home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / drafts / draft_ietf_i / draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt < prev    next >
Text File  |  1996-12-23  |  29KB  |  782 lines
  1. Internet Engineering Task Force Inter-Domain Multicast Routing Working Group
  2. INTERNET-DRAFT                                                     W. Fenner
  3. draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt                             Xerox PARC
  4.                                                                    S. Casner
  5.                                                             Precept Software
  6.                                                            November 26, 1996
  7.                                                             Expires: 3/31/97
  8.  
  9.  
  10.                A "traceroute" facility for IP Multicast.
  11.  
  12. Status of this Memo
  13.  
  14. This document is an Internet Draft.   Internet Drafts are working  docu-
  15. ments of the Internet Engineering  Task Force (IETF), its  Areas, and
  16. its  Working Groups.   Note that other  groups may also  distribute
  17. working documents  as Internet Drafts.
  18.  
  19. Internet Drafts  are draft  documents valid  for a  maximum of  six
  20. months.  Internet Drafts may be  updated, replaced, or  obsoleted by
  21. other  documents at any time.   It  is not appropriate  to use Internet
  22. Drafts as  reference material or  to cite  them  other than  as a
  23. "working  draft" or  "work  in progress."
  24.  
  25. To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  26. "1id-abstracts.txt" listing contained in the Internet-Drafts Shadow
  27. Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net (Europe),
  28. munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East Coast), or
  29. ftp.isi.edu (US West Coast).
  30.  
  31. Distribution of this document is unlimited.
  32.  
  33.                                 Abstract
  34.  
  35.      This draft describes the IGMP multicast traceroute facility.  As
  36.      the deployment of IP multicast has spread, it has become clear that
  37.      a method for tracing the route that a multicast IP packet takes
  38.      from a source to a particular receiver is absolutely required.
  39.      Unlike unicast traceroute, multicast traceroute requires a special
  40.      packet type and implementation on the part of routers.  This
  41.      specification describes the required functionality.
  42.  
  43. This document is a product of the Inter-Domain Multicast Routing working
  44. group within the Internet Engineering Task Force.  Comments are soli-
  45. cited and should be addressed to the working group's mailing list at
  46. idmr@cs.ucl.ac.uk and/or the author(s).
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 1]
  53.  
  54. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  55.  
  56.  
  57. 1.  Introduction
  58.  
  59. The unicast "traceroute" program allows the tracing of a path from one
  60. machine to another, using mechanisms that already existed in IP.  Unfor-
  61. tunately, no such existing mechanisms can be applied to IP multicast
  62. paths. The key mechanism for unicast traceroute is the ICMP TTL exceeded
  63. message, which is specifically precluded as a response to multicast
  64. packets.  Thus, we specify the multicast "traceroute" facility to be
  65. implemented in multicast routers and accessed by diagnostic programs.
  66. While it is a disadvantage that a new mechanism is required, the multi-
  67. cast traceroute facility can provide additional information about packet
  68. rates and losses that the unicast traceroute cannot, and generally
  69. requires fewer packets to be sent.
  70.  
  71. Goals:
  72.  
  73. +    To be able to trace the path that a packet would take from some
  74.      source to some destination.
  75.  
  76. +    To be able to isolate packet loss problems (e.g., congestion).
  77.  
  78. +    To be able to isolate configuration problems (e.g., TTL threshold).
  79.  
  80. +    To minimize packets sent (e.g. no flooding, no implosion).
  81.  
  82. 2.  Overview
  83.  
  84. Tracing from a source to a multicast destination is hard, since you
  85. don't know down which branch of the multicast tree the destination lies.
  86. This means that you have to flood the whole tree to find the path from
  87. one source to one destination.  However, walking up the tree from desti-
  88. nation to source is easy, as all existing multicast routing protocols
  89. know the previous hop for each source.  Tracing from destination to
  90. source can involve only routers on the direct path.
  91.  
  92. The party requesting the traceroute (which need be neither the source
  93. nor the destination) sends a traceroute Query packet to the last-hop
  94. multicast router for the given destination.  The last-hop router turns
  95. the Query into a Request packet by adding a response data block contain-
  96. ing its interface addresses and packet statistics, and then forwards the
  97. Request packet via unicast to the router that it believes is the proper
  98. previous hop for the given source.  Each hop adds its response data to
  99. the end of the Request packet, then unicast forwards it to the previous
  100. hop.  The first hop router (the router that believes that packets from
  101. the source originate on one of its directly connected networks) changes
  102. the packet type to indicate a Response packet and sends the completed
  103. response to the response destination address.  The response may be
  104. returned before reaching the first hop router if a fatal error condition
  105.  
  106.  
  107.  
  108. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 2]
  109.  
  110. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  111.  
  112.  
  113. such as "no route" is encountered along the path.
  114.  
  115. 3.  Multicast Traceroute header
  116.  
  117. The header for all multicast traceroute packets is as follows:
  118.  
  119.  0                   1                   2                   3
  120.  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  121. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  122. |    IGMP Type  |    # hops     |           checksum            |
  123. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  124. |                  Multicast Group Address                      |
  125. +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
  126. |                     Source Address                            |
  127. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  128. |                   Destination Address                         |
  129. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  130. |                     Response Address                          |
  131. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  132. |    resp ttl   |               Query ID                        |
  133. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  134.  
  135.  
  136. 3.1.  IGMP Type: 8 bits
  137.  
  138.      The IGMP type field is defined to be 0x1F for traceroute queries
  139.      and requests.  The IGMP type field is changed to 0x1E when the
  140.      packet is completed and sent as a response from the first hop
  141.      router to the querier.  Two codes are required so that multicast
  142.      routers won't attempt to process a completed response in those
  143.      cases where the initial query was issued from a router or the
  144.      response is sent via multicast.
  145.  
  146. 3.2.  # hops: 8 bits
  147.  
  148.      This field specifies the maximum number of hops that the requester
  149.      wants to trace.  If there is some error condition in the middle of
  150.      the path that keeps the traceroute request from reaching the
  151.      first-hop router, this field can be used to perform an expanding-
  152.      length search to trace the path to just before the problem.
  153.  
  154. 3.3.  Checksum: 16 bits
  155.  
  156.      This is the standard IGMP checksum.
  157.  
  158. 3.4.  Group address
  159.  
  160.      This field specifies the group address to be traced, or zero if no
  161.  
  162.  
  163.  
  164. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 3]
  165.  
  166. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  167.  
  168.  
  169.      group-specific information is desired.  Note that non-group-
  170.      specific traceroutes may not be possible with certain multicast
  171.      routing protocols.
  172.  
  173. 3.5.  Source address
  174.  
  175.      This field specifies the IP address of the multicast source for the
  176.      path being traced.  The traceroute request proceeds hop-by-hop from
  177.      the intended multicast receiver towards this source.
  178.  
  179. 3.6.  Destination address
  180.  
  181.      This field specifies the IP address of the multicast receiver for
  182.      the path being traced.  The trace starts at this destination and
  183.      proceeds toward the source.
  184.  
  185. 3.7.  Response Address
  186.  
  187.      This field specifies where the completed traceroute response packet
  188.      gets sent.  It can be a unicast address or a multicast address, as
  189.      explained in section 6.2.
  190.  
  191. 3.8.  resp ttl: 8 bits
  192.  
  193.      This field specifies the TTL at which to multicast the response, if
  194.      the response address is a multicast address.
  195.  
  196. 3.9.  Query ID: 24 bits
  197.  
  198.      This field is used as a unique identifier for this traceroute
  199.      request so that duplicate or delayed responses may be detected and
  200.      to minimize collisions when a multicast response address is used.
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 4]
  221.  
  222. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  223.  
  224.  
  225.  
  226. 4.  Response data
  227.  
  228. Each router adds a "response data" segment to the traceroute packet  be-
  229. fore it forwards it on.  The response data looks like this:
  230.  
  231.  0                   1                   2                   3
  232.  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  233. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  234. |                      Query Arrival Time                       |
  235. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  236. |                  Incoming Interface Address                   |
  237. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  238. |                  Outgoing Interface Address                   |
  239. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  240. |                 Previous-Hop Router Address                   |
  241. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  242. |           Input packet count on incoming interface            |
  243. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  244. |           Output packet count on outgoing interface           |
  245. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  246. |      Total number of packets for this source-group pair       |
  247. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  248. | Rtg Protocol  |    FwdTTL     |MBZ| Src Mask  | ForwardingErr |
  249. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  250.  
  251.  
  252. 4.1.  Query Arrival Time
  253.  
  254.      The Query Arrival Time is a 32-bit NTP timestamp specifying the
  255.      arrival time of the traceroute request packet at this router.  The
  256.      32-bit form of an NTP timestamp consists of the middle 32 bits of
  257.      the full 64-bit form; that is, the low 16 bits of the integer part
  258.      and the high 16 bits of the fractional part.
  259.  
  260. 4.2.  Incoming Interface Address
  261.  
  262.      This field specifies the address of the interface on which packets
  263.      from this source are expected to arrive, or 0 if unknown.
  264.  
  265. 4.3.  Outgoing Interface Address
  266.  
  267.      This field specifies the address of the interface on which packets
  268.      from this source flow to the specified destination, or 0 if unk-
  269.      nown.
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 5]
  277.  
  278. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  279.  
  280.  
  281. 4.4.  Previous-Hop Router Address
  282.  
  283.      This field specifies the router from which this router expects
  284.      packets from this source, or 0 if unknown.
  285.  
  286. 4.5.  Input packet count on incoming interface
  287.  
  288.      This field contains the number of multicast packets received for
  289.      all groups and sources on the incoming interface, or 0xffffffff if
  290.      no count can be reported.
  291.  
  292. 4.6.  Output packet count on outgoing interface
  293.  
  294.      This field contains the number of multicast packets that have been
  295.      transmitted for all groups and sources on the outgoing interface,
  296.      or 0xffffffff if no count can be reported.
  297.  
  298. 4.7.  Total number of packets for this source-group pair
  299.  
  300.      This field counts the number of packets from the specified source
  301.      forwarded by this router to the specified group, or 0xffffffff if
  302.      no count can be reported.
  303.  
  304. 4.8.  Rtg Protocol: 8 bits
  305.  
  306.      This field describes the routing protocol in use between this
  307.      router and the previous-hop router.  Specified values include:
  308.  
  309.      1 - DVMRP
  310.      2 - MOSPF
  311.      3 - PIM
  312.      4 - CBT
  313.      5 - PIM using special routing table
  314.      6 - PIM using a static route
  315.      7 - DVMRP using a static route
  316.  
  317. 4.9.  FwdTTL: 8 bits
  318.  
  319.      This field contains the TTL that a packet is required to have
  320.      before it will be forwarded over the outgoing interface.
  321.  
  322. 4.10.  Src Mask: 6 bits
  323.  
  324.      This field contains the number of 1's in the netmask this router
  325.      has for the source (i.e. a value of 24 means the netmask is
  326.      0xffffff00)
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 6]
  333.  
  334. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  335.  
  336.  
  337. 4.11.  ForwardingErr: 8 bits
  338.  
  339.      This field contains a forwarding error code.  Specified values
  340.      include:
  341.  
  342.  
  343.      0x00    No error
  344.      0x01    Traceroute request arrived on an interface
  345.              to which this router would not forward
  346.              for this source,group,destination.
  347.      0x02    This router has sent a prune upstream for the group.
  348.      0x03    This router has stopped forwarding in response to a
  349.              request from the next hop router.
  350.      0x04    The group is subject to administrative scoping at this hop.
  351.      0x05    This router has no route for the source.
  352.      0x07    This router is not forwarding this source,group
  353.              for an unspecified reason.
  354.      0x08    Reached Rendez-vous Point or Core
  355.      0x09    Traceroute request arrived on the expected
  356.              RPF interface for this source,group.
  357.      0x0A    Traceroute request arrived on an interface which
  358.              is not enabled for multicast.
  359.      0x81    There was not enough room to insert another response data block
  360.              in the packet.
  361.      0x82    The next hop router does not understand traceroute requests.
  362.      0x83    Traceroute is administratively prohibited.
  363.  
  364.  
  365.      Note that if a router discovers there is not enough room in a
  366.      packet to insert its response, it puts the 0x81 error code in the
  367.      previous router's ForwardingErr field, overwriting any error the
  368.      previous router placed there.  It is expected that a multicast tra-
  369.      ceroute client, upon receiving this error, will restart the trace
  370.      at the last hop listed in the packet.
  371.  
  372.      The 0x80 bit of the ForwardingErr code is used to indicate a fatal
  373.      error.  A fatal error is one where the router may know the previous
  374.      hop but cannot forward the message to it.
  375.  
  376. 5.  Router Behavior
  377.  
  378. All of these actions are performed in addition to (NOT instead of) for-
  379. warding the packet, if applicable.  E.g. a multicast packet that has TTL
  380. remaining MUST still get forwarded.
  381.  
  382. 5.1.  Traceroute Query
  383.  
  384.      Upon receiving a traceroute Query message (a request with no
  385.  
  386.  
  387.  
  388. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 7]
  389.  
  390. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  391.  
  392.  
  393.      response blocks filled in), a router must examine the traceroute
  394.      request to see if it is the proper last-hop router for the destina-
  395.      tion address in the packet.  It is the proper last-hop router if it
  396.      has a multicast-capable interface on the same subnet as the Desti-
  397.      nation Address and is the router that would forward traffic from
  398.      the given source onto that subnet.  It is also the proper last-hop
  399.      router if the Destination Address is the address of one of its
  400.      interfaces and either it is the router that would forward traffic
  401.      from the given source onto that subnet or there is no other router
  402.      on that subnet.
  403.  
  404.      A router may receive a traceroute Query message via either unicast
  405.      or multicast.  If received via multicast and it determines that it
  406.      is not the proper last-hop router, the packet should be silently
  407.      dropped.  If received via unicast and it determines that it is not
  408.      the proper last-hop router, a response block with an error code of
  409.      0x1 must be inserted and the response forwarded to the response
  410.      address as described below.  If the router knows which router is
  411.      the correct last-hop router, it puts that router's address in the
  412.      "Previous Hop" field of the response.
  413.  
  414.      When a router receives a traceroute request with no response blocks
  415.      and it determines that it is the proper last-hop router, it inserts
  416.      a response block and forwards the traceroute request towards the
  417.      router that it expects to be the previous hop for this source and
  418.      group (or, if no group is specified, the previous hop for this
  419.      source).
  420.  
  421. 5.2.  Traceroute Request
  422.  
  423.      When a router receives a traceroute request with some number of
  424.      response blocks filled in, it first checks the interface from which
  425.      it received the traceroute request.  If the reception interface is
  426.      not one to which the router would forward data from the source, an
  427.      error code of 0x1 is noted and processing continues.  If the recep-
  428.      tion interface is the interface from which the router would expect
  429.      data to arrive from the source, an error code of 0x9 is noted and
  430.      processing continues.  If it receives a traceroute Request with
  431.      some number of response blocks filled in and the packet destination
  432.      is a multicast address, it must silently drop the packet.  If a
  433.      router has no way to determine a route for the source, an error
  434.      code of 0x5 is noted and processing continues.  The router fills in
  435.      as many fields as possible in the response packet, and then for-
  436.      wards the packet on or returns it to the requester.  If the
  437.      Previous-hop router is known for the source and group (or, if no
  438.      group is specified, the previous-hop router for the source) and the
  439.      number of response blocks is less than the number requested, the
  440.      packet is forwarded to that router.  Otherwise, it is sent to the
  441.  
  442.  
  443.  
  444. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 8]
  445.  
  446. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  447.  
  448.  
  449.      Response Address in the header, with the indicated TTL if the
  450.      Response Address is a multicast address.
  451.  
  452. 5.3.  Traceroute response
  453.  
  454.      A router must forward all traceroute response packets normally,
  455.      with no special processing.
  456.  
  457. 5.4.  Sending Traceroute Responses
  458.  
  459. 5.4.1.  Destination Address
  460.  
  461.      A traceroute response must be sent to the Response Address in the
  462.      traceroute header.
  463.  
  464. 5.4.2.  TTL
  465.  
  466.      If the Response Address is unicast, the router inserts its normal
  467.      unicast TTL in the IP header.  If the Response Address is multi-
  468.      cast, the router copies the Response TTL from the traceroute header
  469.      into the IP header.
  470.  
  471. 5.4.3.  Source Address
  472.  
  473.      If the Response Address is unicast, the router may use any of its
  474.      interface addresses as the source address, preferring globally
  475.      routable addresses.  If the Response Address is multicast, the
  476.      router MUST use a globally routable source address, if it has one.
  477.      If the router does not have a globally routable address attached to
  478.      any interface, then it SHOULD NOT try to send a multicast response.
  479.  
  480. 5.4.4.  Sourcing Multicast Responses
  481.  
  482.      When a router sources a multicast response, the response packet
  483.      MUST be forwarded as if it were received on the outgoing interface.
  484.  
  485. 6.  Using multicast traceroute
  486.  
  487. <<Need a section on expected client behavior (one or two attempts with
  488. high hop count, then a search of some kind, then statistics later)>>
  489. Several problems may arise when attempting to use multicast traceroute.
  490.  
  491. 6.1.  Last hop router
  492.  
  493.      The traceroute querier may not know which is the last hop router,
  494.      or that router may be behind a firewall that blocks unicast packets
  495.      but passes multicast packets.  In these cases, the traceroute
  496.      request should be multicasted to the group being traced (since the
  497.  
  498.  
  499.  
  500. Casner, Fenner             Expires March 1997                   [Page 9]
  501.  
  502. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  503.  
  504.  
  505.      last hop router listens to that group).  All routers except the
  506.      correct last hop router should ignore any multicast traceroute
  507.      request received via multicast.  Traceroute requests which are mul-
  508.      ticasted to the group being traced must include the Router Alert IP
  509.      option [Katz96].
  510.  
  511.      If the traceroute querier is attached to the same router as the
  512.      destination of the request, the traceroute request may be multi-
  513.      casted to 224.0.0.2 (ALL-ROUTERS.MCAST.NET) if the last-hop router
  514.      is not known.
  515.  
  516. 6.2.  First hop router
  517.  
  518.      The traceroute querier may not be unicast reachable from the first
  519.      hop router.  In this case, the querier should set the traceroute
  520.      response address to a multicast address, and should set the
  521.      response TTL to a value sufficient for the response from the first
  522.      hop router to reach the querier.  It may be appropriate to start
  523.      with a small TTL and increase in subsequent attempts until a suffi-
  524.      cient TTL is reached, up to an appropriate maximum (such as 192).
  525.  
  526.      The IANA has assigned 224.0.1.32, MTRACE.MCAST.NET, as the default
  527.      multicast group for multicast traceroute responses.  Other groups
  528.      may be used if needed, e.g. when using mtrace to diagnose problems
  529.      with the IANA-assigned group.
  530.  
  531. 6.3.  Broken intermediate router
  532.  
  533.      A broken intermediate router might simply not understand traceroute
  534.      packets, and drop them.  The querier would then get no response at
  535.      all from its traceroute requests.  It should then perform a hop-
  536.      by-hop search by setting the number of responses field until it
  537.      gets a response (both linear and binary search are options, but
  538.      binary is likely to be slower because a failure requires waiting
  539.      for a timeout).
  540.  
  541. 6.4.  Trace termination
  542.  
  543.      When performing an expanding hop-by-hop trace, it is necessary to
  544.      determine when to stop expanding.
  545.  
  546. 6.4.1.  Arriving at source
  547.  
  548.      A trace can be determined to have arrived at the source if the last
  549.      router in the trace has an interface on the same subnet as the
  550.      source.  (***BAD HEURISTIC***!  A router might have secondary sub-
  551.      nets attached to it but not have an address on any of those sub-
  552.      nets) <<Maybe a "previous hop" of 0xffffffff needs to mean "arrived
  553.  
  554.  
  555.  
  556. Casner, Fenner             Expires March 1997                  [Page 10]
  557.  
  558. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  559.  
  560.  
  561.      at source">>
  562.  
  563. 6.4.2.  Fatal Error
  564.  
  565.      A trace has encountered a fatal error if the last Forwarding Error
  566.      in the trace has the 0x80 bit set.
  567.  
  568. 6.4.3.  No Previous Hop
  569.  
  570.      A trace can not continue if the last Previous Hop in the trace is
  571.      set to 0.
  572.  
  573. 7.  Problem Diagnosis
  574.  
  575. 7.1.  Forwarding Inconsistencies
  576.  
  577.      The forwarding error code can tell if a group is unexpectedly
  578.      pruned or administratively scoped.
  579.  
  580. 7.2.  TTL problems
  581.  
  582.      By taking the maximum of (hops from source + forwarding TTL thres-
  583.      hold) over all hops, you can discover the TTL required for the
  584.      source to reach the destination.
  585.  
  586. 7.3.  Congestion
  587.  
  588.      By taking two traces, you can find packet loss information by com-
  589.      paring the difference in input packet counts to the difference in
  590.      output packet counts at the previous hop.  On a point-to-point
  591.      link, any difference in these numbers implies packet loss.  Since
  592.      the packet counts may be changing as the trace query is propagat-
  593.      ing, there may be small errors (off by 1 or 2) in these statistics.
  594.      However, these errors will not accumulate if multiple traces are
  595.      taken to expand the measurement period.  On a shared link, the
  596.      count of input packets can be larger than the number of output
  597.      packets at the previous hop, due to other routers or hosts on the
  598.      link injecting packets.  This appears as "negative loss" which may
  599.      mask real packet loss.
  600.  
  601.      In addition to the counts of input and output packets for all mul-
  602.      ticast traffic on the interfaces, the response data includes a
  603.      count of the packets forwarded by a node for the specified source-
  604.      group pair.  Taking the difference in this count between two traces
  605.      and then comparing those differences between two hops gives a meas-
  606.      ure of packet loss just for traffic from the specified source to
  607.      the specified receiver via the specified group.  This measure is
  608.      not affected by shared links.
  609.  
  610.  
  611.  
  612. Casner, Fenner             Expires March 1997                  [Page 11]
  613.  
  614. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  615.  
  616.  
  617.      On a point-to-point link that is a multicast tunnel, packet loss is
  618.      usually due to congestion in unicast routers along the path of that
  619.      tunnel.  On native multicast links, loss is more likely in the out-
  620.      put queue of one hop, perhaps due to priority dropping, or in the
  621.      input queue at the next hop.  The counters in the response data do
  622.      not allow these cases to be distinguished.  Differences in packet
  623.      counts between the incoming and outgoing interfaces on one node
  624.      cannot generally be used to measure queue overflow in the node
  625.      because some packets may be routed only to or from other interfaces
  626.      on that node.
  627.  
  628.      In the multicast extensions for SunOS 4.1.x from Xerox PARC, both
  629.      the output packet count and the packet forwarding count for the
  630.      source-group pair are incremented before priority dropping for rate
  631.      limiting occurs and before the packets are put onto the interface
  632.      output queue which may overflow.  These drops will appear as (posi-
  633.      tive) loss on the link even though they occur within the router.
  634.  
  635.      In release 3.3/3.4 of the UNIX multicast extensions, a multicast
  636.      packet generated on a router will be counted as having come in an
  637.      interface even though it did not.  This can create the appearance
  638.      of negative loss even on a point-to-point link.
  639.  
  640.      In releases up through 3.5/3.6, packets were not counted as input
  641.      on an interface if the reverse-path forwarding check decided that
  642.      the packets should be dropped.  That causes the packets to appear
  643.      as lost on the link if they were output by the upstream hop.  This
  644.      situation can arise when two routers on the path for the group
  645.      being traced are connected by a shared link, and the path for some
  646.      other group does not flow between those two routers because the
  647.      downstream router receives packets for the other group on another
  648.      interface, but the upstream router is the elected forwarder to
  649.      other routers or hosts on the shared link.
  650.  
  651. 7.4.  Link Utilization
  652.  
  653.      Again, with two traces, you can divide the difference in the input
  654.      or output packet counts at some hop by the difference in time
  655.      stamps from the same hop to obtain the packet rate over the link.
  656.      If the average packet size is known, then the link utilization can
  657.      also be estimated to see whether packet loss may be due to the rate
  658.      limit or the physical capacity on a particular link being exceeded.
  659.  
  660. 7.5.  Time delay
  661.  
  662.      If the routers have synchronized clocks, it is possible to estimate
  663.      propagation and queueing delay from the differences between the
  664.      timestamps at successive hops.
  665.  
  666.  
  667.  
  668. Casner, Fenner             Expires March 1997                  [Page 12]
  669.  
  670. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  671.  
  672.  
  673. 8.  Acknowledgments
  674.  
  675. This specification started largely as a transcription of Van Jacobson's
  676. slides from the 30th IETF, and the implementation in mrouted 3.3 by Ajit
  677. Thyagarajan.  Van's original slides credit Steve Casner, Steve Deering,
  678. Dino Farinacci and Deb Agrawal.  A multicast traceroute client, mtrace,
  679. has been implemented by Ajit Thyagarajan, Steve Casner and Bill Fenner.
  680.  
  681. 9.  Security Considerations
  682.  
  683. Security issues are not discussed in this memo.  <<Topology discovery>>
  684. <<Traffic rates>>
  685.  
  686. 10.  References
  687.  
  688. Katz96         Katz, D., "IP Router Alert Option," RFC XXXX, Cisco Sys-
  689.                tems, April 1996.
  690.  
  691.  
  692.  
  693.  
  694.  
  695.  
  696.  
  697.  
  698.  
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.  
  705.  
  706.  
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719.  
  720.  
  721.  
  722.  
  723.  
  724. Casner, Fenner             Expires March 1997                  [Page 13]
  725.  
  726. Internet Draft   draft-ietf-idmr-traceroute-ipm-01.txt     November 1996
  727.  
  728.  
  729. 11.  Authors' Addresses
  730.  
  731.    William C. Fenner
  732.    Xerox PARC
  733.    3333 Coyote Hill Road
  734.    Palo Alto, CA 94304
  735.    Phone: +1 415 812 4816
  736.    Email: fenner@parc.xerox.com
  737.  
  738.    Stephen L. Casner
  739.    Precept Software, Inc.
  740.    21580 Stevens Creek Blvd, Suite 207
  741.    Cupertino, CA 95014
  742.    Email: casner@precept.com
  743.  
  744.  
  745.  
  746.  
  747.  
  748.  
  749.  
  750.  
  751.  
  752.  
  753.  
  754.  
  755.  
  756.  
  757.  
  758.  
  759.  
  760.  
  761.  
  762.  
  763.  
  764.  
  765.  
  766.  
  767.  
  768.  
  769.  
  770.  
  771.  
  772.  
  773.  
  774.  
  775.  
  776.  
  777.  
  778.  
  779.  
  780. Casner, Fenner             Expires March 1997                  [Page 14]
  781.  
  782.