home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / drafts / draft_n_r / draft-rfced-info-buddenberg-00.txt < prev    next >
Text File  |  1997-09-24  |  55KB  |  1,189 lines

  1.  
  2. INTERNET DRAFT        EXPIRES MARCH 1998        INTERNET DRAFT
  3.  
  4. Rex Buddenberg
  5. Editor
  6.  
  7. Automated Digital Network System Description
  8. <draft-rfced-info-buddenberg-00.txt>
  9.  
  10. Status of This Memo
  11.  
  12. This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  13. documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its areas,
  14. and its working groups.  Note that other groups may also distribute
  15. working documents as Internet-Drafts.
  16.  
  17. Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
  18. and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
  19. time.  It is inappropriate to use Internet- Drafts as reference
  20. material or to cite them other than as "work in progress."
  21.  
  22. To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  23. "1id-abstracts.txt" listing contained in the Internet- Drafts Shadow
  24. Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net (Europe),
  25. munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East Coast), or
  26. ftp.isi.edu (US West Coast).
  27.  
  28. Distribution of this document is unlimited.
  29.  
  30.  
  31. Contributing Authors
  32.  
  33. The following are the authors of the description.  This work compiled
  34. and digested internal notes, in-house training materials and several
  35. conversations with the NRaD engineers.  The material of this memo was
  36. used as a chapter in each of these students' theses:
  37.  
  38. Brian Rehard, Lt, US Navy
  39. Jim Sullivan, Lt, US Navy
  40. Eric Andalis, Lt, US Navy
  41. Mark Witzel, Maj, US Marine Corps
  42.  
  43.  
  44. Editors' Note This memo is a first attempt at publicly documenting
  45. internal Navy laboratory work aimed at encapsulating a variety of
  46. connectivity options inside a radio-WAN shell that fits into the
  47. internet structure.
  48.  
  49. I. Introduction
  50.         A. What is ADNS?
  51.         B. What is ADNS good for?
  52.                 1. Mobile Platforms
  53.                 2. Alternative to Wire/Fiber Transmission
  54.         C. Why invest in ADNS?
  55.                 1. Quality of Service
  56.                 2. Cost Effective Bandwidth
  57.                 3. Leverages the existing Internet
  58.                 4. Flexibility
  59.         D. How does ADNS work?
  60.         E. ADNS Advantages
  61.                 1. Removing Humans From the Loop
  62.                 2. Load Sharing
  63.                 3. Optimal Use of Bandwidth
  64.                 4. Communications Agility
  65.                 5. Transparency of Installation and Use
  66.                 6. Ease of Upgrade
  67.                 7. Single Point for Communications Management
  68.                 8. Ability to Transmit All Types of Data
  69.         F. ADNS Disadvantages
  70.                 1. Cost of Installation
  71.  
  72. II. ADNS Operational Description
  73.         A. Overview
  74.         B. Network Features
  75.                 1. Routing Protocols
  76.                         a. OSPF
  77.                         b. BGP4
  78.      2. Logical Organization
  79.         C. Key Features/Functions
  80.                 1. Priority
  81.                         a. Priority Tables
  82.                         b. Determining Message Priority
  83.                         c. Message Transmission
  84.                 2. Load Balancing
  85.                 3. Congestion Control
  86.                         a. Load Sharing
  87.                                 1) Restrictions
  88.                                 2) Implementation
  89.                         b. Source Quench
  90.                 4. TCP Duplicate Packet Transmission Problems
  91.                         a. TCP Duplicate Packet Rejection
  92.         D. Integrated Network Management
  93.                 1. Overview
  94.                         a. Local Control Center
  95.                                 1) Network Manager
  96.                                 2) Distributed Manager
  97.                                 3) Communication Automation Manager
  98.                                         i) Communication Manager
  99.                                         ii) Site Manager
  100.                                         iii) Equipment Manager
  101.                         b. Autonomous System Control Center
  102.                         c. Network Operations Center
  103.                 2. Network Management Tools
  104.                         a. Network Management System Software
  105.                         b. Third Party Applications
  106.  
  107. III. Hardware
  108.           A. LAN
  109.         B. Router
  110.         C. CRIU
  111.         D. CAP
  112.         E. Cryptographic Device
  113.         F. Modem
  114.         G. Connectivity Media
  115.  
  116. IV.  Acknowledgements and addresses
  117.  
  118. I.  Introduction
  119.  
  120. A.  What is ADNS?
  121.  
  122. The Navy's Automated Digital Network System (ADNS) provides a means
  123. for ship's to centralize and automate the operation of multiple
  124. independent radio communications systems into an efficient
  125. communications network.
  126.  
  127. ADNS provides connectivity for transmitting bits (which may represent
  128. voice, video or data) creating a seamless ship to ship and ship to
  129. shore communications network. By managing all of the radio assets
  130. within one system, ADNS creates a reliable multiple path
  131. communications network.  This network is essentially a radio-based
  132. Wide Area Network (Radio-WAN).  What constitutes the internals of the
  133. Radio-WAN are those radio systems configured to support ADNS.
  134.  
  135.  
  136.  
  137.                             Media Dependent Layer
  138.         |---------------------------------------------------------|
  139.         |                 Media Independent Layer                 |
  140.         |               |-------------------------|               |
  141.         |               |                         |               |
  142.   ---|  |  ________     |   (MilSat)              |     ________  |
  143. |---
  144.   ---|  | |        |    |            (Commercial) |    |        | |
  145. |---
  146.   ---|----| Router |----|            (Satellites) |----| Router
  147. |----|---
  148.   ---|  | |________|    |                         |    |________| |
  149. |---
  150.   ---|  |               |       (HF)              |               |
  151. |---
  152.         |               |-------------------------|               |
  153.   LAN   |                      Radio-WAN                          |
  154. LAN
  155.         |---------------------------------------------------------|
  156.  
  157.  
  158. Although currently a Navy specific installation, ADNS is like any
  159. other LAN/WAN Internet connection utilizing commercial products.
  160. Applications need only adhere to the established Internet protocols
  161. that ADNS has adopted.  This allows a sense of transparency of
  162. applications to ADNS. It is also an open-ended system that allows for
  163. future expansion.  ADNS allows a plug and play like addition of radio
  164. links in a process completely transparent to the user.
  165.  
  166. B.  What is ADNS good for?
  167.  
  168. A group of platforms, linked by ADNS, create a radio-based
  169. packet-switched WAN.  By using existing Internet technology and open
  170. standards users of ADNS have seamless transparent access to the
  171. Internet.  Using a load balancing concept ADNS spreads traffic equally
  172. across the appropriate radio links such that the available capacity is
  173. the sum of all the links.  ADNS does not provide additional bandwidth
  174. instead it multiplexes the bandwidth that is already available.
  175.  
  176. There has recently been an insatiable demand for Internet access in
  177. areas never previously deemed necessary and although Internet
  178. technologies are relatively new, limitations are being experienced on
  179. traditional wire/fiber transmission paths.  The primary purpose of
  180. wireless data transfer is for communications with mobile platforms.
  181. This capability already exists in various forms.  However, ADNS
  182. provides a robust means of choosing the most efficient set of paths to
  183. transfer data in a way that is transparent to the user. It allows
  184. existing stovepipe systems to be integrated into one common data
  185. transmission network.  When linked with a fixed shore site, to provide
  186. wire/fiber connectivity, this network becomes, in essence, a mobile
  187. extension of the Internet.
  188.  
  189. 1. Mobile Platforms
  190.  
  191. Although ADNS was specifically designed for the Navy, it's commercial
  192. potential is great.  The easiest technology transfer can be applied to
  193. maritime platforms.  Commercial and research ships have similar needs
  194. as the Navy for transferring data to and from shore sites.  Imagery
  195. (such as weather) transfer, e-mail, Internet access, and file transfer
  196. capability are becoming essential tools necessary to accomplish
  197. everyday tasks.  Commercial aircraft crew and passengers can also
  198. benefit from these same capabilities.  Cellular phones in automobiles
  199. are commonplace.  Some cars already receive one way satellite position
  200. information using the Global Positioning System (GPS). Currently there
  201. is even auto industry research into providing cars with Internet
  202. access.  The field of mobile communications has become increasingly
  203. complex and will continue to grow.  However, what should be avoided is
  204. a spaghetti-like architecture of different transmission paths linked
  205. to different applications.
  206.  
  207. The traditional way to adopt new data transfer technologies is to
  208. implement a stovepipe system with its own dedicated transmission path.
  209. Mobile platforms, especially large ones like ships, typically have
  210. more than one transmission path for data transfer.  However, if data
  211. is to be transferred, a dedicated radio link has to be assigned to a
  212. specific application.  An application can not share different links or
  213. be distributed.  The same is true for aircraft.  Although more limited
  214. in space, aircraft too have different radio links which transmit data
  215. in a stovepipe fashion.  The requirement for data transfer capability
  216. in autos is a relatively new concept. However, the reality of cellular
  217. phones and GPS combined with the possibility of Internet access
  218. already points to multiple transmission paths. Wireless communications
  219. do not have to be limited to just mobile platforms.  It can also be a
  220. viable alternative to traditional shore links especially if they are
  221. saturated or can not be established, for example, in remote areas
  222. where the infrastructure just doesn't exist.
  223.  
  224. 2. Alternative to Wire/Fiber Transmission
  225.  
  226. Traditional shore transmission paths have been saturated with the
  227. increasing number of Internet users.  Although much research has been
  228. done in alternative technologies to alleviate this congestion, such as
  229. installing optical fiber, these solutions often require investing in a
  230. whole new and different infrastructure.  However, ADNS does not
  231. provide the same high capacity data transfer capability as shore
  232. backbones but instead allows an alternative to traditional mediums for
  233. transmitting data without worrying about infrastructure changes.
  234. Wireless data transfer could also be an attractive short term solution
  235. for areas where the infrastructure doesn't exist or is temporary such
  236. as in remote regions.  A parallel to this can be seen in many
  237. lesser-developed countries where cellular telephones have proliferated
  238. because of inadequate landline telephone networks.
  239.  
  240.  
  241. C.  What Does ADNS Do?
  242.  
  243. A mobile platform can be thought of as a roaming Local Area Network
  244. (LAN).  What existed onboard U.S. Navy ships prior to ADNS was a
  245. potpourri of different LANs and radio systems.  If data was to be
  246. transferred to and from a ship, a different radio system was used for
  247. each application. ADNS allows platforms with more than one
  248. transmission path to integrate these different systems via one black
  249. box (ADNS), which then distributes data throughout the different paths
  250. in the most efficient manner.  This method is desirable for several
  251. reasons.
  252.  
  253. 1.  Load Sharing
  254.  
  255. If one or more transmission paths fail or are congested, ADNS can
  256. redirect data flow to open channels, which leads to an increased
  257. quality of service (QoS). ADNS can distribute data flow much more
  258. efficiently than the present stovepipe system.  For example, a video
  259. teleconference (VTC) often inundates bandwidth, leaving other
  260. applications looking for an open transmission path.  Other
  261. applications such as e-mail can be redirected to less congested
  262. channels instead of being stacked in a queue, waiting for
  263. transmission.
  264.  
  265. 2.  Cost Effective Bandwidth
  266.  
  267. ADNS can direct data from different applications through desired
  268. transmission paths.  This can be done to preferentially use the most
  269. cost-effective means for data transfer.
  270.  
  271. 3.  Leverages the existing Internet
  272.  
  273. Another big appeal for ADNS, and one of the main reasons why the Navy
  274. has developed it, is that ADNS ties together the existing stovepipe
  275. communications architecture.  There is no need to create a brand new
  276. infrastructure.  Existing organizational LANs can be connected to ADNS
  277. and have access to the full range of communications assets available
  278. to that unit.
  279.  
  280. 4.  Flexibility
  281.  
  282. The use of open protocols and Commercial off the Shelf (COTS) hardware
  283. creates a very flexible system.  Modifications or additions to the
  284. shipboard LAN have no effect on ADNS.  By using IP routers as the
  285. interface between ADNS and the shipboard LAN modifications on one side
  286. of the router are transparent to the other.  Adding a new radio system
  287. is not much more complicated than adding a new circuit card.
  288.  
  289. D.  How does ADNS work?
  290.  
  291. The easiest way to visualize how the system works is through an
  292. example.  The following is a high level block diagram of ADNS and
  293. general description of operation.
  294.  
  295. |---------------------------------|
  296. |---------------------------------|
  297. |                                 |          |
  298.         |
  299. |  _____     ________     ______  |  Radio-  |  ______     ________
  300.  _____  |
  301. | |     |   |        |   |      | |   WAN    | |      |   |        |
  302. |     | |
  303. | | LAN |---| Router |---| ADNS | |----------| | ADNS |---| Router
  304. |---| LAN | |
  305. | |_____|   |________|   |______| |          | |______|   |________|
  306. |_____| |
  307. |                                 |          |
  308.         |
  309. | -------------------- -----------|
  310. |---------------------------------|
  311.        Mobile Platform                                  Mobile
  312. Platform
  313.  
  314.  
  315. Suppose that a user on a ship at sea wished to transfer a file to
  316. another user on a different ship.  Let us also assume that both users'
  317. computers are connected to their respective shipboard LANs.  When the
  318. originating user is ready to send the message he simply clicks on the
  319. appropriate button to send the message on its way via the ship's LAN.
  320.  
  321. The size of most data files will necessitate their being broken into
  322. multiple IP datagrams. The router, processing each datagram
  323. independently, uses the Open Shortest Path First (OSPF) protocol to
  324. determine the best path(s) to reach the destination. If there are
  325. multiple equal cost paths the router will balance the load amongst
  326. them. Similar to a packet switched network a single message may be
  327. routed via multiple paths.  The router then forwards the datagrams to
  328. ADNS.
  329.  
  330. ADNS prioritizes, queues and transmits the datagrams on the selected
  331. radio system.  The transmitted datagrams transit the Radio-WAN much
  332. the same way as in a packet switched network. At the destination there
  333. is a mirror image of the transmitting site.  Arriving IP datagrams
  334. pass back through ADNS to the router and onto the LAN where they are
  335. received and reassembled at the destination host.
  336.  
  337. This example described the transmission of one message to one
  338. destination via a single RF path.  To understand the system's true
  339. potential, envision multiple ADNS capable platforms communicating
  340. simultaneously from multiple applications via multiple RF paths.
  341.  
  342.  
  343. E. ADNS Advantages
  344.  
  345. 1. Removing humans from the loop
  346.  
  347. In current naval communication systems, messages are generated on
  348. personal computers or workstations.  These messages are transmitted
  349. via LAN, (or by use of magnetic media such as floppy disks where no
  350. LAN exists), to the communication center.  The messages are then
  351. processed by technicians and transmitted.  This process introduces
  352. time delays ranging from minutes to hours.  ADNS eliminates the need
  353. for human processing of messages by establishing a direct connection
  354. from any node on the LAN, through the transmitter, to the receiver at
  355. the intended destination.  The result is complete automation of the
  356. transmission process, with total elimination of any handling delays
  357. caused by human interaction.
  358.  
  359. 2.   Load Sharing
  360.  
  361. Most naval vessels maintain at least two operational communication
  362. channels at all times.  The reason for multiple channels is a legacy
  363. one - systems were developed such that only certain types of
  364. information could be transmitted and received over each channel.  This
  365. frequently results in one or more channels being completely silent,
  366. while another is backlogged with traffic.  The Load Sharing Feature of
  367. ADNS was specifically designed to alleviate these backlogs by making
  368. more efficient use of all operational communication channels.  This is
  369. accomplished assigning a "cost" value to each network.  Message queues
  370. in each CAP are monitored and messages are routed evenly across equal
  371. cost circuits.
  372.  
  373. 3.  Optimal use of bandwidth
  374.  
  375. Network costs are assigned such that higher capacity circuits are
  376. assigned lower cost values.  ADNS maximizes throughput by finding the
  377. lowest cost path for a message to reach its destination.  The
  378. combination of removing humans from the loop, load sharing and using
  379. the lowest cost paths discussed above results in a four-fold increase
  380. in throughput during peak traffic times.  This is a direct increase in
  381. the bottom line throughput of the communications system without
  382. purchasing additional transmitters.
  383.  
  384. 4.  Communications Agility
  385.  
  386. ADNS provides the capability for two units that do not share a common
  387. communication channel to maintain communications.  As long as each
  388. unit is operating at least one communication channel and at least one
  389. node on the network is operating both channels simultaneously,
  390. communications can occur.  This process is completely transparent to
  391. the users, and occurs with no human intervention.  This is analogous
  392. to Internet packet delivery.  Few end systems share a common
  393. communications channel (that is, they are on the same network
  394. segment).
  395.  
  396.  
  397. 5.  Transparency of installation and use
  398.  
  399. The installation of ADNS is totally transparent to the end users.  It
  400. merely appears that a new router has been added to the LAN with links
  401. to many other LANs.  There is no major LAN or transmitter
  402. reconfiguration that is required.  Additionally, there are no major
  403. infrastructure modifications (cooling, ventilation, etc.) required and
  404. power requirements are modest.
  405.  
  406. 6.  Logistics
  407.  
  408. The entire installation is small and lightweight, allowing it to be
  409. installed in any unused space without impacting shipboard weight and
  410. balance.
  411.  
  412. 7.  Ease of upgrade
  413.  
  414. Following initial installation, upgrading of ADNS is quite simple.
  415. Addition of new communication channels can be accomplished through the
  416. installation of the appropriate CAP cards.  Adding capabilities to
  417. ADNS itself, such as installing successive builds as they become
  418. available, is as simple as downloading the new software.  Router
  419. reconfiguration is a relatively simple matter as well.
  420.  
  421. 8.  Single point for Communications Management
  422.  
  423. ADNS provides a single point for monitoring all communications, both
  424. incoming and outgoing.  Prior to ADNS, monitoring all communications
  425. was much more difficult due to the lack of interconnection between
  426. stovepipe systems.  Each of these systems had to be monitored
  427. separately.  This monitoring capability is available locally via the
  428. local net manager's workstation, or remotely from the Network
  429. Operations Center.
  430.  
  431.  
  432. 9.  Ability to transmit all types of data
  433.  
  434. Essentially, ADNS transmits Internet Protocol (IP) datagrams from one
  435. router to another.  It is the applications on these LANs that decode
  436. the datagrams and put the information contained in them to use.
  437. Therefore, ADNS can transmit text, graphics, voice, or video
  438. applications over existing channels, without the need for developing
  439. expensive new stovepipe systems to support each new application.
  440.  
  441. F. ADNS Disadvantages
  442.  
  443. 1. Cost of installation
  444.  
  445. The high initial cost of an ADNS installation is a large obstacle to
  446. its widespread use. However, new technology, innovation, and mass
  447. production of ADNS should continue to drive costs down.  The hardware
  448. used in an ADNS installation is COTS equipment but it is very
  449. implementation specific.  It is unlikely that a unit will already
  450. possess equipment that can be modified for ADNS in order to save money
  451. on an initial installation.  However, future builds of ADNS are
  452. planned that will incorporate more readily available hardware.
  453.  
  454.  
  455. II. ADNS Operational Description
  456.  
  457. A. Overview
  458.  
  459. The behavior of the Radio-WAN created by ADNS is the same as a
  460. terrestrial WAN.  The router on one platform still "talks" to routers
  461. on other platforms, but at a slower rate than if they were connected
  462. by wire or fiber.  Some of the circuits used in the Navy's ADNS
  463. program, such as HF and UHF have transmission rates in the 2.4Kbps
  464. range.  The insertion of the ADNS hardware and the RF transmission
  465. path is simply a conduit for creating a router based network.  ADNS
  466. deals strictly with IP datagrams.  Although some encapsulation occurs
  467. as a result of the handling process the underlying packets are not
  468. altered and thus the path between destinations is in essence
  469. transparent to the routers.
  470.  
  471. The diagram below shows the relative position of each component in a
  472. typical ADNS setup. The minimum component mix needed for a complete
  473. ADNS installation consists of: LAN-Router-CRIU-CAP-Cryptographic
  474. Device-Modem-RF System.  From the Channel Access Protocol (CAP) to
  475. Router Interface Unit (CRIU) back (to the left) there will be only one
  476. of each for a given installation. From the CAP forward (to the right)
  477. there will be one chain for each radio system that is part of the
  478. system (i.e. there may be a UHF SATCOM chain, a UHF LOS chain, an SHF
  479. chain, an HF chain, etc.).  In this particular configuration there are
  480. three RF paths connected to ADNS.
  481.  
  482.                                     _____     _______     _______
  483. ______
  484.                                    |     |   |       |   |       |   |
  485.      |
  486.                                  |-| CAP |---|CRYPTO |---|MODEM
  487. |---|RADIO |
  488.                                  | |_____|   |_______|   |_______|
  489. |______|
  490.   _____     ________     ______  |  _____     ______      _______
  491. ______
  492.  |     |   |        |   |      | | |     |   |       |   |       |   |
  493.      |
  494.  | LAN |---| Router |---| CRIU |---| CAP |---|CRYPTO |---|MODEM
  495. |---|RADIO |
  496.  |_____|   |________|   |______| | |_____|   |_______|   |_______|
  497. |______|
  498.                                  |  _____     _______     _______
  499. ______
  500.                                  | |     |   |       |   |       |   |
  501.      |
  502.                                  |-| CAP |---|CRYPTO |---|MODEM
  503. |---|RADIO |
  504.                                    |_____|   |_______|   |_______|
  505. |______|
  506.  
  507. As discussed earlier, the router accepts outbound datagrams from the
  508. LAN and selects the best path for reaching the destination.  The CRIU,
  509. which interfaces between the router and CAP, assigns a priority to
  510. outbound IP datagrams.  Priority is inferred based on both the source
  511. application (logical port number) and the host (IP address) from which
  512. the message originated.  At the CAP the message is placed in a queue
  513. to await transmission. Messages in the CAP queue are sorted by the
  514. priority assigned by the CRIU.
  515.  
  516. When the message leaves the CAP it passes through a cryptographic
  517. device.  The standard Navy ADNS configuration operates at the secret
  518. high level of classification, thus all information entering the RF
  519. network is link encrypted.  This: 1. Conforms to existing practice.
  520. 2. Provides resistance to AS spoofing.  3. Provides limited content
  521. confidentiality/authenticity protection (because this layer of
  522. encryption is stripped off at each routing point).  Although this
  523. provides protection during transmission it does not provide content
  524. security once the information passes through the cryptographic device
  525. at the receiving end.  4. Provides opportunities for secure tunnels
  526. such as Unix Secure Shell (SSH) or Network Encryption System (NES),
  527. which deal with IP datagram encapsulation (IP datagrams inside other
  528. datagrams).  These encapsulated IP datagrams are transmitted by ADNS
  529. in the same manner as any other IP datagrams.  5. Does not affect
  530. applications that offer end-to-end security (e.g. secure e-mail).
  531. Similar to secure tunnels, end system encrypted datagrams are
  532. unaffected by the presence of ADNS in the system.
  533.  
  534. After leaving the Cryptographic device the datagram passes through a
  535. modem and then enters the transmitter.  Once it leaves the ship the
  536. message begins traveling via the predetermined path to its
  537. destination.  Upon arrival at its destination the datagram, traveling
  538. through a mirror image of the originating system, terminates at the
  539. host specified in the IP header.
  540.  
  541.  
  542. B. Network Features
  543.  
  544. 1. Routing Protocols
  545.  
  546. ADNS uses three different routing protocols. The primary reason for
  547. using these algorithms was that the specifications for all three are
  548. in the public domain.
  549.  
  550. a. Open Shortest Path First (OSPF)/Multicast OSPF (MOSPF)
  551.  
  552. OSPF is used as the Internal Gateway Protocol (IGP) for routing within
  553. an AS.  The specification for OSPF Version 2 is contained in Request
  554. For Comments (RFC) 2178.  It is a dynamic protocol in that each router
  555. maintains a continuously updated database containing the status of all
  556. other routers in the same system. OSPF uses a lowest cost algorithm to
  557. determine the best path to send a message to its destination.  Costs
  558. are determined based on metrics values assigned to the various
  559. transmission paths.
  560.  
  561. Multicast OSPF (MOSPF) is used for multicast within an AS. The
  562. specification for MOSPF is contained in RFC 1584.  MOSPF uses the same
  563. lowest cost concept as OSPF except the lowest cost is determined with
  564. respect to the group.
  565.  
  566. b. Border Gateway Protocol Version 4 (BGP4)
  567.  
  568. BGP4 is used as the External Gateway Protocol (EGP) for routing
  569. between ASs.  Specifics for BGP4 can be found in RFC 1771.  BGP4 is
  570. not as dynamic as OSPF and makes its routing decisions based on
  571. predetermined routes.  In ADNS, BGP4 will typically reside at the
  572. shore station in a system. Since BGP4 requires a more stable
  573. environment than OSPF the shore station is the logical choice.
  574.  
  575. 2. Logical Organization
  576.  
  577. The naming and logical grouping of the elements in an ADNS network are
  578. based on the concepts established by the routing protocols used by
  579. ADNS.
  580.  
  581. The basic unit of an OSPF network is an area.  For ADNS a ship is
  582. typically considered an area. Certain shore installations will also be
  583. areas since the ships need an interface point with other shore based
  584. establishments.
  585.  
  586. A number of ships grouped together using OSPF create an Autonomous
  587. System (AS).  A typical AS consists of a group of Navy ships with some
  588. logical connection, such as a common mission.  A Battle Group is a
  589. typical AS.  The emphasis in AS establishment is on mission and not
  590. location.  The units do not have to be in the same geographic region
  591. to be in the same AS.  At least one and possibly two or more shore
  592. communications establishments will also be a part of an AS to act as
  593. the gateway to other navy networks such as SIPRNET (Secret IP Router
  594. Network) or the Internet.
  595.  
  596. The combined network of RF systems creates the subnet backbone of the
  597. AS.  Each subnet is a different RF system such as UHF Satcom, SHF
  598. Satcom or INMARSAT B.  The router on each ship that interfaces with
  599. ADNS is established as an Area Border Router (ABR).  Each ABR operates
  600. OSPF. Part of the data that is maintained in the OSPF routing tables
  601. are metrics for each subnet in the AS.  In current ADNS installations,
  602. metrics values are assigned based on subnet capacity or bandwidth.
  603. Higher capacity subnets are assigned lower metric values.  The values
  604. chosen for these metrics determine how the system performs load
  605. balancing and load sharing, as discussed below.  Obviously since each
  606. router must maintain a dynamically updated table of every other router
  607. in the AS there is a limit to the number of routers which can be
  608. managed effectively.  This is what drives the upper limit to the size
  609. of an AS.
  610.  
  611. The router that acts as the gateway between an AS and other ASs, WANs,
  612. or the Internet uses BGP4.  The shore establishment usually performs
  613. this function since BGP4 needs a stable environment.  The OSPF to BGP4
  614. transition acts to hide the internals of the AS from the outside.
  615. Routers outside the AS don't need to know the specifics of all the
  616. routers inside the AS.  They only need to know where the BGP4 gateway
  617. into the AS is.  Changing missions will prompt changes to an AS.
  618. Ships may need to transfer from one AS to another to support
  619. operational or training objectives.  This dynamic reorganization
  620. requirement reinforces the need to shield the internal routing issues
  621. of each AS from the outside.
  622.  
  623. This illustration shows the relationship between routers within a
  624. simple Autonomous System.
  625.  
  626.  
  627.                                To other
  628.                           Autonomous Systems
  629.                                   or
  630.                           Wide Area Networks
  631.                                   |
  632.                                  ___
  633.                                 /   \
  634.                                /     \
  635.                               / BGP4  \
  636.                              (-(Shore)-)
  637.                               \ OSPF  /|
  638.                               |\     / |
  639.                               | \___/  |
  640.                               |   |    |
  641.                               |   |    |
  642.            ___              +-)---)----)--+              ___
  643.           /   \ ------------|-)--EHF---)--|-------------/   \
  644.          /     \            | |        |  |            /     \
  645.         / OSPF  \-----------|-HF-------)--|-----------/ OSPF  \
  646.        ( router  )          |          |  |          ( router  )
  647.         \(Ship) /-----------|---------UHF-|-----------\(Ship) /
  648.          \     /            +-------------+            \     /
  649.           \___/            Backbone Networks            \___/
  650.  
  651. The third party routing feature of this type of network can be seen in
  652. the illustration below. If the originating and destination ships are
  653. not operating a common circuit ADNS will route traffic through a third
  654. platform which has connectivity on both source and destination
  655. circuits.  By maintaining the status of other ships in the AS, ADNS
  656. can determine the best path to ensure delivery of each message.  The
  657. diagram shows how the sending ship's router (R1) will send via either
  658. EHF or UHF (or both, depending on the metric values assigned to each
  659. RF path) to R3.  R3 will then forward via HF to the destination ship,
  660. R2.
  661.  
  662.                                  ___
  663.                                 /   \
  664.                                /     \
  665.                               /       \
  666.                              (   R3    )
  667.                               \       /|
  668.                               |\     / |
  669.                               | \___/  |
  670.                               v   |    ^
  671.                               |   ^    |
  672.            ___              +-)---)----)--+              ___
  673.           /   \------->-----|-)--EHF   )  |             /   \
  674.          /     \            | |        |  |            /     \
  675.         /  R1   \           | HF-------)--|--->-------/  R2   \
  676.        ( Origin  )          |          |  |          (  Dest.  )
  677.         \       /------>----|---------UHF |           \       /
  678.          \     /            +-------------+            \     /
  679.           \___/                                         \___/
  680.  
  681.  
  682. C. Key Features/Functions of ADNS
  683.  
  684. 1. Priority
  685.  
  686. Several different methods for assigning priority to outgoing messages
  687. were evaluated during the ADNS implementation process.  One obvious
  688. method, using the built-in precedence field in the IP header, was
  689. briefly considered.  This idea was quickly discarded since no relevant
  690. applications currently use this feature of the IP header.  Eventually,
  691. a priority scheme was implemented which assigned priorities of 0
  692. (lowest) to 15 (highest).  The two methods which proved most useful
  693. for assigning priority were based on source IP address (Host), or port
  694. number (Application).
  695.  
  696. This approach has the same advantages and drawbacks of a firewall that
  697. uses the same data to make its filtering decisions.  The advantage is
  698. its practicality.  The disadvantage is that it's rather crude and, at
  699. the moment requires manual configuration of the router's routing
  700. table.
  701.  
  702. a. Priority Tables
  703.  
  704. The CRIU maintains two priority tables.  The Source IP table contains
  705. the IP addresses of hosts on the associated LAN and the priority which
  706. they have been assigned.  There are no default settings for this
  707. table.  If a host is to have an associated priority it must be entered
  708. into the table.  This table is filled in manually by the local ADNS
  709. Manager during initial system configuration and can be updated at any
  710. time.  The Source IP table contains space for up to 40 entries.
  711.  
  712. The second table maintained by the CRIU is the Port priority table.
  713. It contains the dedicated port numbers used by certain applications
  714. and the priority that has been assigned to that particular
  715. application.  Just as with the Source IP table above, there are no
  716. default values, priorities must be entered manually, and it contains
  717. space for up to 40 entries.
  718.  
  719. b. Determining Message Priority
  720.  
  721. The CRIU receives datagrams from the router.  The CRIU determines the
  722. port number and originating IP address for each datagram and assigns
  723. priority based on entries in the Source IP and Port priority tables.
  724. Here, a conflict may arise.  If the Source IP priority table assigns a
  725. certain priority to a particular datagram and the Port priority table
  726. indicates a different priority for the same datagram, priority
  727. assignment will be made on the basis of Source IP address.  This
  728. allows priority based primarily on host, and secondarily on
  729. application should the host have no assigned priority.  If neither the
  730. host nor the application have an assigned priority, the CRIU assigns a
  731. default value of priority 4.  Once assigned, the priority is placed in
  732. the IP datagram header and the entire IP datagram is passed to the
  733. CAP.
  734.  
  735. c. Message Transmission
  736.  
  737. Following Assignment of priority, the IP datagram is forwarded to the
  738. appropriate CAP, where it is entered into one of 16 queues based on
  739. priority.  Datagrams are assembled into transmission units, each of
  740. which can contain up to 64 IP datagrams.  The size of the transmission
  741. unit depends on the capacity of the link.  Lower capacity links will
  742. have to utilize lower transmission unit sizes.  The CAP builds a
  743. transmission unit by removing datagrams from the queues in order of
  744. priority.  Datagrams are removed from the highest priority queue
  745. first, until it is empty. Datagrams are removed in sequence,
  746. continuing down the priority queues until the transmission unit is
  747. complete or all queues are empty.  The transmission unit is sent from
  748. the CAP to the corresponding RF transmitter and the process is
  749. repeated.
  750.  
  751. 2. Load Balancing
  752.  
  753. Load balancing is the sharing of transmission load equally among
  754. different subnets. When the router selects a transmission path it does
  755. so based on the metrics assigned to that RF system.  OSPF metrics are
  756. based on link capacity, with links having similar capacity being
  757. assigned identical metric values. If multiple CAPs have the same
  758. metrics values then the router will balance the load evenly by
  759. alternating between those CAPs.  For load balancing to work
  760. effectively the sharing must be done among systems of equivalent
  761. capacity.  Consequently, when assigning metric values to RF systems it
  762. is important that only networks of like capacity be assigned the same
  763. values.  For example, if a ship is operating two active subnets, HF
  764. (which operates at about 2.4Kbps) and SHF (which operates at about
  765. 64Kbps) assigning the same metric values to each would overload the HF
  766. circuit.  The router would divide the load equally between the two,
  767. not proportionally. During periods of high traffic density the SHF
  768. link could handle the load more effectively than the HF link, which
  769. would become backlogged with data.
  770.  
  771. 3. Congestion Control
  772.  
  773. As described above, each CAP maintains separate queues for each
  774. priority (0-15).  Should one of these queues become full, the CAP does
  775. not provide any overflow queue so additional datagrams with this same
  776. priority will be dropped.  In order to prevent this situation from
  777. occurring, the CRIU monitors the CAP queues and either starts load
  778. sharing or issues a Source Quench command.
  779.  
  780. Each queue in a CAP is allocated a certain queue size to store IP
  781. datagrams prior to transmission.  The CAP manages this queue space.
  782. The CRIU sets a queue threshold, slightly smaller than the queue size,
  783. to use as a benchmark to determine if congestion of the queue exists.
  784. The gap between the queue threshold and the maximum queue size
  785. provides a buffer to allow action to be taken before the queue becomes
  786. full and datagrams start being discarded.  These queue thresholds are
  787. pre-determined and entered into the CRIU by the local ADNS Manager.
  788. The congestion identification function operates in the following
  789. sequence.  The CAP generates a queue report, at intervals specified by
  790. the queue report threshold.  This report captures the actual queue
  791. levels and sends them to the CRIU.  These levels are compared to the
  792. queue threshold for each queue.  If any queue level is greater than
  793. the queue threshold, then a congestion condition exists in that queue.
  794. The macro behavior of this arrangement is very similar to congested
  795. routers in a conventional Internet so TCP, including the Karn and
  796. Nagel algorithms, will work without change.
  797.  
  798.  
  799.  
  800. a.  Load Sharing
  801.  
  802. One of the key features of ADNS is its ability to share the traffic
  803. load over available subnets.  In current Navy circuits a situation
  804. frequently occurs in which one communication channel is overloaded
  805. while another is completely idle.  The load sharing feature of ADNS
  806. alleviates this problem by shifting some of the congestion to the idle
  807. channel, thereby increasing throughput and shortening communication
  808. system delays.  This differs from load balancing in that balancing
  809. distributes traffic over channels with similar metric values before
  810. congestion occurs.  Sharing distributes traffic over similar cost
  811. channels because a congestion condition exists.
  812.  
  813. 1) Restrictions
  814.  
  815. There are two restrictions on the use of load sharing.  First, the
  816. traffic being shifted to an alternate channel must be unicast traffic
  817. only.  Multicast applications introduce a level of complexity that
  818. causes diminished returns, making it not worth the effort to attempt
  819. to load share using multicast applications.  Second, load sharing is
  820. only feasible between subnets whose bandwidths are in the same range,
  821. meaning they share a similar time delay.  Thus, possible opportunities
  822. for a load sharing situation are between UHF and EHF, or between SHF
  823. and Challenge Athena.
  824.  
  825. 2) Implementation
  826.  
  827. The load sharing process begins when the CRIU determines that a
  828. congestion condition exists on a subnet in one of its associated CAPs.
  829. The CRIU then scans all other compatible (those with similar delay
  830. times) subnets to determine if a path from origin to destination
  831. exists.  If another subnet does exist with a path from origin to
  832. destination and no congestion condition exists on this subnet, load
  833. sharing commences.
  834.  
  835. b. Source Quench
  836.  
  837. When congestion is determined to exist in the CAP queue for priority
  838. n, the CRIU issues a Source Quench ICMP command.  This command stops
  839. the generation of message packets for all applications and hosts with
  840. priority n or less.  Assuming compliant TCPs this Source Quench
  841. command has been pre-set to remain in force for five seconds.  At the
  842. end of five seconds, transmission from the affected hosts and
  843. applications resumes automatically unless or until another Source
  844. Quench command is issued.  It should be noted that all applications
  845. and hosts require some sort of flow control to ensure that during
  846. Source Quench conditions, packets are not discarded but rather stored
  847. for transmission when the Source Quench has timed-out.
  848.  
  849. 4. Transmission Control Protocol (TCP) Duplicate Packet Transmission
  850. Problems
  851.  
  852. One of the major early setbacks to implementing the ADNS architecture
  853. was solving the problem of TCP duplicate transmissions when initially
  854. establishing a TCP connection.  ADNS causes the LAN gateway router to
  855. act as if it is hard-wired to other routers on other LANs.  Thus the
  856. router expects to encounter minimal delays (less than 0.5 seconds) in
  857. receiving acknowledgments to its TCP packets being sent.  In reality,
  858. these TCP packets are being transmitted over RF links to distant LANs.
  859. The minimum acknowledgment time for a 1500 byte packet over a 2400 BPS
  860. connection is in the neighborhood of 5 seconds.  When TCP hasn't
  861. received packet acknowledgment after 0.5 seconds, it re-transmits the
  862. packet.  If acknowledgement is still not received after an additional
  863. 1 second, TCP retransmits the packet again, and again after 2 seconds,
  864. 4 seconds, 8 seconds, and so on.  Under optimal conditions, a 1500
  865. byte packet will be sent 4 times over a 2400 BPS connection.  The end
  866. result is the use of 6000 bytes to transmit 1500, an efficiency of
  867. 25%.
  868.  
  869. a. TCP Duplicate Packet Rejection
  870.  
  871. A practical solution, and the one implemented in ADNS, is to design
  872. the CRIU to discard duplicate TCP packets before they are transmitted
  873. over the RF link.  This is accomplished by the use of a table for each
  874. subnet that contains the TCP sequence number and time-stamp indicating
  875. when the packet was received by the CRIU for transmitting.  A TCP
  876. original packet and each duplicate packet sent will have the same TCP
  877. sequence number.  When a TCP packet is received by the CRIU for
  878. transmitting, its TCP sequence number is examined.  If this number
  879. already exists in the table, the packet is rejected.  If this number
  880. does not exist in the table, it is added to the table along with its
  881. time-stamp, and the packet is passed along for transmission.  Each
  882. subnet is assigned a TCP duplicate rejection time.  If a TCP sequence
  883. number has been in the table for longer than the TCP duplicate
  884. rejection time, it is deleted from the table.  The TCP duplicate
  885. rejection time has a default value of 10 seconds.  This provides for
  886. transmission of the original TCP packet followed by a 10 second delay
  887. for acknowledgment.  If none is received, the packet is allowed to be
  888. retransmitted followed by another 10 second delay.  This time delay
  889. can be modified by the Local ADNS Manager, based on the latency of the
  890. link, for optimum performance.
  891.  
  892. D. ADNS INTEGRATED NETWORK MANAGEMENT
  893.  
  894. 1. Overview
  895.  
  896. Network management of ADNS is based on SNMPv1 standards.  There are no
  897. proprietary Navy protocols to confront, thus allowing the use of
  898. standard network management tools and practices.  Most of the objects
  899. to be managed (hosts, routers, etc) will have agents attached and MIBs
  900. will be written for any unique objects.  The Navy will adopt a
  901. standard, commercial Network Management System (NMS) to provide the
  902. foundation for network management.  However, there are Navy-specific
  903. concerns, such as command and control relationships, which impact
  904. network management.  For these special requirements, the Navy will
  905. create special applications and concepts to the NMS.  This section
  906. gives a broad description of how the Navy intends to manage ADNS.
  907.  
  908. Network management of naval nodes is similar to managing shore-based
  909. nodes.  The fundamental concepts are the same.  However, the mobile
  910. nature of the nodes makes managing shipboard nodes more difficult.
  911. The fact that they are warships makes management more important.  Just
  912. as there is a military hierarchy there is one for network management
  913. in ADNS, where each level has different responsibilities. Network
  914. management is a vital portion of ADNS because the consequences of
  915. system errors or failures can directly affect combat effectiveness.
  916.  
  917. Integrated network management describes how the Navy will manage
  918. networks on a distributed basis all the way down to individual
  919. objects. They include, but are not limited to: general monitoring,
  920. statistic collection, status monitoring, traffic monitoring, trend
  921. analysis, network loading, network optimization, configuration
  922. control, system configuration, maintenance, problem identification,
  923. problem reporting, trouble documentation, system administration, and
  924. emissions control [INM Technical Approach].
  925.  
  926.  
  927. Network management of ADNS contains three different levels: the Local
  928. Control Center (LCC), Autonomous System Control Center (ASCC), and the
  929. Navy Operations Center (NOC).  The LCC will be responsible for
  930. networks at the local level, e.g. within an area (usually a ship).
  931. The ASCC will be in charge of networks on a regional level, having
  932. several subordinate Autonomous Systems.  The NOC will be responsible
  933. for all ASCCs in a certain geographic area.  This arrangement is
  934. consistent with the Navy's organization and its doctrine regarding
  935. distribution of authority.
  936.  
  937. a.  Local Control Center (LCC)
  938.  
  939. The LCC is the network management center at every unit level.  There
  940. is a local responsibility to monitor and maintain the status of all
  941. subnets at that unit.  There are three components of an LCC: a Network
  942. Manager, Distributed Manager and a Communication Automation Manager.
  943.  
  944. i) Network Manager
  945.  
  946. The Network Manager is network management system software that is
  947. obtained commercially.  The purpose of the network manager is
  948. basically to give the status of the network and individual objects.
  949. An example is the popular HP Open View Network Node Manager product
  950. (OV-NNM) which has been in the Navy Tactical Advanced Computer (TAC)
  951. contracts since 1991.  It provides a topological map representation of
  952. a unit's network and shows the status of each object with the use of
  953. colors and shapes.  However, human interaction is required to
  954. interface with the ASCC and the NOC for troubleshooting or
  955. maintenance.  The specific functions of a Network Manager will be: 
  956.  
  957. * Human machine interface 
  958. * Performance management 
  959. * Fault management 
  960. * Accounting management 
  961. * Security management 
  962. * Configuration management
  963.  
  964. The Network Manager will be used as the foundation for the Navy's
  965. Integrated Network Management System, where specific applications can
  966. then be added on to provide other management functions.
  967.  
  968. ii) Distributed Manager
  969.  
  970. Distributed Management is an application that determines what is to be
  971. reported locally and what is to be reported to the ASCC and NOC. The
  972. Distributed Manager has two mechanisms for discovering if any
  973. conditions exist that meet the criteria of its policy rules:
  974.  
  975. * Notification from the Network manager
  976. * Query from Distributed Manager to Network Manager
  977.  
  978. The specific functions of the Distributed Manager will be:
  979. * Interpretation and implementation of policy
  980. * Filtering of management information
  981.  
  982. Although commercial products can provide these functions, the
  983. distributed manager in the Navy context specifically describes the
  984. policy rules for the communication relationships between the LCC and
  985. ASCC.
  986.  
  987. iii) Communication Automation Manager (CAM)
  988.  
  989. The Communication Automation Manager is in charge of the physical
  990. communication hardware and their related requirements.  On a ship,
  991. they are functions typically related to the radio room.  Duties
  992. include a communication plan implementation, circuit building, and
  993. circuit management.  Three areas make up the Communication Automation
  994. Manager: the Communication Manager, Site Manager, and Equipment
  995. Manager.  The specific functions of the Communication Automation
  996. Manager will be: 
  997.  
  998. * Security management 
  999. * Log Control 
  1000. * Alarm reporting
  1001. * Summarization 
  1002. * Attributes for representing relationships 
  1003. * Objects and attributes for access control 
  1004. * Usage Metering 
  1005. * Test Management 
  1006. * Event Report Management 
  1007. * State Management 
  1008. * Security alarm reporting
  1009. * Object management 
  1010. * Bandwidth management 
  1011. * Communication plan management 
  1012. * Equipment control 
  1013. * Site configuration management
  1014.  
  1015. The Navy specific application for these functions is the use of a
  1016. remote management tool called the Communications Plan (COMMPLAN).  The
  1017. COMMPLAN will used to direct certain network management functions as
  1018. described above.  This is still mainly accomplished manually by a
  1019. technician after receiving the COMMPLAN via hardcopy message.  However
  1020. ADNS will allow many of these requirements to be accomplished remotely
  1021. and automatically via the COMMPLAN transmitted to the Communication
  1022. Automation Manager.  This concept can be applied to commercial
  1023. industries where it is not cost effective to have the necessary
  1024. network management expertise at every local site but can instead be
  1025. centralized at one remote center.
  1026.  
  1027. b. Autonomous System Control Center (ASCC)
  1028.  
  1029. An ASCC monitors the operation of several LCCs.  The Navy's
  1030. configuration will use its regional shore communications master
  1031. stations (NCTAMS) as ASCCs.  The ASCC will receive summary reports
  1032. from subordinate LCCs. The exact nature of reporting from an LCC to an
  1033. ASCC is still to be determined but will contain mission relevant
  1034. information.  Such reporting requirements can include:
  1035.  
  1036. * Readiness of communication to support the mission.
  1037. * Status of communication services.
  1038. * Status of hardware and software.
  1039. * Information about usage and reliability.
  1040.  
  1041. ASCCs can also give direction to LCCs regarding communications
  1042. posture.  This could include such items as prioritization of resources
  1043. or equipment configuration changes.
  1044.  
  1045. c.  Network Operations Center (NOC)
  1046.  
  1047. The NOC is the next level above an ASCC for reporting network
  1048. management information.  The NOC would basically monitor all nodes in
  1049. a certain geographic location.  For example the Navy has established a
  1050. NOC in the Pacific and Atlantic regions.  Although capable of
  1051. monitoring detailed network management information, a NOC would be
  1052. more interested on the overall status of ASCCs and LCCs.
  1053.  
  1054. 2. NETWORK MANAGEMENT TOOLS
  1055.  
  1056. To achieve the above network management requirements, a vast array of
  1057. tools are available to all levels of management and maintenance
  1058. personnel.  However, each tool comes with their own training
  1059. requirement.  Therefore the total cost of ownership must be taken into
  1060. consideration against their utility.  The basic tool for monitoring
  1061. the network is commercially available Network Management System
  1062. software.  Another tool available for the goal of transparent and
  1063. affordable network management is software that is capable of remote
  1064. monitoring and maintenance.  These can also be available commercially
  1065. or can be developed to be mission specific.  There are always emerging
  1066. tools on the horizon for new technologies.  However, one of the
  1067. primary reasons why network management techniques lag behind new
  1068. network technologies is that time is needed to see which technologies
  1069. will become established as industry standards.  ADNS will manage
  1070. objects primarily through SNMPv1 standards.  That is not to say that
  1071. ADNS can not adapt any emerging technologies that become industry
  1072. standards, such as SNMPv2.  However, SNMP has proved that it will be
  1073. around for a long time.
  1074.  
  1075. a.  Network Management System Software (NMS)
  1076.  
  1077. A commercial Network Management System software has been adopted for
  1078. the foundation of the INM.  Network Management System software allows
  1079. for the basic functions of monitoring nodes and network status.  As
  1080. described earlier, many different types of enterprise management
  1081. software are available commercially, such as the popular HP Open View
  1082. Network Node Manager (OV-NNM).  Although commercial software provides
  1083. excellent monitoring tools, proprietary software is often required to
  1084. achieve other network management requirements.  Commercial Network
  1085. Management System software offers a fairly inexpensive solution that
  1086. provides a solid foundation of network management tools.
  1087. Additionally, to provide the flexibility desired throughout ADNS a
  1088. COTS product is appropriate.
  1089.  
  1090. b.  Third Party Applications
  1091.  
  1092. An attractive feature of a Network Management System such as OV-NNM is
  1093. that third party applications can be integrated into it.  Especially
  1094. for organizations like the Navy, solutions to mission specific
  1095. requirements can not be obtained off the shelf. These mission specific
  1096. add-ons must be developed independently and then integrated into the
  1097. existing NMS.  Proprietary equipment also requires some kind of
  1098. integration with the NMS.  Such things as configuration management
  1099. software for specific objects must be obtained from the vendor.  For
  1100. example, companies offer software that can be integrated with an NMS
  1101. to allow managers to remotely configure their hardware. Third party
  1102. applications offer remote management capability.  This is the whole
  1103. purpose of enterprise management.  It is very cost effective to
  1104. centrally manage nodes rather than paying for the necessary expertise
  1105. at every local level.  Although there needs to be some human
  1106. interaction at every level, full management capabilities are not
  1107. required down to the local level.
  1108.  
  1109. ADNS is a good example of the need for remote management.
  1110. Implementation of remote management over ADNS will allow managers to
  1111. configure and manage mobile platforms from a central management
  1112. location.  This, in turn, allows the assignment of minimal personnel
  1113. at the local level, thus saving on personnel costs.  With such
  1114. standards as RMON and SNMPv2, remote managers can access remote
  1115. networks in a secure manner and troubleshoot or reconfigure the
  1116. network.  For example, if one transmission path fails, a remote
  1117. manager can gain access to the system via a second transmission path
  1118. and troubleshoot the system.  The use of more than one transmission
  1119. path allows the ability to continually manage LCCs and even ASCCs
  1120. remotely through just one open path.  Although ADNS has not adopted
  1121. such standards as RMON or SNMPv2 yet, the technologies currently exist
  1122. and can be readily integrated into ADNS.
  1123.  
  1124. III. Hardware
  1125.  
  1126. A. LAN
  1127.  
  1128. The LAN will typically be the existing shipboard Ethernet or FDDI
  1129. network.  Hosts on the network will run a wide variety of
  1130. applications.
  1131.  
  1132. B. Router
  1133.  
  1134. The router is an IP router that acts as a gateway to the ADNS network.
  1135. The router can be any commercial router capable of running OSPF.
  1136. Currently the ADNS program uses the CNX 600 Proteon router.
  1137.  
  1138. C. CRIU (Channel Access Protocol to Router Interface Unit)
  1139.  
  1140. The CRIU is implemented on a single board computer installed in a VME
  1141. chassis.
  1142.  
  1143. D. CAP (Channel Access Protocol)
  1144.  
  1145. A CAP is also implemented on a single board computer mounted in the
  1146. same VME chassis as the CRIU.
  1147.  
  1148. E. Cryptographic Device
  1149.  
  1150. Navy ADNS installations use the KG-84 for link encryption.
  1151.  
  1152. F. Modem
  1153.  
  1154. For each CAP there is a corresponding Modem that performs the analog
  1155. to digital (inbound) or digital to analog (outbound) conversion of
  1156. data passing through ADNS.
  1157.  
  1158. G. Connectivity Media
  1159.  
  1160. Each RF system (e.g. UHF Satcom, EHF Satcom or INMARSAT B) constitutes
  1161. one network when considering all assets in one ADNS Autonomous System.
  1162.  
  1163.  
  1164. IV.  Acknowledgements.   The engineers at NRaD, Code 82 working on
  1165. ADNS.
  1166.  
  1167. Authors addresses.
  1168.  
  1169. Rex A Buddenberg
  1170. Naval Postgraduate School
  1171. Code SM/Bu
  1172. Monterey, Ca 93943
  1173. budden@nps.navy.mil
  1174.  
  1175. The masters students have graduated and moved to new assignments in
  1176. the military.  With new e-mail addresses; reach them through the
  1177. above.  Complete copies of theses available at
  1178. http://web.nps.navy.mil/~seanet.
  1179.  
  1180.  
  1181.  
  1182. INTERNET DRAFT        EXPIRES MARCH 1997        INTERNET DRAFT
  1183.  
  1184.  
  1185.  
  1186.  
  1187.  
  1188.  
  1189.