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-ion-bcast-02.txt < prev    next >
Text File  |  1997-05-21  |  29KB  |  784 lines
  1.  
  2.  
  3. Internet-Draft                                         Timothy J. Smith,
  4.                                                         IBM Corporation.
  5.                                                      Grenville Armitage,
  6.                                                                Bellcore.
  7.                                                             May 21, 1997
  8.  
  9.  
  10.                      IP Broadcast over ATM Networks
  11.                      <draft-ietf-ion-bcast-02.txt>
  12.  
  13.  
  14. Status of this Memo
  15.  
  16.    This document was submitted to the IETF Internetworking Over NBMA
  17.    Working Group (ion).  Publication of this document does not imply
  18.    acceptance by the Internetworking Over NBMA Working Group of any
  19.    ideas expressed within.  Comments should be submitted to the
  20.    ion@nexen.com mailing list.
  21.  
  22.    Distribution of this memo is unlimited.
  23.  
  24.    This memo is an internet draft. Internet Drafts are working documents
  25.    of the Internet Engineering Task Force (IETF), its Areas, and its
  26.    Working Groups. Note that other groups may also distribute working
  27.    documents as Internet Drafts.
  28.  
  29.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  30.    "lid-abstracts.txt" listing contained in the Internet-Drafts shadow
  31.    directories on ds.internic.net (US East Coast), nic.nordu.net
  32.    (Europe), ftp.isi.edu (US West Coast), or munnari.oz.au (Pacific
  33.    Rim).
  34.  
  35. Abstract
  36.  
  37.    This memo describes how the IP multicast service being developed by
  38.    the IP over ATM working group may be used to support IP broadcast
  39.    transmission. The solution revolves around treating the broadcast
  40.    problem as a special case of multicast, where every host in the
  41.    subnet or cluster is a member of the group.
  42.  
  43.    An understanding of the services provided by RFC 2022 is assumed.
  44.  
  45.  
  46. 1.  Introduction.
  47.  
  48.  
  49.    The IETF's first step in solving the problems of running IP over
  50.    Asynchronous Transfer Mode (ATM) technology is described in RFC 1577
  51.  
  52.  
  53.  
  54. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 1]
  55.  
  56. Internet Draft                                              May 21, 1997
  57.  
  58.  
  59.    [1].  It provides for unicast communication between hosts and routers
  60.    within Logical IP Subnets (LISs), and proposes a centralized ATM ARP
  61.    Server which provides IP to ATM address resolution services to LIS
  62.    members.
  63.  
  64.    Two classes of IP service were omitted - multicast and broadcast
  65.    transmissions. Multicasting allows a single transmit operation to
  66.    cause a packet to be received by multiple remote destinations.
  67.    Broadcasting typically allows a single transmit operation to cause a
  68.    packet to be received by all IP hosts that are members of a
  69.    particular 'subnet'.
  70.  
  71.    To address the need for multicast support (represented by
  72.    transmission to IP addresses in the Class D space), the Internet-
  73.    Draft RFC 2022 ("Support for Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM
  74.    Networks") [2] was created.  This draft creates an analog of the RFC
  75.    1577 ARP Server - a new entity known as the MARS (Multicast Address
  76.    Resolution Server). The MARS operates as a centralized registry and
  77.    distribution mechanism for mappings between IP multicast addresses
  78.    and groups of ATM unicast addresses. Host behavior is also defined
  79.    for establishing and managing point to multipoint VCs, based on the
  80.    information returned by the MARS, when hosts wish to transmit packets
  81.    to a multicast group.
  82.  
  83.    This memo aims to show how RFC 2022 may be used to emulate IP
  84.    broadcast within Logical IP Subnets. While the broadcast technique
  85.    does not align itself well with the underlying point-to-point nature
  86.    of ATM, clearly, some applications will still wish to use IP
  87.    broadcasts.  Client-server applications where the client searches for
  88.    a server by sending out a broadcast is one scenario.  Routing
  89.    protocols, most notably RIP, are other examples.
  90.  
  91.  
  92. 2.  Review of Unicast and Multicast.
  93.  
  94.    Both the unicast and multicast cases take advantage of the point-to-
  95.    point and point-to-multipoint capabilities defined in the ATM Forum
  96.    UNI 3.1 document [4].  A unicast IP address has a single ATM level
  97.    destination.  Unicast transmissions occur over point to point Virtual
  98.    Channels (VCs) between the source and destination. The ARP Server
  99.    holds mappings between IP destination addresses and their associated
  100.    ATM destination address. Hosts issue an ARP_REQUEST to the ARP Server
  101.    when they wish to ascertain a particular mapping.  The ARP Server
  102.    replies with either an ARP_REPLY containing the ATM address of the
  103.    destination, or an ARP_NAK when the ARP Server is unable to resolve
  104.    the address. If the request is successful the host establishes a VC
  105.    to the destination interface. This VC is then used to forward the
  106.    first (and subsequent) packets to that particular IP destination. RFC
  107.  
  108.  
  109.  
  110. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 2]
  111.  
  112. Internet Draft                                              May 21, 1997
  113.  
  114.  
  115.    1577 describes in further detail how hosts are administratively
  116.    grouped in to Logical IP Subnets (LISs), and how the ARP Server
  117.    establishes the initial mappings for members of the LIS it serves.
  118.  
  119.    The basic host behavior for multicasting is similar - the sender must
  120.    establish and manage a point to multipoint VC whose leaf nodes are
  121.    the group's actual members. Under UNI 3.1 these VCs can only be
  122.    established and altered by the source (root) interface.
  123.  
  124.    The MARS is an evolution of the ARP Server model, and performs two
  125.    key functions.  The first function is the maintenance of a list of
  126.    ATM addresses corresponding to the members for each group.  This list
  127.    is created by a host registration process which involves two messages
  128.    - a MARS_JOIN which declares that a host wishes to join the specified
  129.    group(s), and a MARS_LEAVE which indicates that a host wishes to
  130.    leave the specified group(s).
  131.  
  132.    MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages are also redistributed to all
  133.    members of the group so that active senders may dynamically adjust
  134.    their point to multipoint VCs accordingly.
  135.  
  136.    The other major function is the retrieval of group membership from
  137.    MARS (analogous to the ARP Server providing unicast address
  138.    mappings). When faced with the need to transmit an IP packet with a
  139.    Class D destination address, a host issues a MARS_REQUEST to the
  140.    MARS. If the group has members the MARS returns a MARS_MULTI
  141.    (possibly in multiple segments) carrying a set of ATM addresses. The
  142.    host then establishes an initial point to multipoint VC using these
  143.    ATM addresses as the leaf nodes. If the MARS had no mapping it would
  144.    return a MARS_NAK.
  145.  
  146.    (RFC 2022 also discusses how the MARS can arrange for Class D groups
  147.    to be supported by either multicast servers, or meshes of point to
  148.    multipoint VCs from host to host.  However, from the host's
  149.    perspective this is transparent, and is not central to this
  150.    discussion of IP broadcast support.)
  151.  
  152.    This memo describes how a host may utilize the registration and group
  153.    management functions in an existing MARS based IP/ATM network to
  154.    emulate IP broadcasts.
  155.  
  156.  
  157. 3.  Broadcast as a special case of Multicast.
  158.  
  159.    Many of the problems that occur when implementing a broadcast
  160.    solution also occur in when implementing a multicast solution.  In
  161.    fact, broadcast may be considered a special case of multicast.  That
  162.    is, broadcast is a multicast group whose members include all members
  163.  
  164.  
  165.  
  166. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 3]
  167.  
  168. Internet Draft                                              May 21, 1997
  169.  
  170.  
  171.    in the LIS.
  172.  
  173.    There are three broadcast groups which this memo addresses:
  174.  
  175.       1) 255.255.255.255 - "All ones" broadcast
  176.  
  177.       2) x.y.z - subnet directed broadcast
  178.  
  179.       3) x.z - network directed broadcast
  180.  
  181.    Broadcast (1) is sometimes referred to as a limited broadcast to this
  182.    physical network.  Broadcast (2) is the subnet broadcast where x is
  183.    the network number, y is the subnet number, and z is the all ones
  184.    remainder of the address.  Broadcast (3) is the network broadcast
  185.    where x is the network number, and z is the all ones remainder of the
  186.    address.  One should note that while these broadcasts have different
  187.    scopes at the IP or network layer, they have precisely the same scope
  188.    at the link layer -- namely that all members of the LIS will receive
  189.    a copy.
  190.  
  191.    These addresses may be used in two environments:
  192.  
  193.       o  Broadcasting to all members of a given LIS where
  194.          a priori knowledge of a host's IP address and
  195.          subnet mask are known (e.g. the subnet directed
  196.          broadcast).
  197.  
  198.       o  Broadcasting to all members of a physical network
  199.          without knowledge of a host's IP address and
  200.          subnet mask (e.g. the all ones broadcast).
  201.  
  202.    On a broadcast medium like Ethernet, these two environments result in
  203.    the same physical destination.  That is, all stations on that network
  204.    will receive the broadcast even if they are on different logical
  205.    subnets, or are non-IP stations.  With ATM, this may not be the case.
  206.    Because ATM is non-broadcast, a registration process must take place.
  207.    And if there are stations that register to some broadcast groups, but
  208.    not others, then the different broadcast groups will have different
  209.    memberships.  The notion of broadcast becomes inconsistent.
  210.  
  211.    One case that requires the use of the all ones broadcast is that of
  212.    the diskless boot, or bootp client, where the host boots up, and does
  213.    not know its own IP address or subnet mask.  Clearly, the host does
  214.    not know which subnet it belongs to.   So, to send a broadcast to its
  215.    bootp server, the diskless workstation must use the group which
  216.    contains no subnet information, i.e. the 255.255.255.255 broadcast
  217.    group.  Carrying the example a little further, the bootp server,
  218.    after receiving the broadcast, can not send either a directed frame
  219.  
  220.  
  221.  
  222. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 4]
  223.  
  224. Internet Draft                                              May 21, 1997
  225.  
  226.  
  227.    nor a subnet directed broadcast to respond to the diskless
  228.    workstation.  Instead, the bootp server must also use the
  229.    255.255.255.255 group to communicate with the client.
  230.  
  231.    While the all ones broadcast is required at the IP layer, it also has
  232.    relevance at the link layer when deciding which broadcast group to
  233.    register with in MARS.  In other words, a bootp client wishing to
  234.    register for a link layer broadcast, can only register for
  235.    255.255.255.255 in the MARS address space because the client's subnet
  236.    is unknown at the time.  Given that some applications must use the
  237.    all ones address in MARS for their broadcast group, and that we wish
  238.    to minimize the number of broadcast groups used by LIS members, the
  239.    all ones group in MARS MUST be used by all members of the LIS when
  240.    registering to receive broadcast transmissions.  The VCC used for
  241.    transmitting any broadcast packet will be based on the members
  242.    registered in the MARS under the 255.255.255.255 address position.
  243.    This VCC will be referred to as the "broadcast channel" through the
  244.    remainder of this memo.
  245.  
  246.  
  247. 4.  The MARS role in broadcast.
  248.  
  249.    Many solutions have been proposed, some of which are listed in
  250.    Appendix A.  This memo addresses a MARS solution which appears to do
  251.    the best job of solving the broadcast problem.
  252.  
  253.    There are a number of characteristics of the MARS architecture that
  254.    should be kept intact.  They include:
  255.  
  256.    o  MARS contains no knowledge of subnet prefixes and subnet masks.
  257.       Each group address registered with MARS is managed independently.
  258.  
  259.    o  A MARS may only serve one LIS. This insures that the
  260.       broadcast group 255.255.255.255 is joined by hosts from one
  261.       LIS, keeping its scope bound to conventional interpretation.
  262.  
  263.    o  The Multicast Server (MCS) described in [2] may be used to service
  264.       the broadcast groups defined in this memo without modification.
  265.       The MCS will reduce the number of channels used by the network.
  266.  
  267.    The MARS needs no additional code or special algorithms to handle the
  268.    resolution of IP broadcast addresses. It is simply a general database
  269.    that holds {Protocol address, ATM.1, ATM.2, ... ATM.n} mappings, and
  270.    imposes no constraints on the type and length of the 'Protocol
  271.    address'. Whether the hosts view it as Class D or 'broadcast' (or
  272.    even IP) is purely a host side issue.
  273.  
  274.    It is likely that end points will want to use the IP broadcast
  275.  
  276.  
  277.  
  278. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 5]
  279.  
  280. Internet Draft                                              May 21, 1997
  281.  
  282.  
  283.    emulation described here in order to support boot time location of
  284.    the end point's IP address. This leads to the observation that the
  285.    MARS should NOT expect to see both the IP source and ATM source
  286.    address fields of the MARS_JOIN filled in.  This is reasonable, since
  287.    only the ATM source address is used when registering the end point as
  288.    a group member.
  289.  
  290.    The MARS architecture is sufficient to insure the integrity of the
  291.    broadcast group list without any modification.
  292.  
  293.  
  294. 5.  Host Requirements for Broadcast.
  295.  
  296.    The following list of bullets describes additional characteristics of
  297.    a MARS-compliant host.  These characteristics are required to take
  298.    advantage of the broadcast function.
  299.  
  300.    o  A host must register as a MARS client.
  301.  
  302.    o  A host, soon after registration MUST issue a MARS_JOIN to the
  303.       all ones broadcast address (i.e. 255.255.255.255) with the
  304.       mar$flags.layer3grp reset.
  305.  
  306.    o  When transmitting packets, the host should map all IP layer
  307.       broadcasts to the VCC (broadcast channel) created and maintained
  308.       based on the all ones entry in MARS.
  309.  
  310.    o  A host MUST monitor the MARS_JOIN/MARS_LEAVE messages
  311.       for 255.255.255.255 to keep the broadcast channel current.
  312.  
  313.    o  A broadcast channel should be torn down after a period of
  314.       inactivity.  The corresponding timeout period MAY be specified
  315.       with a minimum value of one minute, and a RECOMMENDED
  316.       default value of 20 minutes.
  317.  
  318.    One should note that while every member participating in the
  319.    broadcast MUST be a member of the all ones group, not all members
  320.    will choose to transmit broadcast information.  Some members will
  321.    only elect to receive broadcast information passively.  Therefore, in
  322.    a LIS with n stations, there may be less than n channels terminated
  323.    at each station for broadcast information.  Further reductions may be
  324.    gained by adding a Multicast Server (MCS) to the broadcast
  325.    environment which could reduce the number of VCs to two (one
  326.    incoming, one outgoing), or one for a station that only wishes to
  327.    listen.
  328.  
  329.    It is well understood that broadcasting in this environment may tax
  330.    the resources of the network and of the hosts that use it.
  331.  
  332.  
  333.  
  334. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 6]
  335.  
  336. Internet Draft                                              May 21, 1997
  337.  
  338.  
  339.    Therefore, an implementer MAY choose to provide a mechanism for
  340.    retracting the host's entry in the broadcast group after it has been
  341.    established or prior to joining the group.  The MARS_LEAVE is used to
  342.    request withdrawal from the group if the host wishes to disable
  343.    broadcast reception after it has joined the group.  The default
  344.    behavior SHALL be to join the all ones broadcast group in MARS.
  345.  
  346.  
  347. 6.  Implications of IP broadcast on ATM level resources.
  348.  
  349.    RFC 2022 discusses some of the implications of large multicast groups
  350.    on the allocation of ATM level resources, both within the network and
  351.    within end station ATM interfaces.
  352.  
  353.    The default mechanism is for IP multicasting to be achieved using
  354.    meshes of point to multipoint VCs, direct from source host to group
  355.    members. Under certain circumstances system administrators may, in a
  356.    manner completely transparent to end hosts, redirect multicast
  357.    traffic through ATM level Multicast Servers (MCSs). This may be
  358.    performed on an individual group basis.
  359.  
  360.    It is sufficient to note here that the IP broadcast 'multicast group'
  361.    will constitute the largest consumer of VCs within your ATM network
  362.    when it is active. For this reason it will probably be the first
  363.    multicast group to have one or more ATM MCSs assigned to support it.
  364.    However, there is nothing unique about an MCS assigned to support IP
  365.    broadcast traffic, so this will not be dealt with further in this
  366.    memo. RFC 2022 contains further discussion on the possible
  367.    application of multiple MCSs to provide fault-tolerant architectures.
  368.  
  369.  
  370. 7.  Further discussion.
  371.  
  372.    A point of discussion on the ip-atm forum revolved around "auto
  373.    configuration" and "diskless boot".  This memo describes a broadcast
  374.    solution that requires the use of the MARS.  Therefore, at a minimum,
  375.    the ATM address of the MARS must be manually configured into a
  376.    diskless workstation.  Suggestions such as universal channel numbers,
  377.    and universal ATM addresses have been proposed, however, no agreement
  378.    has been reached.
  379.  
  380.    Another topic for discussion is multiprotocol support.  MARS is
  381.    designed for protocol independence.  This memo specifically addresses
  382.    the IP broadcast case, identifying which addresses are most effective
  383.    in the IP address space.  However, the principals apply to any layer
  384.    3 protocol.  Further work should be performed to identify suitable
  385.    addresses for other layer 3 protocols.
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 7]
  391.  
  392. Internet Draft                                              May 21, 1997
  393.  
  394.  
  395.    Finally, there has been support voiced for a link layer broadcast
  396.    that would be independent of the layer 3 protocol.  Such a solution
  397.    may provide a simpler set of rules through which broadcast
  398.    applications may be used.  In addition, some solutions also provide
  399.    for more efficient use of VCCs.
  400.  
  401.  
  402. Security Considerations
  403.  
  404.    This memo addresses a specific use of the MARS architecture and
  405.    components to provide the broadcast function.  As such, the security
  406.    implications are no greater or less than the implications of using
  407.    any of the other multicast groups available in the multicast address
  408.    range.  Should enhancements to security be required, they would need
  409.    to be added as an extension to the base architecture in RFC 2022.
  410.  
  411.  
  412. Acknowledgments
  413.  
  414.    The apparent simplicity of this memo owes a lot to the services
  415.    provided in [2], which itself is the product of much discussion on
  416.    the IETF's IP-ATM working group mailing list.
  417.  
  418. References
  419.  
  420.    [1]  Laubach, M., "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577,
  421.    Hewlett-Packard Laboratories, December 1993.
  422.  
  423.    [2]  G. Armitage, "Support for Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM
  424.    Networks", Internet-Draft, IP over ATM Working Group, RFC 2022,
  425.    November 1995.
  426.  
  427.    [3]  S. Deering, "Host Extensions for IP Multicasting", RFC 1112,
  428.    Stanford University, August 1989.
  429.  
  430.    [4]  ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification Version
  431.    3.0", Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, September 1993.
  432.  
  433.    [5]  M. Perez, F. Liaw, D. Grossman, A. Mankin, E. Hoffman, A. Malis,
  434.    "ATM Signaling Support for IP over ATM", RFC 1755, February 1995.
  435.  
  436.  
  437.  
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  
  446. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 8]
  447.  
  448. Internet Draft                                              May 21, 1997
  449.  
  450.  
  451. Author's Address
  452.  
  453. Timothy J. Smith
  454. Network Routing Systems,
  455. International Business Machines Corporation.
  456. N21/664
  457. P.O.Box 12195
  458. Research Triangle Park, NC 27709
  459.  
  460. Phone: (919) 254-4723
  461. EMail: tjsmith@vnet.ibm.com
  462.  
  463.  
  464. Grenville Armitage
  465. Internetworking Research Group,
  466. Bellcore.
  467. 445 South Street,
  468. Morristown, NJ, 07960
  469.  
  470. Phone: (201) 829 2635
  471. Email: gja@injersey.com
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.  
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  
  497.  
  498.  
  499.  
  500.  
  501.  
  502. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997                [Page 9]
  503.  
  504. Internet Draft                                              May 21, 1997
  505.  
  506.  
  507. Appendix A.  Broadcast alternatives
  508.  
  509.    Throughout the development of this memo, there have been
  510.    a number of alternatives explored and discarded for one
  511.    reason or another.  This appendix documents these alternatives
  512.    and the reason that they were not chosen.
  513.  
  514.  
  515. A.1  ARP Server Broadcast Solutions.
  516.  
  517.    The ARP Server is a good candidate to support broadcasting.  There
  518.    is an ARP Server for every LIS.  The ARP Server contains the entire
  519.    LIS membership.  These are fundamental ingredients for the broadcast
  520.    function.
  521.  
  522.  
  523. A.1.1  Base Solution without modifications to ARP Server.
  524.  
  525.    One may choose as an existing starting point to use only what is
  526.    available in RFC 1577.  That is, a host can easily calculate the
  527.    range of members in its LIS based on its own IP address and
  528.    subnet mask.  The host can then issue an ARP Request for every
  529.    member of the LIS.  With this information, the host can then
  530.    set up point-to-point connections with all members, or can set
  531.    up a point-to-multipoint connection to all members.  There you have
  532.    it, the poor man's broadcast.
  533.  
  534.    While this solution is very straight forward, it suffers from a number
  535.    of problems.
  536.  
  537.    o  The load on the ARP Server is very large.  If all stations on
  538.       a LIS choose to implement broadcasting, the initial surge of
  539.       ARP Requests will be huge.  Some sort of slow start sequence
  540.       would be needed.
  541.  
  542.    o  The amount of resource required makes this a non-scalable
  543.       solution.  The authors believe that broadcasting will require
  544.       an MCS to reduce the number of channel resources
  545.       required to support each broadcast 'group'.  Using the ARP
  546.       Server in this manner does not allow an MCS
  547.       to be transparently introduced. (Basic RFC1577 interfaces
  548.       also do not implement the extended LLC/SNAP encapsulation
  549.       required to safely use more than one MCS).
  550.  
  551.    o  The diskless boot solution can not function in this environment
  552.       because it may be unable to determine which subnet to which
  553.       it belongs.
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997               [Page 10]
  559.  
  560. Internet Draft                                              May 21, 1997
  561.  
  562.  
  563. A.1.2  Enhanced ARP Server solution.
  564.  
  565.    This solution is similar to the base solution except that it
  566.    takes some of the (MARS) multicast solution and embeds it in the
  567.    ARP Server.  The first enhancement is to add the MARS_MULTI
  568.    command
  569.    to the set of opcodes that the ARP Server supports.  This would
  570.    allow a host to issue a single request, and to get back the
  571.    list of members in one or more MARS_REPLY packets.  Rather
  572.    than have a registration mechanism, the ARP Server could simply
  573.    use the list of members that have already been registered.  When
  574.    a request comes in for the subnet broadcast address,
  575.    the ARP Server would aggregate the list, and
  576.    send the results to the requester.
  577.  
  578.    This suffers from two drawbacks.
  579.  
  580.    1)  Scalability with regard to number of VCs is still an issue.
  581.        One would eventually need to add in some sort of multicast
  582.        server solution to the ARP Server.
  583.  
  584.    2)  The diskless boot scenario is still broken.  There is no
  585.        way for a station to perform a MARS_MULTI without first
  586.        knowing its IP address and subnet mask.
  587.  
  588.    The diskless boot problem could be solved by adding to the
  589.    ARP Server a registration process where anyone could register
  590.    to the 255.255.255.255 address.  These changes would make
  591.    the ARP Server look more and more like MARS.
  592.  
  593.  
  594. A.2  MARS Solutions.
  595.  
  596.    If we wish to keep the ARP Server constant as described in
  597.    RFC 1577, the alternative is to use the Multicast Address
  598.    Resolution Server (MARS) described in [2].
  599.  
  600.    MARS has three nice features for broadcasting.
  601.  
  602.    1)  It has a generalized registration approach which allows
  603.        for any address to have a group of entities registered.
  604.        So, if the subnet address is not known, a host can
  605.        register for an address that is known (e.g. 255.255.255.255).
  606.  
  607.    2)  The command set allows for lists of members to be passed
  608.        in a single MARS_MULTI packet.   This reduces traffic.
  609.  
  610.    3)  MARS contains an architecture for dealing with the
  611.  
  612.  
  613.  
  614. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997               [Page 11]
  615.  
  616. Internet Draft                                              May 21, 1997
  617.  
  618.  
  619.        scalability issues.  That is, Multicast Servers (MCSs)
  620.        may be used to set up the point-to-multipoint channels
  621.        and reduce the number of channels that a host needs to
  622.        set up to one.  Hosts wishing to broadcast will instead
  623.        send the packet to the MCS who will then forward it to
  624.        all members of the LIS.
  625.  
  626.  
  627. A.2.1.  Subnet Broadcast solution.
  628.  
  629.    One of the earliest solutions was to simply state that broadcast
  630.    support would be implemented by using a single multicast group --
  631.    namely, the subnet broadcast address group.
  632.    All members of a LIS would
  633.    be required to register to this address, and use it as required.
  634.    A host wishing to use either the 255.255.255.255 broadcast, or the
  635.    network broadcast addresses would internally map the VC to the
  636.    subnet broadcast VC.  The all ones and network broadcast addresses
  637.    would exist on MARS, but would be unused.
  638.  
  639.    The problem with this approach goes back to the diskless workstation
  640.    problem.  Because the workstation may not know which subnet it
  641.    belongs to, it doesn't know which group to register with.
  642.  
  643.  
  644. A.2.2.  All one's first, subnet broadcast second
  645.  
  646.    This solution acknowledges that the diskless boot problem requires
  647.    a generic address (one that does not contain subnet information) to
  648.    register with and to use until subnet knowledge is known.  In essence,
  649.    all stations first register to the 255.255.255.255 group, then as
  650.    they know their subnet information, they could optionally de-register
  651.    from the all one's group and register to the subnet broadcast group.
  652.  
  653.    This solution would appear to solve a couple of problems:
  654.  
  655.    1)  The bootp client can function if the server remains
  656.        registered to the all one's group continuously.
  657.  
  658.    2)  There will be less traffic using the all ones group
  659.        because the preferred transactions will be on the
  660.        subnet broadcast channel.
  661.  
  662.    Unfortunately the first bullet contains a flaw.  Namely that the
  663.    server must continually be registered to two groups -- the all ones
  664.    group and the subnet broadcast group.  If this server has multiple
  665.    processes that are running different IP applications, it may be
  666.    difficult for the link layer to know which broadcast VC to use.
  667.  
  668.  
  669.  
  670. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997               [Page 12]
  671.  
  672. Internet Draft                                              May 21, 1997
  673.  
  674.  
  675.    If it always uses the all ones, then it will be missing members
  676.    that have removed themselves from the all ones and have registered
  677.    to the subnet broadcast.  If it always uses the subnet broadcast
  678.    group, the diskless boot scenario gets broken.  While making the
  679.    decision at the link layer may require additional control flows
  680.    be built into the path, it may also require the rewriting of
  681.    application software.
  682.  
  683.    In some implementations, a simple constant is used to indicate
  684.    to the link layer that this packet is to be transmitted to the
  685.    broadcast "MAC" address.  The assumption is that the physical
  686.    network broadcast and the logical protocol broadcast are one
  687.    and the same.  As pointed out earlier, this is not the case
  688.    with ATM.  Therefore applications would need to specifically
  689.    identify the subnet broadcast group address to take advantage
  690.    of the smaller group.
  691.  
  692.    These problems could be solved in a number of ways, but it was
  693.    thought that they added unnecessarily to the complexity of the
  694.    broadcast solution.
  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.  
  725.  
  726. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997               [Page 13]
  727.  
  728. Internet Draft                                              May 21, 1997
  729.  
  730.  
  731. Appendix B.  Should MARS Be Limited to a Single LIS?
  732.  
  733.    RFC 2022 explicitly states that a network administrator MUST
  734.    ensure that each LIS is served by a separate MARS, creating
  735.    a one-to-one mapping between cluster and a unicast LIS.
  736.    But, it also mentions that relaxation of this restriction MAY
  737.    occur after future research warrants it.  This appendix discusses
  738.    some to the potential implications to broadcast should this
  739.    restriction be removed.
  740.  
  741.    The most obvious change would be that the notion of a cluster
  742.    would span more than one LIS.  Therefore, the broadcast group of
  743.    255.255.255.255 would contain members from more than one LIS.
  744.  
  745.    It also should be emphasized that the one LIS limitation
  746.    is not a restriction of the MARS architecture.  Rather,
  747.    it is only enforced if an administrator chooses to do so.
  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.  
  781.  
  782. Smith, Armitage        Expires November 21, 1997               [Page 14]
  783.  
  784.