home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1993 / Internet Info CD-ROM (Walnut Creek) (1993).iso / inet / internet-drafts / draft-fuller-cidr-strategy-02.txt < prev    next >
Text File  |  1993-06-07  |  61KB  |  1,344 lines

  1.  
  2.  
  3. Network Working Group                                         V. Fuller
  4. INTERNET DRAFT                                                  BARRNet
  5. Obsoletes RFC: 1338                                               T. Li
  6.                                                                   cisco
  7.                                                                   J. Yu
  8.                                                                   MERIT
  9.                                                             K. Varadhan
  10.                                                                  OARnet
  11.                                                           February 1993
  12.                                                Expiration Date May 1993
  13.  
  14.                  Classless Inter-Domain Routing (CIDR):
  15.              an Address Assignment and Aggregation Strategy
  16.  
  17. Status of this Memo
  18.  
  19.    This document discusses strategies for address assignement of the
  20.    remaining IP address space for the Internet.  This document specifies
  21.    an IAB standards track protocol for the Internet community, and
  22.    requests discussion and suggestions for improvements.  Please refer
  23.    to the current edition of the "IAB Official Protocol Standards" for
  24.    the standardization state and status of this protocol.  Distribution
  25.    of this document is unlimited.
  26.  
  27.    This document is an Internet Draft. Internet Drafts are working
  28.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its Areas,
  29.    and its Working Groups. Note that other groups may also distribute
  30.    working documents as Internet Drafts.
  31.  
  32.    Internet Drafts are draft documents valid for a maximum of six
  33.    months.  Internet Drafts may be updated, replaced, or obsoleted by
  34.    other documents at any time. It is not appropriate to use Internet
  35.    Drafts as reference material or to cite them other than as a "working
  36.    draft" or "work in progress".
  37.  
  38. Abstract
  39.  
  40.    This memo discusses strategies for address assignment of the existing
  41.    IP address space with a view to conserve the address space and stem
  42.    the explosive growth of routing tables in default-route-free routers.
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54. Expiration Date November 1993                                   [Page 1]
  55.  
  56. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  57.  
  58.  
  59.  
  60. Table of Contents
  61.  
  62.    Acknowledgements .................................................  2
  63.    1  Problem, goal, and motivation .................................  3
  64.    2  CIDR address allocation .......................................  4
  65.    2.1  Aggregation and its limitations .............................  4
  66.    2.2  Distributed network number allocation .......................  6
  67.    3  Cost-benefit analysis .........................................  7
  68.    3.1  Present allocation figures ..................................  7
  69.    3.2  Historic growth rates .......................................  8
  70.    3.3  Detailed analysis ...........................................  9
  71.    3.3.1  Benefits of new addressing plan ...........................  9
  72.    3.3.2  Growth rate projections ...................................  9
  73.    4  Changes to inter-domain routing protocols and practices ....... 11
  74.    4.1  Protocol-independent semantic changes ....................... 11
  75.    4.2  Rules for route advertisement ............................... 12
  76.    4.3  How the rules work .......................................... 13
  77.    4.4  Responsibility for and configuration of aggregation ......... 14
  78.    4.5  Intra-domain protocol considerations ........................ 15
  79.    5  Example of new allocation and routing ......................... 16
  80.    5.1  Address allocation .......................................... 16
  81.    5.2  Routing advertisements ...................................... 18
  82.    6  Extending CIDR to class A addresses ........................... 19
  83.    7  Domain Naming Service considerations .......................... 20
  84.    7.1 Procedural changes for class-C "supernets" ................... 21
  85.    7.2 Procedural changes for class-A subnetting .................... 21
  86.    8  Transitioning to a long term solution ......................... 22
  87.    9  Conclusions ................................................... 22
  88.    10  Recommendations .............................................. 23
  89.    11  References ................................................... 23
  90.    12  Security Considerations ...................................... 23
  91.    13  Authors' Addresses ........................................... 24
  92.  
  93. Acknowledgements
  94.  
  95.    The authors wish to express their appreciation to the members of the
  96.    ROAD group with whom many of the ideas contained in this document
  97.    were inspired and developed.
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110. Expiration Date November 1993                                   [Page 2]
  111.  
  112. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  113.  
  114.  
  115. 1  Problem, Goal, and Motivation
  116.  
  117.    As the Internet has evolved and grown over in recent years, it has
  118.    become evident that it is soon to face several serious scaling
  119.    problems. These include:
  120.  
  121.         1.   Exhaustion of the class B network address space. One
  122.              fundamental cause of this problem is the lack of a network
  123.              class of a size which is appropriate for mid-sized
  124.              organization; class C, with a maximum of 254 host
  125.              addresses, is too small, while class B, which allows up to
  126.              65534 addresses, is too large for most organizations.
  127.  
  128.         2.   Growth of routing tables in Internet routers beyond the
  129.              ability of current software, hardware, and people to
  130.              effectively manage.
  131.  
  132.         3.   Eventual exhaustion of the 32-bit IP address space.
  133.  
  134.    It has become clear that the first two of these problems are likely
  135.    to become critical within the next one to three years.  This memo
  136.    attempts to deal with these problems by proposing a mechanism to slow
  137.    the growth of the routing table and the need for allocating new IP
  138.    network numbers. It does not attempt to solve the third problem,
  139.    which is of a more long-term nature, but instead endeavors to ease
  140.    enough of the short to mid-term difficulties to allow the Internet to
  141.    continue to function efficiently while progress is made on a longer-
  142.    term solution.
  143.  
  144.    The proposed solution is to topologically allocate future IP address
  145.    assignment, by allocating segments of the IP address space to the
  146.    transit routing domains.
  147.  
  148.    This plan for allocating IP addresses should be undertaken as soon as
  149.    possible.  We believe that this will suffice as a short term
  150.    strategy, to fill the gap between now and the time when a viable long
  151.    term plan can be put into place and deployed effectively.  This plan
  152.    should be viable for at least three (3) years, after which time,
  153.    deployment of a suitable long term solution is expected to occur.
  154.  
  155.    This plan is primarily directed at the first two problems listed
  156.    above.  We believe that the judicious use of variable-length
  157.    subnetting techniques should help defer the onset of the last problem
  158.    problem, the exhaustion of the 32-bit address space. Note also that
  159.    improved tools for performing address allocation in a "supernetted"
  160.    and variably-subnetted world would greatly help the user community in
  161.    accepting these sometimes confusing techniques. Efforts to create
  162.    some simple tools for this purpose should be encouraged by the
  163.  
  164.  
  165.  
  166. Expiration Date November 1993                                   [Page 3]
  167.  
  168. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  169.  
  170.  
  171.    Internet community.
  172.  
  173.    Note that this plan neither requires nor assumes that already
  174.    assigned addresses will be reassigned, though if doing so were
  175.    possible, it would further reduce routing table sizes. It is assumed
  176.    that routing technology will be capable of dealing with the current
  177.    routing table size and with some reasonably small rate of growth.
  178.    The emphasis of this plan is on significantly slowing the rate of
  179.    this growth.
  180.  
  181.    Note that this plan does not require domains to renumber if they
  182.    change their attached transit routing domain.  Domains are encouraged
  183.    to renumber so that their individual address allocations do not need
  184.    to be advertised.
  185.  
  186.    This plan will not affect the deployment of any specific long term
  187.    plan, and therefore, this document will not discuss any long term
  188.    plans for routing and address architectures.
  189.  
  190. 2  CIDR address allocation
  191.  
  192.    There are two basic components of this addressing and routing plan:
  193.    one, to distribute the allocation of Internet address space and two,
  194.    to provide a mechanism for the aggregation of routing information.
  195.  
  196.    2.1  Aggregation and its limitations
  197.  
  198.    One major goal of this addressing plan is to allocate Internet
  199.    address space in such a manner as to allow aggregation of routing
  200.    information along topological lines. For simple, single-homed
  201.    clients, the allocation of their address space out of a transit
  202.    routing domain's space will accomplish this automatically - rather
  203.    than advertise a separate route for each such client, the transit
  204.    domain may advertise a single aggregate route which describes all of
  205.    the destinations connected to it. Unfortunately, not all sites are
  206.    singly-connected to the network, so some loss of ability to aggregate
  207.    is realized for the non-trivial cases.
  208.  
  209.    There are two situations that cause a loss of aggregation efficiency.
  210.  
  211.      o    Organizations which are multi-homed. Because multi-homed
  212.           organizations must be advertised into the system by each of
  213.           their service providers, it is often not feasible to aggregate
  214.           their routing information into the address space any one of
  215.           those providers. Note that they still may receive their
  216.           address allocation out of a transit domain's address space
  217.           (which has other advantages), but their routing information
  218.           must still be explicitly advertised by most of their service
  219.  
  220.  
  221.  
  222. Expiration Date November 1993                                   [Page 4]
  223.  
  224. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  225.  
  226.  
  227.           providers (the exception being that if the site's allocation
  228.           comes out of its least-preferable service provider, then that
  229.           service provider need not advertise the explicit route -
  230.           longest-match will insure that its aggregated route is used to
  231.           get to the site on a backup basis).  For this reason, the
  232.           routing cost for these organizations will typically be about
  233.           the same as it is today.
  234.  
  235.  
  236.      o    Organizations which change service provider but do not
  237.           renumber. This has the effect of "punching a hole" in the
  238.           aggregation of the original service provider's advertisement.
  239.           This plan will handle the situation by requiring the newer
  240.           service provider to advertise a specific advertisement for the
  241.           new client, which is preferred by virtue of being the longest
  242.           match.  To maintain efficiency of aggregation, it is
  243.           recommended that organizations which do change service
  244.           providers plan to eventually migrate their address assignments
  245.           from the old provider's space to that of the new provider. To
  246.           this end, it is recommended that mechanisms to facilitate such
  247.           migration, including improved protocols and procedures for
  248.           dynamic host address assignment, be developed.
  249.  
  250.    Note that some aggregation efficiency gain can still be had for
  251.    multi-homed sites (and, in general, for any site composed of
  252.    multiple, logical IP network numbers) - by allocating a contiguous
  253.    power-of-two block of network numbers to the client (as opposed to
  254.    multiple, independent network numbers) the client's routing
  255.    information may be aggregated into a single (net, mask) pair. Also,
  256.    since the routing cost associated with assigning a multi-homed site
  257.    out of a service provider's address space is no greater than the
  258.    current method of a random allocation by a central authority, it
  259.    makes sense to allocate all address space out of blocks assigned to
  260.    service providers.
  261.  
  262.    It is also worthwhile to mention that since aggregation may occur at
  263.    multiple levels in the system, it may still be possible to aggregate
  264.    these anomalous routes at higher levels of whatever hierarchy may be
  265.    present. For example, if a site is multi-homed to two NSFNet regional
  266.    networks both of whom obtain their address space from the NSFNet,
  267.    then aggregation by the NSFNet of routes from the regionals will
  268.    include all routes to the multi-homed site.
  269.  
  270.    Finally, it should also be noted that deployment of the new
  271.    addressing plan described in this document may (and should) begin
  272.    almost immediately but effective use of the plan to aggregate routing
  273.    information will require changes to some Inter-Domain routing
  274.    protocols. Likewise, deploying classless Inter-Domain protocols
  275.  
  276.  
  277.  
  278. Expiration Date November 1993                                   [Page 5]
  279.  
  280. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  281.  
  282.  
  283.    without deployment of the new address plan will not allow useful
  284.    aggregation to occur (in other words, the addressing plan and routing
  285.    protocol changes are both required for supernetting, and its
  286.    resulting reduction in table growth, to be effective.)  Note,
  287.    however, that during the period of time between deployment of the
  288.    addressing plan and deployment of the new protocols, the size of
  289.    routing tables may temporarily grow very rapidly. This must be
  290.    considered when planning the deployment of the two plans.
  291.  
  292.    Note: in the discussion and examples which follow, the network and
  293.    mask notation is used to represent routing destinations. This is used
  294.    for illustration only and does not require that routing protocols use
  295.    this representation in their updates.
  296.  
  297.    2.2  Distributed allocation of address space
  298.  
  299.    The basic idea of the plan is to allocate one or more blocks of Class
  300.    C network numbers to each network service provider. Organizations
  301.    using the network service provider for Internet connectivity are
  302.    allocated bitmask-oriented subsets of the provider's address space as
  303.    required.
  304.  
  305.    It is also worthwhile to mention that once inter-domain protocols
  306.    which support classless network destinations are widely deployed, the
  307.    rules described by this plan generalize to permit arbitrary
  308.    super/subnetting of the remaining class A and class B address space
  309.    (the assumption being that classless inter-domain protocols will
  310.    either allow for non-contiguous subnets to exist in the system or
  311.    that all components of a sub-allocated class A/B will be contained
  312.    within a single routing domain). This will allow this plan to
  313.    continue to be used in the event that the class C space is exhausted
  314.    before implementation of a long-term solution is deployed.  This
  315.    alternative is discussed further below in section 6.
  316.  
  317.    Hierarchical sub-allocation of addresses in this manner implies that
  318.    clients with addresses allocated out of a given service provider are,
  319.    for routing purposes, part of that service provider and will be
  320.    routed via its infrastructure. This implies that routing information
  321.    about multi-homed organizations, i.e., organizations connected to
  322.    more than one network service provider, will still need to be known
  323.    by higher levels in the hierarchy.
  324.  
  325.    The advantages of hierarchical assignment in this fashion are
  326.  
  327.      a)   It is expected to be easier for a relatively small number of
  328.           service providers to obtain addresses from the central
  329.           authority, rather than a much larger, and monotonically
  330.           increasing, number of individual clients.  This is not to be
  331.  
  332.  
  333.  
  334. Expiration Date November 1993                                   [Page 6]
  335.  
  336. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  337.  
  338.  
  339.           considered as a loss of part of the service providers' address
  340.           space.
  341.  
  342.      b)   Given the current growth of the Internet, a scalable and
  343.           delegatable method of future allocation of network numbers has
  344.           to be achieved.
  345.  
  346.    For these reasons, and in the interest of providing a consistent
  347.    procedure for obtaining Internet addresses, it is recommended that
  348.    most, if not all, network numbers be distributed through service
  349.    providers.  These issues are discussed in much greater length in
  350.    [RL].
  351.  
  352. 3  Cost-benefit analysis
  353.  
  354.    This new method of assigning address through service providers can be
  355.    put into effect immediately and will, from the start, have the
  356.    benefit of distributing the currently centralized process of
  357.    assigning new addresses. Unfortunately, before the benefit of
  358.    reducing the size of globally-known routing destinations can be
  359.    achieved, it will be necessary to deploy an Inter-Domain routing
  360.    protocol capable of handling arbitrary network and mask pairs. Only
  361.    then will it be possible to aggregate individual class C networks
  362.    into larger blocks represented by single routing table entries.
  363.  
  364.    This means that upon introduction, the new addressing allocation plan
  365.    will not in and of itself help solve the routing table size problem.
  366.    Once the new Inter-Domain routing protocol is deployed, however, an
  367.    immediate drop in the number of destinations which clients of the new
  368.    protocol must carry will occur.  A detailed analysis of the magnitude
  369.    of this expected drop and the permanent reduction in rate of growth
  370.    is given in the next section.
  371.  
  372.    In should also be noted that the present method of flat address
  373.    allocations imposes a large bureaucratic cost on the central address
  374.    allocation authority. For scaling reasons unrelated to address space
  375.    exhaustion or routing table overflow, this should be changed. Using
  376.    the mechanism proposed in this paper will have the fortunate side
  377.    effect of distributing the address allocation procedure, greatly
  378.    reducing the load on the central authority.
  379.  
  380.    3.1  Present Allocation Figures
  381.  
  382.    An informal analysis of "network-contacts.txt" (available from the
  383.    DDN NIC) indicates that as of 2/25/92, 46 of 126 class A network
  384.    numbers have been allocated (leaving 81) and 5467 of 16382 class B
  385.    numbers have been allocated, leaving 10915. Assuming that recent
  386.    trends continue, the number of allocated class B's will continue to
  387.  
  388.  
  389.  
  390. Expiration Date November 1993                                   [Page 7]
  391.  
  392. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  393.  
  394.  
  395.    double approximately once a year.  At this rate of growth, all class
  396.    B's will be exhausted within about 15 months.  As of 1/13/93, 52
  397.    class A network numbers have been allocated and 7133 class B's have
  398.    been allocated.  We suggest that the change in the class B allocation
  399.    rate is due to the initial deployment of this address allocation
  400.    plan.
  401.  
  402.  
  403.    3.2  Historic growth rates
  404.  
  405.       MM/YY     ROUTES                        MM/YY     ROUTES
  406.                 ADVERTISED                              ADVERTISED
  407.       ------------------------                -----------------------
  408.       Dec-92    8561                          Sep-90    1988
  409.       Nov-92    7854                          Aug-90    1894
  410.       Oct-92    7354                          Jul-90    1727
  411.       Sep-92    6640                          Jun-90    1639
  412.       Aug-92    6385                          May-90    1580
  413.       Jul-92    6031                          Apr-90    1525
  414.       Jun-92    5739                          Mar-90    1038
  415.       May-92    5515                          Feb-90    997
  416.       Apr-92    5291                          Jan-90    927
  417.       Mar-92    4976                          Dec-89    897
  418.       Feb-92    4740                          Nov-89    837
  419.       Jan-92    4526                          Oct-89    809
  420.       Dec-91    4305                          Sep-89    745
  421.       Nov-91    3751                          Aug-89    650
  422.       Oct-91    3556                          Jul-89    603
  423.       Sep-91    3389                          Jun-89    564
  424.       Aug-91    3258                          May-89    516
  425.       Jul-91    3086                          Apr-89    467
  426.       Jun-91    2982                          Mar-89    410
  427.       May-91    2763                          Feb-89    384
  428.       Apr-91    2622                          Jan-89    346
  429.       Mar-91    2501                          Dec-88    334
  430.       Feb-91    2417                          Nov-88    313
  431.       Jan-91    2338                          Oct-88    291
  432.       Dec-90    2190                          Sep-88    244
  433.       Nov-90    2125                          Aug-88    217
  434.       Oct-90    2063                          Jul-88    173
  435.  
  436.             Table I : Growth in routing table size, total numbers
  437.                       Source for the routing table size data is MERIT
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  
  446. Expiration Date November 1993                                   [Page 8]
  447.  
  448. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  449.  
  450.  
  451.    3.3   Detailed Analysis
  452.  
  453.    There is a small technical cost and minimal administrative cost
  454.    associated with deployment of the new address assignment plan. The
  455.    administrative cost is basically that of convincing the NIC, the
  456.    IANA, and the network service providers to agree to this plan, which
  457.    is not expected to be too difficult.  In addition, administrative
  458.    cost for the central numbering authorities (the NIC and the IANA)
  459.    will be greatly decreased by the deployment of this plan.  To take
  460.    advantage of aggregation of routing information, however, it is
  461.    necessary that the capability to represent routes as arbitrary
  462.    network and mask fields (as opposed to the current class A/B/C
  463.    distinction) be added to the common Internet inter-domain routing
  464.    protocol(s).  Thus, the technical cost is in the implementation of
  465.    classless interdomain routing protocols.
  466.  
  467.    3.3.1 Benefits of the new addressing plan
  468.  
  469.    There are two benefits to be had by deploying this plan:
  470.  
  471.      o    The current problem with depletion of the available class B
  472.           address space can be ameliorated by assigning more-
  473.           appropriately sized blocks of class C's to mid-sized
  474.           organizations (in the 200-4000 host range).
  475.  
  476.      o    When the improved inter-domain routing protocol is deployed,
  477.           an immediate decrease in the number routing table entries
  478.           should occur, followed by a significant reduction in the rate
  479.           growth of routing table size (for default-free routers).
  480.  
  481.    3.3.2 Growth rate projections
  482.  
  483.    As of Jan '92, a default-free routing table (for example, the routing
  484.    tables maintained by the routers in the NSFNET backbone) contained
  485.    approximately 4700 entries. This number reflects the current size of
  486.    the NSFNET routing database. Historic data shows that this number, on
  487.    average, has doubled every 10 months between 1988 and 1991. Assuming
  488.    that this growth rate is going to persist in the foreseeable future
  489.    (and there is no reason to assume otherwise), we expect the number of
  490.    entries in a default-free routing table to grow to approximately
  491.    30000 in two years time.  In the following analysis, we assume that
  492.    the growth of the Internet has been, and will continue to be,
  493.    exponential.
  494.  
  495.    It should be stressed that these projections do not consider that the
  496.    current shortage of class B network numbers may increase the number
  497.    of instances where many class C's are used rather than a class B.
  498.    Using an assumption that new organizations which formerly obtained
  499.  
  500.  
  501.  
  502. Expiration Date November 1993                                   [Page 9]
  503.  
  504. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  505.  
  506.  
  507.    class B's will now obtain somewhere between 4 and 16 class C's, the
  508.    rate of routing table growth can conservatively be expected to at
  509.    least double and probably quadruple. This means the number of entries
  510.    in a default-free routing table may well exceed 10,000 entries within
  511.    six months and 20,000 entries in less than a year.
  512.  
  513.    As of Dec '92, the routing table contains 8500 routes.  The original
  514.    growth curves would predict over 9400 routes.  At this time, it is
  515.    not clear if this would indicate a significant change in the rate of
  516.    growth.
  517.  
  518.    Under the proposed plan, growth of the routing table in a default-
  519.    free router is greatly reduced since most new address assignment will
  520.    come from one of the large blocks allocated to the service providers.
  521.    For the sake of this analysis, we assume prompt implementation of
  522.    this proposal and deployment of the revised routing protocols. We
  523.    make the initial assumption that any initial block given to a
  524.    provider is sufficient to satisfy its needs for two years.
  525.  
  526.    Since under this plan, multi-homed networks must continue to be
  527.    explicitly advertised throughout the system (according to Rule #1
  528.    described in section 4.2), the number multi-homed routes is expected
  529.    to be the dominant factor in future growth of routing table size,
  530.    once the supernetting plan is applied.
  531.  
  532.    Presently, it is estimated that there are fewer than 100 multi-homed
  533.    organizations connected to the Internet. Each such organization's
  534.    network is comprised of one or more network numbers.  In many cases
  535.    (and in all future cases under this plan), the network numbers used
  536.    by an organization are consecutive, meaning that aggregation of those
  537.    networks during route advertisement may be possible. This means that
  538.    the number of routes advertised within the Internet for multi-homed
  539.    networks may be approximated as the total number of multi-homed
  540.    organizations.  Assuming that the number of multi-homed organization
  541.    will double every year (which may be a over-estimation, given that
  542.    every connection costs money), the number of routes for multi-homed
  543.    networks would be expected to grow to approximately 800 in three
  544.    years.
  545.  
  546.    If we further assume that there are approximately 100 service
  547.    providers, then each service provider will also need to advertise its
  548.    block of addresses.  However, due to aggregation, these
  549.    advertisements will be reduced to only 100 additional routes.  We
  550.    assume that after the initial two years, new service providers
  551.    combined with additional requests from existing providers will
  552.    require an additional 50 routes per year.  Thus, the total is 4700 +
  553.    800 + 150 = 5650.  This represents an annual growth rate of
  554.    approximately 6%.  This is in clear contrast to the current annual
  555.  
  556.  
  557.  
  558. Expiration Date November 1993                                  [Page 10]
  559.  
  560. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  561.  
  562.  
  563.    growth of 130%.  This analysis also assumes an immediate deployment
  564.    of this plan with full compliance. Note that this analysis assumes
  565.    only a single level of route aggregation in the current Internet -
  566.    intelligent address allocation should significantly improve this.
  567.  
  568.    Clearly, this is not a very conservative assumption in the Internet
  569.    environment nor can 100% adoption of this proposal be expected.
  570.    Still, with only a 90% participation in this proposal by service
  571.    providers, at the end of the target three years, global routing table
  572.    size will be "only" 4700 + 800 + 145 + 7500 = 13145 routes -- without
  573.    any action, the routing table will grow to approximately 75000 routes
  574.    during that time period.
  575.  
  576. 4  Changes to inter-domain routing protocols and practices
  577.  
  578.    In order to support supernetting efficiently, it is clear that some
  579.    changes will need to be made to both routing protocols themselves and
  580.    to the way in which routing information is interpreted. In the case
  581.    of "new" inter-domain protocols, the actual protocol syntax changes
  582.    should be relatively minor. This mechanism will not work with older
  583.    inter-domain protocols such as EGP2; the only ways to interoperate
  584.    with old systems using such protocols are either to use existing
  585.    mechanisms for providing "default" routes or b) require that new
  586.    routers talking to old routers "explode" supernet information into
  587.    individual network numbers.  Since the first of these is trivial
  588.    while the latter is cumbersome (at best -- consider the memory
  589.    requirements it imposes on the receiver of the exploded information),
  590.    it is recommended that the first approach be used -- that older
  591.    systems to continue to the mechanisms they currently employ for
  592.    default handling.
  593.  
  594.    Note that a basic assumption of this plan is that those organizations
  595.    which need to import "supernet" information into their routing
  596.    systems must run IGPs (such as OSPF[RFC1267]) which support classless
  597.    routes. Systems running older IGPs may still advertise and receive
  598.    "supernet" information, but they will not be able to propagate such
  599.    information through their routing domains.
  600.  
  601.    4.1  Protocol-independent semantic changes
  602.  
  603.    There are two fundamental changes which must be applied to Inter-
  604.    Domain routing protocols in order for this plan to work. First, the
  605.    concept of network "class" needs to be deprecated - this plan assumes
  606.    that routing destinations are represented by network and mask pairs
  607.    and that routing is done on a longest-match basis (i.e., for a given
  608.    destination which matches multiple network+mask pairs, the match with
  609.    the longest mask is used).  Second, current inter-domain protocols
  610.    generally do not support the concept of route aggregation, so the new
  611.  
  612.  
  613.  
  614. Expiration Date November 1993                                  [Page 11]
  615.  
  616. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  617.  
  618.  
  619.    semantics need to be implemented in a new set of inter-domain
  620.    protocols. In particular, when doing aggregation, dealing with
  621.    multi-homed sites or destinations which change service providers is
  622.    difficult. Fortunately, it is possible to define several fairly
  623.    simple rules for dealing with such cases.
  624.  
  625.    4.2.  Rules for route advertisement
  626.  
  627.      1.   Routing to all destinations must be done on a longest-match
  628.           basis only.  This implies that destinations which are multi-
  629.           homed relative to a routing domain must always be explicitly
  630.           announced into that routing domain - they cannot be summarized
  631.           (this makes intuitive sense - if a network is multi-homed, all
  632.           of its paths into a routing domain which is "higher" in the
  633.           hierarchy of networks must be known to the "higher" network).
  634.  
  635.      2.   A routing domain which performs summarization of multiple
  636.           routes must discard packets which match the summarization but
  637.           do not match any of the explicit routes which makes up the
  638.           summarization. This is necessary to prevent routing loops in
  639.           the presence of less-specific information (such as a default
  640.           route).  Implementation note - one simple way to implement
  641.           this rule would be for the border router to maintain a "sink"
  642.           route for each of its aggregations. By the rule of longest
  643.           match, this would cause all traffic destined to components of
  644.           the aggregation which are not explicitly known to be
  645.           discarded.
  646.  
  647.    Note that during failures, partial routing of traffic to a site which
  648.    takes its address space from one service provider but which is
  649.    actually reachable only through another (i.e., the case of a site
  650.    which has change service providers) may occur because such traffic
  651.    will be routed along the path advertised by the aggregated route.
  652.    Rule #2 will prevent any real problem from occurring by forcing such
  653.    traffic to be discarded by the advertiser of the aggregated route,
  654.    but the output of "traceroute" and other similar tools will suggest
  655.    that a problem exists within the service provider advertising the
  656.    aggregate, which may be confusing to network operators (see the
  657.    example in section 5.2 for details). Solutions to this problem appear
  658.    to be challenging and not likely to be implementable by current
  659.    Inter-Domain protocols within the time-frame suggested by this
  660.    document. This decision may need to be revisited as Inter-Domain
  661.    protocols evolve.
  662.  
  663.    An implementation following these rules should also be generalized,
  664.    so that an arbitrary network number and mask are accepted for all
  665.    routing destinations.  The only outstanding constraint is that the
  666.    mask must be left contiguous.  Note that the degenerate route 0.0.0.0
  667.  
  668.  
  669.  
  670. Expiration Date November 1993                                  [Page 12]
  671.  
  672. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  673.  
  674.  
  675.    mask 0.0.0.0 is used as a default route and MUST be accepted by all
  676.    implementations.  Further, to protect against accidental
  677.    advertisements of this route via the inter-domain protocol, this
  678.    route should never be advertised unless there is specific
  679.    configuration information indicating to do so.
  680.  
  681.    Systems which process route announcements must also be able to verify
  682.    that information which they receive is correct. Thus, implementations
  683.    of this plan which filter route advertisements must also allow masks
  684.    in the filter elements.  To simplify administration, it would be
  685.    useful if filter elements automatically allowed more specific network
  686.    numbers and masks to pass in filter elements given for a more general
  687.    mask.  Thus, filter elements which looked like:
  688.  
  689.         accept 128.32.0.0
  690.         accept 128.120.0.0
  691.         accept 134.139.0.0
  692.         deny 36.2.0.0
  693.         accept 36.0.0.0
  694.  
  695.    would look something like:
  696.  
  697.         accept 128.32.0.0 255.255.0.0
  698.         accept 128.120.0.0 255.255.0.0
  699.         accept 134.139.0.0 255.255.0.0
  700.         deny 36.2.0.0 255.255.0.0
  701.         accept 36.0.0.0 255.0.0.0
  702.  
  703.    This is merely making explicit the network mask which was implied by
  704.    the class A/B/C classification of network numbers.
  705.  
  706.    4.3.  How the rules work
  707.  
  708.    Rule #1 guarantees that the routing algorithm used is consistent
  709.    across implementations and consistent with other routing protocols,
  710.    such as OSPF. Multi-homed networks are always explicitly advertised
  711.    by every service provider through which they are routed even if they
  712.    are a specific subset of one service provider's aggregate (if they
  713.    are not, they clearly must be explicitly advertised). It may seem as
  714.    if the "primary" service provider could advertise the multi-homed
  715.    site implicitly as part of its aggregate, but the assumption that
  716.    longest-match routing is always done causes this not to work.
  717.  
  718.    Rule #2 guarantees that no routing loops form due to aggregation.
  719.    Consider a mid-level network which has been allocated the 2048 class
  720.    C networks starting with 192.24.0.0 (see the example in section 5 for
  721.    more on this).  The mid-level advertises to a "backbone"
  722.    192.24.0.0/255.248.0.0. Assume that the "backbone", in turn, has been
  723.  
  724.  
  725.  
  726. Expiration Date November 1993                                  [Page 13]
  727.  
  728. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  729.  
  730.  
  731.    allocated the block of networks 192.0.0.0/255.0.0.0. The backbone
  732.    will then advertise this aggregate route to the mid-level. Now, if
  733.    the mid-level loses internal connectivity to the network
  734.    192.24.1.0/255.255.255.0 (which is part of its aggregate), traffic
  735.    from the "backbone" to the mid-level to destination 192.24.1.1 will
  736.    follow the mid-level's advertised route. When that traffic gets to
  737.    the mid-level, however, the mid-level *must not* follow the route
  738.    192.0.0.0/255.0.0.0 it learned from the backbone, since that would
  739.    result in a routing loop. Rule #2 says that the mid-level may not
  740.    follow a less-specific route for a destination which matches one of
  741.    its own aggregated routes. Note that handling of the "default" route
  742.    (0.0.0.0/0.0.0.0) is a special case of this rule - a network must not
  743.    follow the default to destinations which are part of one of it's
  744.    aggregated advertisements.
  745.  
  746.    4.4.  Responsibility for and configuration of aggregation
  747.  
  748.    The domain which has been allocated a range of addresses has the sole
  749.    authority for aggregation of its address space.  In the usual case,
  750.    the AS will install manual configuration commands in its border
  751.    routers to aggregate some portion of its address space.  An domain
  752.    can also delegate aggregation authority to another domain.  In this
  753.    case, aggregation is done in the other domain by one of its border
  754.    routers.
  755.  
  756.    When an inter-domain border router performs route aggregation, it
  757.    needs to know the range of the block of IP addresses to be
  758.    aggregated.  The basic principle is that it should aggregate as much
  759.    as possible but not to aggregate those routes which cannot be treated
  760.    as part of a single unit due to multi-homing, policy, or other
  761.    constraints.
  762.  
  763.    One mechanism is to do aggregation solely based on dynamically
  764.    learned routing information. This has the danger of not specifying a
  765.    precise enough range since when a route is not present, it is not
  766.    always possible to distinguish whether it is temporarily unreachable
  767.    or that it does not belong in the aggregate. Purely dynamic routing
  768.    also does not allow the flexibility of defining what to aggregate
  769.    within a range. The other mechanism is to do all aggregation based on
  770.    ranges of blocks of IP addresses preconfigured in the router.  It is
  771.    recommended that preconfiguration be used, since it more flexible and
  772.    allows precise specification of the range of destinations to
  773.    aggregate.
  774.  
  775.    Preconfiguration does require some manually-maintained configuration
  776.    information, but not excessively more so than what router
  777.    administrators already maintain today. As an addition to the amount
  778.    of information that must be typed in and maintained by a human,
  779.  
  780.  
  781.  
  782. Expiration Date November 1993                                  [Page 14]
  783.  
  784. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  785.  
  786.  
  787.    preconfiguration is just a line or two defining the range of the
  788.    block of IP addresses to aggregate. In terms of gathering the
  789.    information, if the advertising router is doing the aggregation, its
  790.    administrator knows the information because the aggregation ranges
  791.    are assigned to its domain.  If the receiving domain has been granted
  792.    the authority to and task of performing aggregation, the information
  793.    would be known as part of the agreement to delegate aggregation.
  794.    Given that it is common practice that a network administrator learns
  795.    from its neighbor which routes it should be willing to accept,
  796.    preconfiguration of aggregation information does not introduce
  797.    additional administrative overhead.
  798.  
  799.    Implementation note: aggregates which encompass the class D address
  800.    space (multicast addresses) are currently not well understood.  At
  801.    present, it appears that the optimal strategy is to consider
  802.    aggregates to never encompass class D space, even if they do so
  803.    numerically.
  804.  
  805.    4.5  Intra-domain protocol considerations
  806.  
  807.    While no changes need be made to internal routing protocols to
  808.    support the advertisement of aggregated routing information between
  809.    autonomous systems, it is often the case that external routing
  810.    information is propagated within interior protocols for policy
  811.    reasons or to aid in the propagation of information through a transit
  812.    network. At the point when aggregated routing information starts to
  813.    appear in the new exterior protocols, this practice of importing
  814.    external information will have to be modified.  A transit network
  815.    which imports external information will have to do one of:
  816.  
  817.    a) use an interior protocol which supports aggregated routing
  818.  
  819.    b) find some other method of propagating external information
  820.       which does not involve flooding it through the interior protocol
  821.       (i.e. by the use of internal BGP, for example).
  822.  
  823.    c) stop the importation of external information and flood a "default"
  824.       route through the internal protocol for discovery of paths to
  825.       external destinations.
  826.  
  827.  
  828.    For case (a), the modifications necessary to a routing protocol to
  829.    allow it to support aggregated information may not be simple. For
  830.    protocols such as OSPF and IS-IS, which represent routing information
  831.    as either a destination+mask (OSPF) or as a prefix+prefix-length
  832.    (IS-IS) changes to support aggregated information are conceptually
  833.    fairly simple; for protocols which are dependant on the class-A/B/C
  834.    nature of networks or which support only fixed-sized subnets, the
  835.  
  836.  
  837.  
  838. Expiration Date November 1993                                  [Page 15]
  839.  
  840. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  841.  
  842.  
  843.    changes are of a more fundamental nature. Even in the "conceptually
  844.    simple" cases of OSPF and IS-IS, an implementation may need to be
  845.    modified to support supernets in the database or in the forwarding
  846.    table.
  847.  
  848. 5  Example of new allocation and routing
  849.  
  850.    5.1  Address allocation
  851.  
  852.    Consider the block of 2048 class C network numbers beginning with
  853.    192.24.0.0 (0xC0180000 and ending with 192.31.255.0 (0xC01FFF00)
  854.    allocated to a single network provider, "RA". A "supernetted" route
  855.    to this block of network numbers would be described as 192.24.0.0
  856.    with mask of 255.248.0.0 (0xFFF80000).
  857.  
  858.    Assume this service provider connects six clients in the following
  859.    order (significant because it demonstrates how temporary "holes" may
  860.    form in the service provider's address space):
  861.  
  862.        "C1" requiring fewer than 2048 addresses (8 class C networks)
  863.  
  864.        "C2" requiring fewer than 4096 addresses (16 class C networks)
  865.  
  866.        "C3" requiring fewer than 1024 addresses (4 class C networks)
  867.  
  868.        "C4" requiring fewer than 1024 addresses (4 class C networks)
  869.  
  870.        "C5" requiring fewer than 512 addresses (2 class C networks)
  871.  
  872.        "C6" requiring fewer than 512 addresses (2 class C networks)
  873.  
  874.    In all cases, the number of IP addresses "required" by each client is
  875.    assumed to allow for significant growth. The service provider
  876.    allocates its address space as follows:
  877.  
  878.        C1: allocate 192.24.0 through 192.24.7. This block of networks is
  879.            described by the "supernet" route 192.24.0.0 and mask
  880.            255.255.248.0
  881.  
  882.        C2: allocate 192.24.16 through 192.24.31. This block is described
  883.            by the route 192.24.16.0, mask 255.255.240.0
  884.  
  885.        C3: allocate 192.24.8 through 192.24.11. This block is described
  886.            by the route 192.24.8.0, mask 255.255.252.0
  887.  
  888.        C4: allocate 192.24.12 through 192.24.15. This block is described
  889.            by the route 192.24.12.0, mask 255.255.252.0
  890.  
  891.  
  892.  
  893.  
  894. Expiration Date November 1993                                  [Page 16]
  895.  
  896. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  897.  
  898.  
  899.        C5: allocate 192.24.32 and 192.24.33. This block is described by
  900.            the route 192.24.32.0, mask 255.255.254.0
  901.  
  902.        C6: allocate 192.24.34 and 192.24.35. This block is described by
  903.            the route 192.24.34.0, mask 255.255.254.0
  904.  
  905.    Note that if the network provider uses an IGP which can support
  906.    classless networks, he can (but doesn't have to) perform
  907.    "supernetting" at the point where he connects to his clients and
  908.    therefore only maintain six distinct routes for the 36 class C
  909.    network numbers. If not, explicit routes to all 36 class C networks
  910.    will have to be carried by the IGP.
  911.  
  912.    To make this example more realistic, assume that C4 and C5 are multi-
  913.    homed through some other service provider, "RB". Further assume the
  914.    existence of a client "C7" which was originally connected to "RB" but
  915.    has moved to "RA". For this reason, it has a block of network numbers
  916.    which are allocated out "RB"'s block of (the next) 2048 class C
  917.    network numbers:
  918.  
  919.        C7: allocate 192.32.0 through 192.32.15. This block is described
  920.            by the route 192.32.0, mask 255.255.240.0
  921.  
  922.    For the multi-homed clients, we will assume that C4 is advertised as
  923.    primary via "RA" and secondary via "RB"; C5 is primary via "RB" and
  924.    secondary via "RA". To connect this mess together, we will assume
  925.    that "RA" and "RB" are connected via some common "backbone" provider
  926.    "BB".
  927.  
  928.    Graphically, this simple topology looks something like this:
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939.  
  940.  
  941.  
  942.  
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948.  
  949.  
  950. Expiration Date November 1993                                  [Page 17]
  951.  
  952. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  953.  
  954.  
  955.  
  956.                        C1
  957. 192.24.0.0 -- 192.24.7.0 \         _ 192.32.0.0 - 192.32.15.0
  958. 192.24.0.0/255.255.248.0  \       /  192.32.0.0/255.255.240.0
  959.                            \     /             C7
  960.                        C2  +----+                                 +----+
  961. 192.24.16.0 - 192.24.31.0 \|    |                                 |    |
  962. 192.24.16.0/255.255.240.0  |    |  _ 192.24.12.0 - 192.24.15.0 _  |    |
  963.                            |    | /  192.24.12.0/255.255.252.0  \ |    |
  964.                        C3 -|    |/              C4               \|    |
  965. 192.24.8.0 - 192.24.11.0   | RA |                                 | RB |
  966. 192.24.8.0/255.255.252.0   |    |___ 192.24.32.0 - 192.24.33.0 ___|    |
  967.                           /|    |    192.24.32.0/255.255.254.0    |    |
  968.                        C6  |    |               C5                |    |
  969. 192.24.34.0 - 192.24.35.0  |    |                                 |    |
  970. 192.24.34.0/255.255.254.0  |    |                                 |    |
  971.                            +----+                                 +----+
  972.                               \\                                     \\
  973. 192.24.12.0/255.255.252.0 (C4) ||      192.24.12.0/255.255.252.0 (C4) ||
  974. 192.32.0.0/255.255.240.0  (C7) ||      192.24.32.0/255.255.254.0 (C5) ||
  975. 192.24.0.0/255.248.0.0 (RA)    ||      192.32.0.0/255.248.0.0 (RB)    ||
  976.                                ||                                     ||
  977.                                VV                                     VV
  978.                      +--------------- BACKBONE PEER  BB ---------------+
  979.  
  980.  
  981.    5.2  Routing advertisements
  982.  
  983.    To follow rule #1, RA will need to advertise the block of addresses
  984.    that it was given and C7.  Since C4 is multi-homed and primary
  985.    through RA, it must also be advertised.  C5 is multi-homed and
  986.    primary through RB.  It need not be advertised since longest match by
  987.    BB will automatically select RB as primary and the advertisement of
  988.    RA's aggregate will be used as a secondary.
  989.  
  990.    Advertisements from "RA" to "BB" will be:
  991.  
  992.        192.24.12.0/255.255.252.0 primary    (advertises C4)
  993.        192.32.0.0/255.255.240.0 primary     (advertises C7)
  994.        192.24.0.0/255.248.0.0 primary       (advertises remainder of RA)
  995.  
  996.    For RB, the advertisements must also include C4 and C5 as well as
  997.    it's block of addresses.  Further, RB may advertise that C7 is
  998.    unreachable.
  999.  
  1000.    Advertisements from "RB" to "BB" will be:
  1001.  
  1002.        192.24.12.0/255.255.252.0 secondary  (advertises C4)
  1003.  
  1004.  
  1005.  
  1006. Expiration Date November 1993                                  [Page 18]
  1007.  
  1008. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  1009.  
  1010.  
  1011.        192.24.32.0/255.255.254.0 primary    (advertises C5)
  1012.        192.32.0.0/255.248.0.0 primary       (advertises remainder of RB)
  1013.  
  1014.    To illustrate the problem alluded to by the "note" in section 4.2,
  1015.    consider what happens if RA loses connectivity to C7 (the client
  1016.    which is allocated out of RB's space). In a stateful protocol, RA
  1017.    will announce to BB that 192.32.0.0/255.255.240.0 has become
  1018.    unreachable. Now, when BB flushes this information out of its routing
  1019.    table, any future traffic sent through it for this destination will
  1020.    be forwarded to RB (where it will be dropped according to Rule #2) by
  1021.    virtue of RB's less specific match 192.32.0.0/255.248.0.0.  While
  1022.    this does not cause an operational problem (C7 is unreachable in any
  1023.    case), it does create some extra traffic across "BB" (and may also
  1024.    prove confusing to a network manager debugging the outage with
  1025.    "traceroute"). A mechanism to cache such unreachability information
  1026.    would help here, but is beyond the scope of this document (such a
  1027.    mechanism is also not implementable in the near-term).
  1028.  
  1029. 6  Extending CIDR to class A addresses
  1030.  
  1031.    At some point, it is expected that this plan will eventually consume
  1032.    all of the remaining class C address space.  As of this writing, the
  1033.    upper half of the class A address space has already been reserved for
  1034.    future expansion.  This section describes how the CIDR plan can be
  1035.    used to utilize this portion of the class A space efficiently.  It is
  1036.    expected that this contigency would only be used if no long term
  1037.    solution has become apparent by the time that the class C address
  1038.    space is consumed.
  1039.  
  1040.    Fundamentally, there are two differences between using a class A
  1041.    address and a block of class C's.  First, the configuration of DNS
  1042.    becomes somewhat more complicated than it is without the aggregation
  1043.    of class A subnets.  The second difference is that the routers within
  1044.    the class A address would need to support and use a classless IGP.
  1045.  
  1046.    Maintenance of DNS with a subnetted class A is somewhat painful.  As
  1047.    part of the mechanism for providing reverse address lookups, DNS
  1048.    maintains a "IN-ADDR.ARPA" reverse domain.  This is configured by
  1049.    reversing the dotted decimal network number, appending "IN-ADDR.ARPA"
  1050.    and using this as a type of pseudo-domain.  Individual hosts then end
  1051.    up pointing back to a host name.  Thus, for example, 131.108.1.111
  1052.    has a DNS record "111.1.108.131.IN-ADDR.ARPA."  Since the pseudo-
  1053.    domains can only be delegated on a byte boundary, this becomes
  1054.    painful if a stub domain receives a block of address space that does
  1055.    not fall on a byte boundary.  The solution in this case is to
  1056.    enumerate all of the possible byte combinations involved.  This is
  1057.    painful, but workable.  This is discussed further below.
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061.  
  1062. Expiration Date November 1993                                  [Page 19]
  1063.  
  1064. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  1065.  
  1066.  
  1067.    Routing within a class A used for CIDR is also an interesting
  1068.    challenge.  The usual case will be that a domain will be assigned a
  1069.    portion of the class A address space.  The domain can either use an
  1070.    IGP which allows variable length subnets or it can pick a single
  1071.    subnet mask to be used througout the domain.  In the latter case,
  1072.    difficulties arise because other domains have been allocated other
  1073.    parts of the class A address space and may be using a different
  1074.    subnet mask.  If the domain is itself a transit, it may also need to
  1075.    allocate some portion of its space to a client, which might also use
  1076.    a different subnet mask.  The client would then need routing
  1077.    information about the remainder of the class A.
  1078.  
  1079.    If the client's IGP does not support variable length subnet masks,
  1080.    this could be done by advertising the remainder of the class A's
  1081.    address space in appropriately sized subnets.  However, unless the
  1082.    client has a very large portion of the class A space, this is likely
  1083.    to result in a large number of subnets (for example, a mask of
  1084.    255.255.255.0 would require a total of 65535 subnets, including those
  1085.    allocated to the client).  For this reason, it may be preferable to
  1086.    simply use an IGP that supports variable length subnet masks within
  1087.    the client's domain.
  1088.  
  1089.    Similarly, if a transit has been assigned address space from a class
  1090.    A network number, it is likely that it was not assigned the entire
  1091.    class A, and that other transit domains will get address space from
  1092.    this class A.  In this case, the transit would also have to inject
  1093.    routing information about the remainder of the class A into it's IGP.
  1094.    This is analogous to the situation above, with the same
  1095.    complications.  For this reason, we recommend that the use of a class
  1096.    A for CIDR only be attempted if IGP's with variable length subnet
  1097.    mask support be used througout the class A.  Note that the IGP's need
  1098.    not support supernetting, as discussed above.
  1099.  
  1100.    Note that the technique here could also apply to class B addresses.
  1101.    However, the limited number of available class B addresses and their
  1102.    usage for multihomed networks suggests that this address space should
  1103.    only be reserved for those large single organizations that warrant
  1104.    this type of address. [RL]
  1105.  
  1106. 7   Domain Service considerations
  1107.  
  1108.    One aspect of Internet services which will be notably affected by a
  1109.    move to either "supernetted" class-C network numbers or subdivided
  1110.    class-A's will be the mechanism used for address-to-name translation:
  1111.    the IN-ADDR.ARPA zone of the domain system. Because this zone is
  1112.    delegated on octet boundaries only, any address allocation plan which
  1113.    uses bitmask-oriented addressing will cause some degree of difficulty
  1114.    for those which maintain parts of the IN-ADDR.ARPA zone.
  1115.  
  1116.  
  1117.  
  1118. Expiration Date November 1993                                  [Page 20]
  1119.  
  1120. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  1121.  
  1122.  
  1123.    7.1  Procedural changes for class-C "supernets"
  1124.  
  1125.    At the present time, parts of the IN-ADDR.ARPA zone are delegated
  1126.    only on network boundaries which happen to fall on octet boundaries.
  1127.    To aid in the use of blocks of class-C networks, it is recommended
  1128.    that this policy be relaxed and allow the delegation of arbitrary,
  1129.    octet-oriented pieces of the IN-ADDR.ARPA zone.
  1130.  
  1131.    As an example of this policy change, consider a hypothetical large
  1132.    network provider named "BigNet" which has been allocated the 1024
  1133.    class-C networks 199.0.0 through 199.3.255. Under current policies,
  1134.    the root domain servers would need to have 1024 entries of the form:
  1135.  
  1136.  
  1137.            0.0.199.IN-ADDR.ARPA.   IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1138.  
  1139.            1.0.199.IN-ADDR.ARPA.   IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1140.  
  1141.                    ....
  1142.  
  1143.            255.3.199.IN-ADDR.ARPA. IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1144.  
  1145.  
  1146.    By revising the policy as described above, this is reduced only four
  1147.    delegation records:
  1148.  
  1149.            0.199.IN-ADDR.ARPA.     IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1150.  
  1151.            1.199.IN-ADDR.ARPA.     IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1152.  
  1153.            2.199.IN-ADDR.ARPA.     IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1154.  
  1155.            3.199.IN-ADDR.ARPA.     IN      NS      NS1.BIG.NET.
  1156.  
  1157.  
  1158.    The provider would then maintain further delegations of naming
  1159.    authority for each individual class-C network which it assigns,
  1160.    rather than having each registered separately. Note that due to the
  1161.    way the DNS is designed, it is still possible for the root
  1162.    nameservers to maintain the delegation information for individual
  1163.    networks for which the provider is unwilling or unable to do so. This
  1164.    should greatly reduce the load on the domain servers for the "top"
  1165.    levels of the IN-ADDR.ARPA domain.  The example above illustrates
  1166.    only the records for a single nameserver.  In the normal case, there
  1167.    are usually several nameservers for each domain, thus the size of the
  1168.    examples will double or triple in the common cases.
  1169.  
  1170.    7.2  Procedural changes for class-A subnetting
  1171.  
  1172.  
  1173.  
  1174. Expiration Date November 1993                                  [Page 21]
  1175.  
  1176. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  1177.  
  1178.  
  1179.    Should it be the case the class-A network numbers are subdivided into
  1180.    blocks allocated to transit network providers, it will be similarly
  1181.    necessary to relax the restriction on how IN-ADDR.ARPA naming works
  1182.    for them. As an example, take a provider is allocated the 19-bit
  1183.    portion of address space which matches 10.8.0.0 with mask
  1184.    255.248.0.0. This represents all addresses which begin with the
  1185.    prefixes 10.8, 10.9, 10.10, 10.11, 10.12, 10.13, 10.14, an 10.15 and
  1186.    requires the following IN-ADDR.ARPA delegations:
  1187.  
  1188.            8.10.IN-ADDR.ARPA.      IN      NS      NS1.MOBY.NET.
  1189.  
  1190.            9.10.IN-ADDR.ARPA.      IN      NS      NS1.MOBY.NET.
  1191.  
  1192.                    ....
  1193.  
  1194.            15.10.IN-ADDR.ARPA.     IN      NS      NS1.MOBY.NET.
  1195.  
  1196.  
  1197.    To further illustrate how IN-ADDR.ARPA sub-delegation will work,
  1198.    consider a company named "FOO" connected to this provider which has
  1199.    been allocated the 14-bit piece of address space which matches
  1200.    10.10.64.0 with mask 255.255.192.0. This represents all addresses in
  1201.    the range 10.10.64.0 through 10.10.127.255 and will require that the
  1202.    provider implement the following IN-ADDR.ARPA delegations:
  1203.  
  1204.            64.10.10.IN-ADDR.ARPA.  IN      NS      NS1.FOO.COM.
  1205.  
  1206.            65.10.10.IN-ADDR.ARPA.  IN      NS      NS1.FOO.COM.
  1207.  
  1208.                    ....
  1209.  
  1210.            127.10.10.IN-ADDR.ARPA. IN      NS      NS1.FOO.COM.
  1211.  
  1212.  
  1213.    with the servers for "FOO.COM" containing the individual PTR records
  1214.    for all of the addresses on each of these subnets.
  1215.  
  1216. 8  Transitioning to a long term solution
  1217.  
  1218.    This solution does not change the Internet routing and addressing
  1219.    architectures.  Hence, transitioning to a more long term solution is
  1220.    not affected by the deployment of this plan.
  1221.  
  1222. 9  Conclusions
  1223.  
  1224.    We are all aware of the growth in routing complexity, and the rapid
  1225.    increase in allocation of network numbers.  Given the rate at which
  1226.    this growth is being observed, we expect to run out in a few short
  1227.  
  1228.  
  1229.  
  1230. Expiration Date November 1993                                  [Page 22]
  1231.  
  1232. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  1233.  
  1234.  
  1235.    years.
  1236.  
  1237.    If the inter-domain routing protocol supports carrying network routes
  1238.    with associated masks, all of the major concerns demonstrated in this
  1239.    paper would be eliminated.
  1240.  
  1241.    One of the influential factors which permits maximal exploitation of
  1242.    the advantages of this plan is the number of people who agree to use
  1243.    it.
  1244.  
  1245.    If service providers start charging networks for advertising network
  1246.    numbers, this would be a very great incentive to share the address
  1247.    space, and hence the associated costs of advertising routes to
  1248.    service providers.
  1249.  
  1250. 10  Recommendations
  1251.  
  1252.    The NIC should begin to hand out large blocks of class C addresses to
  1253.    network service providers.  Each block must fall on bit boundaries
  1254.    and should be large enough to serve the provider for two years.
  1255.    Further, the NIC should distribute very large blocks to continental
  1256.    and national network service organizations to allow additional levels
  1257.    of aggregation to take place at the major backbone networks.  In
  1258.    addition, the NIC should modify its procedures for the IN-ADDR.ARPA
  1259.    domain to permit delegation along arbitrary octet boundaries.
  1260.  
  1261.    Service providers will further allocate power-of-two blocks of class
  1262.    C addresses from their address space to their subscribers.
  1263.  
  1264.    All organizations, including those which are multi-homed, should
  1265.    obtain address space from their provider (or one of their providers,
  1266.    in the case of the multi-homed).  These blocks should also fall on
  1267.    bit boundaries to permit easy route aggregation.
  1268.  
  1269.    To allow effective use of this new addressing plan to reduce
  1270.    propagated routing information, appropriate IETF WGs will specify the
  1271.    modifications needed to Inter-Domain routing protocols.
  1272.    Implementation and deployment of these modifications should occur as
  1273.    quickly as possible.
  1274.  
  1275. 11  References
  1276.  
  1277.    [RFC1247]  Moy, J, "The OSPF Specification  Version 2", January 1991.
  1278.  
  1279.    [RL] Rekhter, Y., and Li, T., "An Architecture for IP Address
  1280.    Allocation with CIDR", work in progress.
  1281.  
  1282.  
  1283.  
  1284.  
  1285.  
  1286. Expiration Date November 1993                                  [Page 23]
  1287.  
  1288. INTERNET DRAFT                    CIDR                          May 1993
  1289.  
  1290.  
  1291. 12  Security Considerations
  1292.  
  1293.    Security issues are not discussed in this memo.
  1294.  
  1295. 13  Authors' Addresses
  1296.  
  1297.       Vince Fuller
  1298.       BARRNet
  1299.       Pine Hall 115
  1300.       Stanford, CA, 94305-4122
  1301.       email: vaf@Stanford.EDU
  1302.  
  1303.  
  1304.       Tony Li
  1305.       cisco Systems, Inc.
  1306.       1525 O'Brien Drive
  1307.       Menlo Park, CA 94025
  1308.       email: tli@cisco.com
  1309.  
  1310.       Jessica (Jie Yun) Yu
  1311.       Merit Network, Inc.
  1312.       1071 Beal Ave.
  1313.       Ann Arbor, MI 48109
  1314.       email: jyy@merit.edu
  1315.  
  1316.  
  1317.       Kannan Varadhan
  1318.       Internet Engineer, OARnet
  1319.       1224, Kinnear Road,
  1320.       Columbus, OH 43212
  1321.       email: kannan@oar.net
  1322.  
  1323.  
  1324.  
  1325.  
  1326.  
  1327.  
  1328.  
  1329.  
  1330.  
  1331.  
  1332.  
  1333.  
  1334.  
  1335.  
  1336.  
  1337.  
  1338.  
  1339.  
  1340.  
  1341.  
  1342. Expiration Date November 1993                                  [Page 24]
  1343.  
  1344.