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Text File  |  1993-03-03  |  36KB  |  984 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5. Network Working Group                                        P. Tsuchiya
  6. INTERNET-DRAFT                                                  Bellcore
  7.                                                            February 1993
  8.  
  9.  
  10.                          Pip Header Processing
  11.  
  12.  
  13. Changes Since Last Version
  14.  
  15.    This version has the following changes from the previous version,
  16.    dated November 1992.
  17.  
  18.    1.   The management of the HD and RC fields has changed (though the
  19.         semantics and evolvability of them has not).  The HD and RC
  20.         fields are still opaque (meaning that the semantics of the HD
  21.         and RC cannot be determined without additional information), but
  22.         Pip will operate globally under well-known sets of semantics,
  23.         and each packet indicates which set the packet falls under.  The
  24.         need to remap the HD and RC fields hop-by-hop has been elim-
  25.         inated (though tagging is still a feature of Pip).
  26.  
  27.    2.   This version has made options faster to process and more gen-
  28.         eral.  It has introduced fields in the fixed part of the Transit
  29.         Part to indicate which options are present, and the first option
  30.         now indicates where each individual option is in the list of
  31.         options.  In addition, the Transit Options part can now be in
  32.         the self-encapsulation header.
  33.  
  34.    3.   The router and host options have been combined into one options
  35.         part.
  36.  
  37.    4.   The entire Host Part has been moved into the Initial Part.
  38.  
  39.    5.   All checksums have been removed.
  40.  
  41.    6.   The FTIFs have been limited to a single length (16 bits).  No
  42.         that this does not limit a single "number" in the FTIF chain to
  43.         16 bits or less. A "number" can be encoded as mulitple FTIFs.
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 1]
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  61.  
  62.  
  63.    Status of this Memo
  64.  
  65.    This document is an Internet Draft.  Internet Drafts are working
  66.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its Areas,
  67.    and its Working Groups. Note that other groups may also distribute
  68.    working documents as Internet Drafts).
  69.  
  70.    Internet Drafts are draft documents valid for a maximum of six
  71.    months. Internet Drafts may be updated, replaced, or obsoleted by
  72.    other documents at any time.  It is not appropriate to use Internet
  73.    Drafts as reference material or to cite them other than as a "working
  74.    draft" or "work in progress."
  75.  
  76.    Please check the I-D abstract listing contained in each Internet
  77.    Draft directory to learn the current status of this or any other
  78.    Internet Draft.
  79.  
  80.  
  81. Abstract
  82.  
  83.    Pip is an internet protocol intended as the replacement for IP ver-
  84.    sion 4.  Pip is a general purpose internet protocol, designed to han-
  85.    dle all forseeable internet protocol requirements.  This specifica-
  86.    tion defines the Pip header processing for Routers and Hosts.
  87.  
  88.  
  89. Acknowledgements
  90.  
  91.    I want to individually acknowledge Rob Coltun, Steve Deering, Ramesh
  92.    Govindan, Joel Halpern, John Ioannidis, Chris Petrilli, Bob Smart,
  93.    and Zheng Wang.  I want also to acknowledge the many people from the
  94.    Pip working group who have participated in developing Pip.  Finally,
  95.    I want to acknowledge the SIP protocol (or, more accurately, the peo-
  96.    ple behind the SIP protocol) for providing certain good ideas.
  97.  
  98. Conventions
  99.  
  100.    All functions in this specification are mandatory.
  101.  
  102.  
  103.  
  104. 1.  Introduction
  105.  
  106.    Pip is an internet protocol intended as the replacement for IP ver-
  107.    sion 4.  Pip is a general purpose internet protocol, designed to
  108.  
  109.  
  110.  
  111. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 2]
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  119.  
  120.  
  121.    handle all forseeable internet protocol requirements.  This specifi-
  122.    cation defines the Pip header processing for Routers and Hosts.
  123.  
  124.    The design of Pip is fundamentally different from that of previous
  125.    internetwork protocols.  Pip is designed to be as general as possi-
  126.    ble, but without significantly compromising performance.  Because of
  127.    Pip's generality, it can handle forseeable routing and addressing
  128.    requirements.  It is hoped that it will be able to handle most if not
  129.    all future routing and addressing requirements.
  130.  
  131.    There are many detailed aspects of Pip that provide this generality
  132.    that are not discussed here.  It is useful, however, to mention one
  133.    general aspect.  That is, Pip strives to remove as much "functional
  134.    semantics" from the base specification as possible.  Pip defines a
  135.    packet header and forwarding rules that can include many different
  136.    functional semantics (that is, routing, addressing, and flow para-
  137.    digms).  Therefore, the reader may often find him or herself asking
  138.    "But how do you do foo with Pip?" The answer to this sort of question
  139.    belongs in companion documents to the basic Pip spec.
  140.  
  141.    Pip can be thought of as a mechanism for triggering actions in hosts
  142.    and routers, just as a machine language can be thought of as a
  143.    mechanism for triggering actions in CPUs.  The machine language has
  144.    no functional semantics outside of the specific actions it triggers
  145.    (move this register, write that memory location, etc.).  But, the
  146.    machine language is a very powerful tool upon which functional seman-
  147.    tics are built.  Likewise, Pip is a powerful tool upon which routing,
  148.    addressing, and flow functions can be built.
  149.  
  150.  
  151.  
  152. 2.  Pip Specification
  153.  
  154.    The Pip header is partitioned into three parts, the Initial Part, the
  155.    Transit Part, and the Options Part.
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 3]
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  177.  
  178.  
  179.  
  180.            +===========================+
  181.            |       Initial Part        |
  182.            +===========================+
  183.            |       Transit Part        |
  184.            +===========================+
  185.            |       Options Part        |
  186.            +===========================+
  187.            |                           |
  188.            |         Payload           |
  189.            |                           |
  190.  
  191.  
  192.    Each part falls on a 32-bit boundary (as indicated by the double
  193.    lines shown), and the Transit Part falls on a 64 bit boundary.
  194.  
  195.    The concept of tunneling in an integral part of Pip.  Pip achieves
  196.    tunneling by encapsulating the Transit Part of the Pip header in
  197.    another Transit Part.  Therefore, when tunneling, there is one Tran-
  198.    sit Part for each (nested) tunnel:
  199.  
  200.            +===========================+
  201.            |       Initial Part        |
  202.            +===========================+
  203.            |       Transit Part        |
  204.            +===========================+
  205.            |       Transit Part        |
  206.            +===========================+
  207.                        .
  208.                        .
  209.                        .
  210.            +===========================+
  211.            |       Transit Part        |
  212.            +===========================+
  213.            |       Options Part        |
  214.            +===========================+
  215.  
  216.  
  217.    Because each Transit Part has only what is necessary for router for-
  218.    warding and handling, this method of tunneling is reasonably effi-
  219.    cient in terms of packet size.
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 4]
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  235.  
  236.  
  237. 2.1.  Initial Part
  238.  
  239.    The Initial Part is formatted as shown in Figure 1.
  240.  
  241.                                          length, in bits
  242.            +===========================+
  243.            |    Version Number = 8     |     4
  244.            +---------------------------+
  245.            |       Sub-Version         |     4
  246.            +---------------------------+
  247.            |      Options Offset       |     8
  248.            +---------------------------+
  249.            |     Options Contents      |     8
  250.            +---------------------------+
  251.            |     Options Present       |     8
  252.            +===========================+
  253.            |       Packet SubID        |     16
  254.            +---------------------------+
  255.            |         Protocol          |     16
  256.            +===========================+
  257.            |         Dest ID           |     64
  258.            +===========================+
  259.            |        Source ID          |     64
  260.            +===========================+
  261.            |      Payload Length       |     32
  262.            +===========================+
  263.            |       Host Version        |     8
  264.            +---------------------------+
  265.            |      Payload Offset       |     8
  266.            +---------------------------+
  267.            |        Hop Count          |     16
  268.            +===========================+
  269.  
  270.                           Figure 1:  Initial Part
  271.  
  272.    An explanation of each field follows.
  273.  
  274.  
  275.    2.1.1.  Version Numbers
  276.  
  277.    The first octet is divided into two 4-bit fields, the Version and the
  278.    Sub-Version.  The Version field is set to be 8, and is meant to be
  279.    version 8 of IP.  (As of this writing, this is an experimental number
  280.    assigned for development of Pip.) Thus, all encapsulation schemes
  281.    defined for IP can work for Pip as well.
  282.  
  283.  
  284.  
  285. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 5]
  286.  
  287.  
  288.  
  289.  
  290.  
  291.  
  292. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  293.  
  294.  
  295.    As long as the Version field is 8, the Initial Part and Options Part
  296.    of the Pip Header is as specified in this standard.  (In other words,
  297.    the Sub-Version field refers only to the Transit Part.)
  298.  
  299.    By doing this, we allow the Transit Part of the Pip Header to change
  300.    completely without necessarily requiring a host to understand the new
  301.    Transit Part.  If a host receives a Pip header with a Version number
  302.    of 8 and an unknown Sub-version number, the host does not try to
  303.    parse the Transit Part at all, rather it processes only the Initial
  304.    Part and the Options Part.  (By using the Pip Header Protocol to for-
  305.    mat Pip Headers, a host can be made to formulate the right Transit
  306.    Part, even though the host doesn't understand the semantics of the
  307.    Transit Part.  This allows radical migration of the Transit Part
  308.    while potentially not requiring changes to hosts.)
  309.  
  310.    If a host or a router receives a packet with an unknown Version
  311.    number, the packet is silently discarded.
  312.  
  313.    The Sub-Version field is set to the value 0 for the version of Pip
  314.    defined in this specification.  As long as the Sub-Version number is
  315.    0, the Transit Part is as specified in this standard.  Any packet
  316.    received by a router with a Version number of 8 and an unknown Sub-
  317.    Version number is silently discarded.
  318.  
  319.  
  320.    2.1.2.  Options Offset
  321.  
  322.    The Options Offset indicates the position of the Options Part.  The
  323.    unit of measure of the Options Offset is 32-bit words, counting the
  324.    first word of the Pip Header as word 0.
  325.  
  326.  
  327.    2.1.3.  Options Contents
  328.  
  329.    This field indicates how the Options Present field should be inter-
  330.    preted.  Each bit of the Options field indicates if each of up to
  331.    eight options is present in the Options Part.  The Options Contents
  332.    field indirectly indicates which option each bit of the Options
  333.    Present field refers to.  We say indirectly because the mapping
  334.    referred to by the Options Contents field is stored locally. In other
  335.    words, without additional information (the mapping), it is not possi-
  336.    ble to examine the Options Contents field and know what option each
  337.    bit of the Options Present field refers to.
  338.  
  339.    Any of 256 possible Options Contents values can be active at a given
  340.  
  341.  
  342.  
  343. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 6]
  344.  
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  351.  
  352.  
  353.    time.  (Note that the means by which the meaning of the Options Con-
  354.    tents values are assigned and conveyed to routers and hosts is out-
  355.    side the scope of this specification.)
  356.  
  357.  
  358.    2.1.4.  Options Present
  359.  
  360.    This field indicates which of the Options indicated by the Options
  361.    Contents field are actually present in the Options Part.  Each bit of
  362.    this field refers to a single option type.  The mapping of each bit
  363.    to its' option type is determined by the Options Contents field.
  364.  
  365.    For instance, assume that the Options Contents field indicates that
  366.    bit 0 of the Options Present field refers to the PDN Address option,
  367.    that bit 1 of the Options Present field refers to the foo option, and
  368.    that bit 2 of the Options Present field refers to the Fragmentation
  369.    option.  (As of this writing, there is only one option.  Until there
  370.    are more than eight options, there is no need to define more than one
  371.    Options Contents values.)
  372.  
  373.    In this case, a value of 101 in the Options Present field indicates
  374.    that the PDN Address and Fragmentation options are present in the
  375.    Options Part, and that the foo option is not present.
  376.  
  377.    Note that an Options Present value of 0 indicates that there are no
  378.    options present, regardless of the value of the Options Contents
  379.    field.  Note also that no more than 8 options, not including the
  380.    default first option (the Options Descriptor), can be present in any
  381.    Options Part.
  382.  
  383.    The Options Contents/Options Present method of processing options
  384.    allows for efficient processing of options.  First, a router can
  385.    ignore any options that may be present but that do not impact it (for
  386.    instance, a router not attached to a PDN need not consider the PDN
  387.    Address option).  Second, the desired option can be very quickly
  388.    retrieved, because the first option, the Options Descriptor option,
  389.    contains the offset of each of the up to eight options indicated by
  390.    the Options Present field.
  391.  
  392.  
  393.    2.1.5.  Packet SubID
  394.  
  395.    This field is used by Pip hosts to correctly associate received PCMP
  396.    messages with local control blocks.  This is necessary because the
  397.    semantics of the Transit Part can change while a packet is in
  398.  
  399.  
  400.  
  401. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 7]
  402.  
  403.  
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  409.  
  410.  
  411.    transit.  Therefore, a router sending a PCMP message cannot neces-
  412.    sarily provide all of the information needed by the Pip host to
  413.    correctly identify the context of the received message (that is,
  414.    which "packet flow" it is identified with).
  415.  
  416.    A PCMP message uses the Protocol, Source ID, Dest ID, and Packet
  417.    SubID to define the PCMP messages context.  It is not sufficient to
  418.    use just Protocol, Source ID, and Dest ID, because two hosts running
  419.    the same protocol between them may have multiple "flows", for
  420.    instance, a data flow, a video flow, and an audio flow in the case of
  421.    multi-media.  Each flow may have a different Transit Part, and take
  422.    different paths.  Therefore, the Packet SubID field is needed to
  423.    further differentiate.
  424.  
  425.  
  426.    2.1.6.  Protocol
  427.  
  428.    Indicates the protocol header found in the payload.  The values for
  429.    this field are the same as those used for IPv4.
  430.  
  431.  
  432.    2.1.7.  Dest ID
  433.  
  434.    The Dest ID field indicates the Pip ID of the final recipient of the
  435.    Pip packet.  This field is examined by both hosts and routers.
  436.  
  437.    When a Pip System processes the Routing Directive (RD), it may deter-
  438.    mine that it needs to examine the Dest ID for further processing.
  439.    This may happen both when a host or router receives a Pip packet des-
  440.    tined for itself, or when a router receives a packet that should be
  441.    forwarded based on Dest ID (as indicated by the RD).
  442.  
  443.    When a Pip system determines at forwarding time that a packet is des-
  444.    tined for itself, it checks the Dest ID to verify if that packet is
  445.    destined for it.  If the complete Dest ID matches one of its own Pip
  446.    IDs, then the packet is for it, and is passed to the layer indicated
  447.    by the Protocol field (in the Host Part).  (The Pip system may of
  448.    course wish to check a security option before passing a packet to an
  449.    upper layer.)
  450.  
  451.    If the complete Dest ID field does not match one of its own IDs, then
  452.    an ID/RD Mismatch PCMP message is sent to the source of the packet,
  453.    as indicated by the Source ID and potentially source information in
  454.    the RD.  The purpose of this message is to flush the ID to RD binding
  455.    in the source Pip host.
  456.  
  457.  
  458.  
  459. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 8]
  460.  
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  467.  
  468.  
  469.    2.1.8.  Source ID
  470.  
  471.    This is the Pip ID of the source of the packet.  It is passed to
  472.    upper layers for the purposes of identifying the context for the
  473.    packet.
  474.  
  475.  
  476.    2.1.9.  Payload Length
  477.  
  478.    The Payload Length gives the length of the Pip packet payload in
  479.    units of 8 bits.  The Payload Length does not include the length of
  480.    the Pip header.
  481.  
  482.  
  483.    2.1.10.  Host Version
  484.  
  485.    The Host Version field indicates what "version" of Pip software the
  486.    sending host has implemented.  This is to allow a host to inform a
  487.    router which ancillary protocols/messages the host is able to accept.
  488.    It is envisioned that over time, new host functions will be
  489.    developed.  Different hosts will install these new functions at dif-
  490.    ferent times.  This field allows routers to know what functions the
  491.    host can and cannot handle.
  492.  
  493.  
  494.    2.1.11.  Payload Offset
  495.  
  496.    The Payload Offset indicates the position of the Payload Part.  The
  497.    unit of measure of the Payload Offset is 32-bit words, counting the
  498.    first word of the Pip Header as word 0.
  499.  
  500.    If a Pip system encapsulates a Transit Part in another Transit Part,
  501.    then the Payload Offset is increased by the length of the new Transit
  502.    Part.
  503.  
  504.  
  505.    2.1.12.  Hop Count
  506.  
  507.    The Hop Count is decremented by every router that forwards the Pip
  508.    packet.  If a system receives a Pip header with a Hop Count equal to
  509.    0, and is not the recipient of the packet, then the packet is dis-
  510.    carded and a PCMP Destination Unreachable is routed to the system
  511.    indicated by the Routing Directive.  (In other words, a host can
  512.    legally receive a Transit Part with a Hop Count of 0, and indeed a
  513.    host doesn't look at the Hop Count field upon reception.)
  514.  
  515.  
  516.  
  517. Pip WG, Expires August 1, 1993                                  [Page 9]
  518.  
  519.  
  520.  
  521.  
  522.  
  523.  
  524. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  525.  
  526.  
  527. 2.2.  Transit Part
  528.  
  529.    The Transit Part is formatted as shown in Figure 2.
  530.  
  531.  
  532.                                          length, in bits
  533.                    +===========================+
  534.                    |         Reserved          |     16
  535.                    +---------------------------+
  536.                    |    Transit Part Offset    |     8
  537.                    +---------------------------+
  538.                    |        HD Contents        |     8
  539.                    +===========================+
  540.                    |  Handling Directive (HD)  |     32
  541.     ---------------+===========================+
  542.         ^          |        FTIF Offset        |     8
  543.         |          +---------------------------+
  544.         |          |        RC Contents        |     8
  545.         |          +---------------------------+
  546.         |          |   Routing Context (RC)    |     16
  547.      Routing       +===========================+
  548.                    |         FTIF 1            |     16
  549.      Directive     +---------------------------+
  550.         |          |         FTIF 2            |     16
  551.         |          +---------------------------+
  552.         |                       .
  553.         |                       .
  554.         |                       .
  555.         |          +---------------------------+
  556.         |          |         FTIF N            |     16
  557.         |          +---------------------------+
  558.         v          |         Padding           |     Variable
  559.     ---------------+===========================+
  560.  
  561.                           Figure 2: Transit Part
  562.  
  563.  
  564.  
  565.    An explanation of each field follows.
  566.  
  567.  
  568.    2.2.1.  Transit Part Offset
  569.  
  570.    This field gives the position of the first word of the next Transit
  571.    Part.  The unit of measure of the Transit Part Offset is 32-bit
  572.  
  573.  
  574.  
  575. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 10]
  576.  
  577.  
  578.  
  579.  
  580.  
  581.  
  582. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  583.  
  584.  
  585.    words, counting the first word of the current Transit Part as word 0.
  586.    If there is no next Transit Part, then this field is written as all
  587.    0's.
  588.  
  589.  
  590.    2.2.2.  HD Contents
  591.  
  592.    He HD Contents field indicates how the Handling Directive (HD) field
  593.    should be interpreted.  The HD field is divided into multiple fields,
  594.    each representing a different handling function.  Each individual
  595.    field in the HD is called an HD Unit (HDU).  The Options Contents
  596.    field indirectly indicates which HDUs are in the HD field, and where
  597.    they are.  We say indirectly because the mapping referred to by the
  598.    HD Contents field is stored locally. In other words, without addi-
  599.    tional information (the mapping), it is not possible to examine the
  600.    HD Contents field and know what the HDU locations are.
  601.  
  602.    Any of 256 possible HD Contents values can be active at a given time.
  603.    (Note that the means by which the meaning of the HD Contents values
  604.    are assigned and conveyed to routers and hosts is outside the scope
  605.    of this specification.)
  606.  
  607.  
  608.    2.2.3.  Handling Directive (HD)
  609.  
  610.    The HD is a general purpose field used for the purpose of triggering
  611.    special packet handling by a Pip system.  The HD field does not
  612.    influence a Pip router's next hop choice for a Pip packet, nor does
  613.    it influence a Pip host's determination as to whether the Pip packet
  614.    is destined for it.  Examples of special packet handling would be
  615.    "low priority queueing", or "high priority discard", etc.  (Note that
  616.    the Transit Options also influence "handling", in the sense that han-
  617.    dling is essentially defined here to mean "anything that is not rout-
  618.    ing.  The HD field, though, is intended for the most common types of
  619.    handling--handling that is expected to be in a significant percentage
  620.    of packets.)
  621.  
  622.    Both hosts and routers use the HD field.  (Hosts may make use of the
  623.    HD field for packet handling for both incoming and outgoing packets.)
  624.  
  625.    There is a complete distinction between the syntax and the semantics
  626.    of the HD field.  (This can be contrasted with, for instance, IP,
  627.    which couples the semantics and syntax of the TOS bits.  That is, the
  628.    IP specification itself determines, to a first degree, how the TOS
  629.    bits are interpreted.) Each Pip system can modify the semantic
  630.  
  631.  
  632.  
  633. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 11]
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638.  
  639.  
  640. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  641.  
  642.  
  643.    meaning of the HD, for instance, by increasing or decreasing the
  644.    queueing priority of a packet.  This is called packet tagging.
  645.  
  646.    From an abstract modeling perspective, the HD is handled as follows:
  647.  
  648.    1.   Extract the semantic meaning(s) (the handling instructions asso-
  649.         ciated with the HDUs) from the HD field.  Transmitting Pip hosts
  650.         determine the semantic meaning by some other means, such as the
  651.         upper layer protocol.  If the receiving system decapsulates mul-
  652.         tiple Pip headers, then the HD semantics are extracted from the
  653.         lowest Pip header for which it is not the target (see example on
  654.         tunneling below).
  655.  
  656.    2.   Handle the Pip packet according to those instructions.  In some
  657.         cases, it is possible that the Pip system does not understand
  658.         the semantics of one or more HDUs of the HD field.  For each HDU
  659.         whose semantics are not understood, however, the pip system at
  660.         least knows whether to 1) pass the HDU on untouched, 2) set it
  661.         to all 0s, 3) set it to all 1s, 4) discard the packet silently,
  662.         or 5) discard the packet with a PCMP HDU Not Understood packet.
  663.  
  664.    3.   Modify the semantic meaning if necessary.  Note also that if the
  665.         Pip packet is replicated for multicast, each packet has its HD
  666.         semantics modified individually.
  667.  
  668.  
  669.  
  670.    2.2.4.  Tunneling
  671.  
  672.    Consider two Pip systems, X and Y, separated by one or more inter-
  673.    mediate Pip systems.  X wishes to tunnel a Transit Part to Y.  Y is
  674.    therefore the target system of the tunnel.  A Transit Part He arrives
  675.    at X.  In order to forward the Transit Part to Y, X encapsulates He
  676.    in another Transit Part, Hy.  Y is the target system for Transit Part
  677.    Hy.  X sets the HD of He to what it would have been if Y was directly
  678.    connected to X (that is, there were no intermediate Pip systems
  679.    between X and Y).  Further, it is intended that Y will derive its HD
  680.    semantics from the HD of Transit Part He, not Transit Part Hy.
  681.  
  682.  
  683.  
  684.         ----0-----o-----o-----o-----o-----0----
  685.             X     I     J     K     L     Y
  686.  
  687.  
  688.  
  689.  
  690.  
  691. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 12]
  692.  
  693.  
  694.  
  695.  
  696.  
  697.  
  698. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  699.  
  700.  
  701.    Now consider the operation of Pip system L (the previous hop system
  702.    to Y).  When L forwards the packet to Y, it may either decapsulate
  703.    the packet (in the knowledge that Y is the target for Hy), or not
  704.    decapsulate the packet.  Either way, L derives its HD semantics from
  705.    the HD of Transit Part He.
  706.  
  707.    If L does not decapsulate the Transit Part, then it is as though I,
  708.    J, K, and L are a "subnetwork" (albeit a Pip subnetwork), and Y is
  709.    stripping the "subnetwork" header (Hy) off before processing the true
  710.    Transit Part (He).  If L does decapsulate the Transit Part, then,
  711.    from Y's perspective, it is essentially as though Y were directly
  712.    connected to X.
  713.  
  714.  
  715.    2.2.5.  Routing Directive (RD)
  716.  
  717.    The RD consists of the Routing Context (RC), the RC Contents, the
  718.    FTIF Offset, and a series of zero or more FTIFs (Forwarding Table
  719.    Index Fields).  This series of FTIFs is called the FTIF Chain.  The
  720.    sole purpose of the RD is to determine how to forward the Pip
  721.    packet--the RD does not influence handling in any way.
  722.  
  723.    Figure 3 illustrates the decision process for forwarding the Pip
  724.    packet.
  725.  
  726.  
  727.  
  728.    Figure 3 is interpreted as follows.  The FIB is the Forwarding Infor-
  729.    mation Block.  The FIB contains all the information needed to forward
  730.    a packet, and may contain multiple next hop (for multicast).  This
  731.    information includes 1) the outgoing interface, 2) how to encapsulate
  732.    the packet, including lower-layer address(es) (the lower-layer
  733.    address(es) along with the outgoing interface determine the next hop
  734.    Pip system), 3) whether and how to tunnel, 4) how to modify the
  735.    semantics of the HD and RC, and how to modify the FTIF Offset.  The
  736.    goal of the forwarding algorithm is to reach the appropriate FIB.
  737.  
  738.    The directed lines in Figure 3 start at the RC and, through various
  739.    possible paths, reach a FIB.  These lines represent the various
  740.    information that can influence the forwarding decision (that is, the
  741.    FIB chosen).  For instance, there is no way to reach a FIB without
  742.    first examining the information in the RC.  However, it is possible
  743.    to identify a FIB by considering only the information in the RC (as
  744.    indicated by the directed line leading directly right from the RC).
  745.    Based on the information in the RC, it is also possible to determine
  746.  
  747.  
  748.  
  749. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 13]
  750.  
  751.  
  752.  
  753.  
  754.  
  755.  
  756. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  757.  
  758.  
  759.  
  760.                  +---------+(next level RC)
  761.     (decapsulate)|         |
  762.                  |         v
  763.                  |<--------RC----------------->FIB
  764.                  |        /              |       |    IF Offset)
  765.                  |       |     |
  766.                  |       |     v
  767.                  |<------|---FTIF------------->FIB
  768.                  |       |  /  :
  769.                  |       |<-   :(repeatedly...)
  770.                  |       |     :
  771.                  |       |     v
  772.                  |<------|---FTIF------------->FIB
  773.                          |  /  |
  774.                          |<-   |
  775.                          v     v
  776.                           DestID-------------->FIB
  777.  
  778.                        Figure 3:  Forwarding Process
  779.  
  780.  
  781.    that the Transit Part must be decapsulated, and 1) the RC of the next
  782.    Transit Part be processed (the line leading directly left), 2) the
  783.    FTIF indicated by the FTIF Offset is processed (the line leading down
  784.    and right), or 3) the Dest ID is processed (the line leading down and
  785.    lest).
  786.  
  787.    Likewise, when considering the value of an FTIF (in addition to all
  788.    information already considered), the resulting action may be that 1)
  789.    a FIB is identified, 2) the Transit Part is decapsulated, 3) the sub-
  790.    sequent FTIF is processed, or 4) the Dest ID is processed.
  791.  
  792.    The RC is handled similarly to the HD.  The RC Contents field indi-
  793.    cates how the RC should be interpreted.  While the RC is constructed
  794.    similarly to the HD in the sense that it consists of multiple fields,
  795.    the RC can be interpreted as a flat field in-so-far as forwarding a
  796.    Pip packet is concerned, whereas the HD cannot.
  797.  
  798.    Thus, in a mechanical sense, the RC Contents can be viewed as an
  799.    index into a table that returns a pointer to another table (an
  800.    rcTable), which is indexed by the RC itself.  (Or, the combined RC
  801.    Contents/RC can be viewed as a single large index into a single
  802.    table, etc.)
  803.  
  804.  
  805.  
  806.  
  807. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 14]
  808.  
  809.  
  810.  
  811.  
  812.  
  813.  
  814. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  815.  
  816.  
  817.    The FTIF Offset field indicates which FTIF is active.  The active
  818.    FTIF is the one that is used to index the forwarding table indicated
  819.    by the RC Contents/RC.  An FTIF Offset value of 0 means that the
  820.    first FTIF is active, an FTIF Offset value of 1 means that the second
  821.    FTIF is active, and so on.  If there are no FTIFs, then the FTIF
  822.    Offset has no meaning, and can be any value.  In this case, the RC
  823.    field itself will indicate how to forward the packet.
  824.  
  825.    The FTIF Chain is padded out to a 32-bit boundary.  Note that there
  826.    can be more than 16 bits of padding (for instance, if it is desirable
  827.    to pad out to a 64-bit boundary).  The padding is ignored upon
  828.    receipt, and can be transmitted as any value (that is, it does not
  829.    have to be any specific pattern of 0's or 1's).
  830.  
  831.    Note that a single "number" in the FTIF chain may in fact be more
  832.    than 16 bits in length.  In this case, the number can be encoded as
  833.    multiple FTIFs with no loss of generality.  It is only required that
  834.    in all cases a multiple FTIF number be distinguishable from a single
  835.    FTIF number.
  836.  
  837.  
  838.    2.2.6.  Router RD Forwarding Algorithm
  839.  
  840.    This section describes the forwarding algorithm for a Pip router.
  841.  
  842.    1.   Using the value of the RC field as an index, retrieve one of the
  843.         following instructions (steps 2 - 5) from the rcTable determined
  844.         by the RC Contents.
  845.  
  846.    2.   If the instruction is decapsulate, then decapsulate the Transit
  847.         Part and re-execute step 1 using the next Transit Part.
  848.  
  849.    3.   If the instruction is forward, then retrieve the associated For-
  850.         warding Information Block (FIB), and go to step 12.
  851.  
  852.    4.   If the instruction is to examine the Dest ID, then retrieve the
  853.         FIB associated with the Dest ID, and go to step 12.
  854.  
  855.    5.   If the instruction is to examine the FTIF Chain, then retrieve
  856.         the forwardingTable indicated by the rcTable entry, and continue
  857.         on to step 6.
  858.  
  859.    6.   Using the value of the currently active FTIF (this is the FTIF
  860.         indicated by the FTIF Offset if this is the first FTIF examined)
  861.         as an index, retrieve one or more of the following instructions
  862.  
  863.  
  864.  
  865. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 15]
  866.  
  867.  
  868.  
  869.  
  870.  
  871.  
  872. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  873.  
  874.  
  875.         (steps 7 - 10) from the forwardingTable identified in step 5 or
  876.         step 10.
  877.  
  878.    7.   If the instruction is decapsulate, then decapsulate the Pip
  879.         header and re-execute step 1 using the new header (this is the
  880.         same as step 2).
  881.  
  882.    8.   If the instruction is forward, then (possibly additionally)
  883.         retrieve the associated FIB, and go to step 12 (this is the same
  884.         as step 3).
  885.  
  886.    9.   If the instruction is to examine the Dest ID, then retrieve the
  887.         FIB associated with the Dest ID and go to step 12 (this is the
  888.         same as step 4).
  889.  
  890.    10.  If the instruction is to examine the next FTIF, then, according
  891.         to the information in the current forwardingTable entry, modify
  892.         the current FTIF and choose a new forwardingTable.
  893.  
  894.    11.  Make the next FTIF the current FTIF and go to step 6.
  895.  
  896.    12.  The FIB contains a set of potential recipients for the Pip
  897.         packet, including next hop Pip systems (both directly connected
  898.         and at the end of Pip tunnels) and the upper layer of the local
  899.         system.  Taking into consideration 1) the incoming interface, 2)
  900.         the previous hop Pip system if known (as determined by the
  901.         lower-layer source address and incoming interface), and 3)
  902.         potentially other local information (such as congestion on out-
  903.         going queues), prune the set of potential recipients.  (This may
  904.         result in no pruning having taken place or in every potential
  905.         next hop having been pruned.)
  906.  
  907.    13.  For each remaining next hop, format a Pip header by modifying a)
  908.         the RC, b) the current FTIF, c) the FTIF Offset (to point to 1)
  909.         the FTIF pointed to in the received RD, 2) the current FTIF, 3)
  910.         the Nth FTIF counting from the 0th FTIF, or 4) the Nth FTIF
  911.         counting forwards or backwards from the current FTIF) and d) any
  912.         Pip header encapsulations, according to the information in the
  913.         FIB, and transmit the packet to the recipient (either a next hop
  914.         or upper layer).
  915.  
  916.  
  917.  
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 16]
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930. INTERNET-DRAFT                 Pip Header                  February 1993
  931.  
  932.  
  933. 2.3.  Options Part
  934.  
  935.    The Option Part is formatted as shown in Figure 4.
  936.  
  937.            +===========================+
  938.            |    Options Descriptor     |     64
  939.            +===========================+
  940.            |        Option 2           |     Variable
  941.            +===========================+
  942.            |        Option 3           |     Variable
  943.            +===========================+
  944.                        .
  945.                        .
  946.                        .
  947.            +===========================+
  948.            |        Option N           |     Variable
  949.            +===========================+
  950.  
  951.                           Figure 4: Options Part
  952.  
  953.  
  954.    Every Option is at least one 32-bit word in length, and ends on a
  955.    32-bit word boundary.  Because the type of each option is known from
  956.    the Options Contents field, there is no need to indicate the option
  957.    type in the options field themselves.  Thus, there is no common for-
  958.    mat among the options--each option has its own format.  The indivi-
  959.    dual options are defined in another specification.
  960.  
  961.  
  962.  
  963.    2.3.1.  Options Descriptor
  964.  
  965.    The Options Descriptor option gives the offset of each option in the
  966.    Options Part.  The Options Descriptor consists of eight eight-bit
  967.    Option Position fields, each of which gives the position of up to
  968.    eight options (there can be no more than 8 Options Part).  Each of
  969.    the Option Position fields correspond to one of the bits in the
  970.    Options Present field.  The unit of measure of each Option Position
  971.    is 32-bit words, counting the first word of the Options Part as word
  972.    0.  The high order Option Position field corresponds to the high
  973.    order bit in the Options Present field.
  974.  
  975.  
  976.  
  977.  
  978.  
  979.  
  980.  
  981. Pip WG, Expires August 1, 1993                                 [Page 17]
  982.  
  983.  
  984.