestMatch.type == nasLearned then              if not requestForAuthInfo?(request) or                    realBusyRightNow?() then                 let cacheMatch == matchCacheTable(request.dIPa) do                    if cacheMatch and                          (not requestForAuthInfo?(request) or                             realRecentCacheEntry?(cacheMatch)) then                       if cacheMatch.nbmaAddr == EMPTY then                          genNegNonAuthReply(request.sIPa, request.dIPa)                       else                          genPosNonAuthReply(request.sIPa, request.dIPa, 
  168.  
  169.  
  170.  
  171. Heinanen & Govindan                                             [Page 7] 
  172.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  173.  
  174.                              cacheMatch.nbmaAddr)                       end                    else /* no cache match */                       forwardRequest(request, bestMatch.OutIf,                          bestMatch.OutIfAddr)                    end                 end              else /* request for authoritative information */                 forwardRequest(request, bestMatch.OutIf,                    bestMatch.OutIfAddr)              end           else /* bestMatch.type == externallyLearned */              genNegAuthReply(request.sIPa, request.dIPa)           end        else /* no match in forwardingTable */           genNegAuthReply(request.sIPa, request.dIPa)        end     end   end 
  175.  
  176.   procedure processReply(reply);     addCacheTableEntry(reply.dIPa, reply.nbmaAddr, currentTime);     if reply.sIPa == selfIpAddr then        /* reply is to the NAS itself */     else        let bestMatch == matchForwardingTable(reply.sIPa) do           if bestMatch then              forwardReply(reply, bestMatch.outIf, bestMatch.outIfAddr)           end        end     end   end 
  177.  
  178.    The semantics of the procedures used in the pseudocode are explained    below. 
  179.  
  180.    matchForwardingTable(ipAddress) returns the forwardingTable entry    whose networkLayerAddrPrefix field is the longest match for ipAddress    or FALSE if no match is found. 
  181.  
  182.    arp(ipAddress) resolves the NBMA address corresponding to ipAddress.    It returns FALSE if the resolution fails. 
  183.  
  184.    genPosAuthReply(sourceIpAddr, destIpAddr, destNbmaAddr) and    genPosNonAuthReply(sourceIpAddr, destIpAddr, destNbmaAddr) generate a    positive, authoritative and non-authoritative reply with    sourceIpAddr, destIpAddr, and destNbmaAddr in Source IP address,    Destination IP address, and NBMA Address fields, respectively. 
  185.  
  186.  
  187.  
  188. Heinanen & Govindan                                             [Page 8] 
  189.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  190.  
  191.     genNegAuthReply(sourceIpAddr, destIpAddr) and    genNegNonAuthReply(sourceIpAddr, destIpAddr) respectively generate a    negative, authoritative and non-authoritative reply with sourceIpAddr    and destIpAddr in Source IP address and Destination IP address    fields, respectively. 
  192.  
  193.    requestForAuthInfo?(request) tests if request is a Request for    authoritative information. 
  194.  
  195.    realBusyRightNow?() returns TRUE if the NAS is heavily loaded and    FALSE otherwise. 
  196.  
  197.    realRecentCacheEntry?(cacheTableEntry) returns TRUE if the    cacheTableEntry is very recently updated and FALSE otherwise. 
  198.  
  199.    matchCacheTable(ipAddr) returns a cacheTable entry whose    networkLayerAddr field is equal to ipAddr or FALSE if no match is    found. 
  200.  
  201.    forwardRequest(request, interface, ipAddr) decrements the Hop count    field of request, recomputes the NARP Checksum field, and forwards    request to ipAddr of interface provided that the value of the Hop    count field remains positive. 
  202.  
  203.    addCacheTableEntry(ipAddr, nbmaAddr, time) adds a new entry to the    cacheTable or overwrites an existing entry whose networkLayerAddr    field is equal to ipAddr. 
  204.  
  205.    forwardReply(reply, interface, ipAddr) decrements the Hop count field    of request, recomputes the NARP Checksum field, and forwards reply to    ipAddr of interface provided that the value of the Hop count field    remains positive. 
  206.  
  207.    Like NASs, each NBMA terminal has a forwardingTable and a cacheTable.    The forwardingTable is either manually configured or filled via    reachability information exchange with the terminal's NASs or peer    routers. 
  208.  
  209.    When the terminal wishes to find out the NBMA address of a particular    destination terminal, it first checks if a matching entry is found in    the forwardingTable.  If not, the destination is unreachable and the    terminal gives up.  If a forwardingTable entry is found, and if the    next hop belongs to one of the terminal's NASs, the terminal next    consults its cacheTable to obtain the NBMA address.  If no cache    match is found, the terminal generates a NARP request to the next hop    NAS.  If the reply to the NARP request is positive, the terminal    learns the NBMA address and updates its cacheTable with the new    information. 
  210.  
  211.  
  212.  
  213. Heinanen & Govindan                                             [Page 9] 
  214.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  215.  
  216.  6. Discussion 
  217.  
  218.    The NARP semantics resembles closely the ATMARP semantics described    in [2].  The only actual differences are: 
  219.  
  220.    - NARP requests and replies include a hop count to prevent them from      looping forever in case of misconfigured NAS routing. 
  221.  
  222.    - NARP request and replies distinguish between authoritative and      non-authoritative information. 
  223.  
  224.    In order to keep the NBMA terminals as simple as possible, it would    be desirable to extend the the ATMARP protocol a little further so    that it could be also used as the terminal-NAS protocol.  This could    be easily accomplished just by adding three new operation codes to    ATMARP to cover the different kinds of queries and responses.  NARP    would then become the NAS-NAS protocol.  Finally, if the NASs are    co-located with the "classical" ATM ARP servers, the terminals would    not need to make any distinction between between local and foreign IP    subnetworks. 
  225.  
  226.    The NASs can also act as "connectionless servers" for the terminal by    advertizing to it all destinations no matter if they are inside or    outside the served NBMA.  Then, the terminal could choose either to    try to resolve the NBMA address of the destination or just to send    the IP packets to the NAS.  The latter option may be desirable if    communication with the destination is short-lived and/or doesn't    require much network resources. 
  227.  
  228.    NARP supports portability of NBMA terminals.  A terminal can be moved    anywhere within the NBMA network and still keep its original IP    address as long as its NAS(s) remain the same.  Requests for    authoritative information will always return the correct NBMA    address. 
  229.  
  230. References 
  231.  
  232.    [1] Plummer, D., "An Ethernet Address Resolution Protocol - or -        Converting Network Protocol Addresses to 48.bit Ethernet Address        for Transmission on Ethernet Hardware", STD 37, RFC 826, MIT,        November 1982. 
  233.  
  234.    [2] Laubach, M., "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577, Hewlett-        Packard Laboratories, January 1994. 
  235.  
  236.    [3] Piscitello, D., and J. Lawrence, "Transmission of IP Datagrams        over the SMDS Service, RFC 1209, Bell Communications Research,        March 1991. 
  237.  
  238.  
  239.  
  240. Heinanen & Govindan                                            [Page 10] 
  241.  RFC 1735                    NBMA ARP (NARP)                December 1994 
  242.  
  243.  Acknowledgements 
  244.  
  245.    We would like to thank John Burnett of Adaptive, Dennis Ferguson of    ANS, Joel Halpern of Network Systems, and Paul Francis of Bellcore    for their valuable insight and comments to earlier versions of this    draft. 
  246.  
  247. Security Considerations 
  248.  
  249.    Security issues are not discussed in this memo. 
  250.  
  251. Authors' Addresses 
  252.  
  253.    Juha Heinanen    Telecom Finland    PO Box 228    SF-33101 Tampere    Finland 
  254.  
  255.    Phone: +358 49 500 958    EMail: Juha.Heinanen@datanet.tele.fi 
  256.  
  257.     Ramesh Govindan    USC/Information Sciences Institute    4676 Admiralty Way    Marina del Rey, CA 90292 
  258.  
  259.    Phone: +1 310-822-1511    EMail: govindan@isi.edu 
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281. Heinanen & Govindan                                            [Page 11] 
  282.  
  283.