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-ken-00.txt < prev    next >
Text File  |  1997-04-25  |  13KB  |  372 lines
  1.  
  2. INTERNET-DRAFT        EXPIRES OCTOBER 1997           INTERNET-DRAFT
  3. Network Working Group                                   K. Murakami
  4. INTERNET-DRAFT                                          M. Maruyama
  5. Category: Informational                                 NTT Laboratories
  6.                                                         April 1997
  7.  
  8.  
  9.            A MAPOS version 1 Extension - Node Switch Protocol
  10.               <draft-rfced-info-ken-00.txt>
  11.  
  12. Status of this Memo
  13.  
  14.    This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  15.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its
  16.    areas, and its working groups.  Note that other groups may also
  17.    distribute working documents as Internet-Drafts.
  18.  
  19.    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six
  20.    months and may be updated, replaced, or obsoleted by other
  21.    documents at any time.  It is inappropriate to use Internet-
  22.    Drafts as reference material or to cite them other than as ``work
  23.    in progress.''
  24.  
  25.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check
  26.    the ``1id-abstracts.txt'' listing contained in the Internet-
  27.    Drafts Shadow Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net
  28.    (Europe), munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East
  29.    Coast), or ftp.isi.edu (US West Coast).
  30.  
  31. Authors' Note
  32.  
  33.    This memo documents a MAPOS (Multiple Access Protocol over SONET/SDH)
  34.    extension, Node Switch Protocol for automatic node address
  35.    assignment. This document is NOT the product of an IETF working group
  36.    nor is it a standards track document.  It has not necessarily
  37.    benefited from the widespread and in depth community review that
  38.    standards track documents receive.
  39.  
  40. Abstract
  41.  
  42.    This document describes a MAPOS extension, Node Switch Protocol, for
  43.    automatic node address assignment. MAPOS is a multiple access
  44.    protocol for transmission of network-protocol datagrams, encapsulated
  45.    in High-Level Data Link Control (HDLC) frames, over SONET/SDH. NSP
  46.    automates the HDLC address configuration of each node. Using NSP, a
  47.    node retrieves its its HDLC address from the switch to which it is
  48.    connected.
  49.  
  50. 1. Introduction
  51.  
  52.    MAPOS[1], Multiple Access Protocol over SONET(Synchronous Optical
  53.    Network)/SDH(Synchronous Digital Hierarchy)[2][3][4][5], is a
  54.    protocol for transmission of HDLC frames over SONET/SDH. A SONET
  55.    switch provides multiple access capability to each node. In MAPOS,
  56.    each node has a unique HDLC address within a switch. The address is
  57.    equivalent to the port number of the switch to which the node is
  58.    connected.  This document describes an extension to MAPOS, Node
  59.    Switch Protocol, which enable automatic HDLC address assignment.
  60.    First, it explains the addressing of MAPOS. Then, it describes the
  61.    NSP protocol for automatic HDLC node address assignment.
  62.  
  63. 2. Node Address Format
  64.  
  65.    This section describes MAPOS Version 1 address format in single and
  66.    multiple switch environment.
  67.  
  68. 2.1 Address Format
  69.  
  70.  
  71.  
  72.  
  73. Murakami, Maruyama                                              [Page 1]
  74.  
  75. I/D               MAPOS Version 1 Node Switch Protocol        April 1997
  76.  
  77.  
  78.    In MAPOS network, each end node has a unique HDLC address. As shown
  79.    in Figure 1, the address length is 8 bits. The LSB is always 1 which
  80.    indicates the end of the field.  When a SONET switch receives an HDLC
  81.    frame, it forwards the frame based on the address in the frame
  82.    header.
  83.  
  84.    In unicast, MSB is 0 and the rest of the bits are the port number to
  85.    which a node is connected. Since the LSB is always 1, the minimum and
  86.    maximum addresses are 0x01 and 0x7F, respectively.  Address 0x01 is
  87.    reserved and is assigned to the control processor in a SONET switch.
  88.  
  89.    In broadcast, MSB is 1 and the rest of the bits are all 1s. In
  90.    multicast, MSB is 1 and the rest of the bits, except for the LSB,
  91.    indicate the group address.
  92.  
  93.  
  94.            +-------------+-+
  95.            | | | | | | | | |
  96.            | |port number|1|
  97.            +-+-----------+-+
  98.             ^             ^
  99.             |             |
  100.             |             +------- EA bit (always 1)
  101.             |
  102.             1 : broadcast, multicast
  103.             0 : unicast
  104.  
  105.                               Figure 1 Address format
  106.  
  107.  
  108. 2.2 Address in multi-switch environment
  109.  
  110.    In a multi-switch environment, variable-length subnet addressing is
  111.    used. Each switch has a switch number that is unique within the
  112.    system. Subnetted node addresses consists of the switch number and
  113.    the port number to which a node is connected. The address format is
  114.    "0 <switch number> <node number> 1" for a unicast address, "all 1"
  115.    for the broadcast address, and "1 <group address> 1" for a multicast
  116.    address.
  117.  
  118.    The address 0x01 is reserved and is assigned to the control processor
  119.    in the "local" switch. That is, it indicates the switch itself to
  120.    which the node is connected. The addresses of the form "0 <switch
  121.    number> <all 0> 1" are reserved, and indicates the control processor
  122.    of the switch designated by the switch number.
  123.  
  124.    In Figure 2, the switch numbers are two bits long. Node N1 is
  125.    connected to port 0x3 of switch S1 numbered 0x1 (01 in binary). Thus,
  126.    the node address is 0 + 01 + 00011, that is, 00100011(0x23). Node N3
  127.    has an address 01001001(0x49), since the switch number of S2 is 0x2
  128.    (10 in binary) and the port number is 0x09. Note that all the port
  129.  
  130.  
  131.  
  132. Murakami, Maruyama                                              [Page 2]
  133.  
  134. I/D              MAPOS Version 1 Node Switch Protocol        April 1997
  135.  
  136.  
  137.    numbers are odd because the LSBs are always 1.
  138.  
  139.  
  140.                            +------+
  141.                            | node |
  142.                            |  N1  |
  143.                            +------+
  144.                                | 00100011(0x23)
  145.                                |
  146.                                |0x3             |0x3
  147.                +------+    +---+----+       +---+----+     +------+
  148.                | node +----+ SONET  +-------+ SONET  +-----+ node |
  149.                |  N2  | 0x5| Switch |0x9 0x5| Switch |0x9  |  N3  |
  150.                +------+    |   S1   |       |   S2   |     +------+
  151.            00100101(0x25)  |  0x1   |       |  0x2   |   01001001(0x49)
  152.                            +---+----+       +---+----+
  153.                                |0x7             |0x7
  154.  
  155.  
  156.                 Figure 2  Addressing in Multiple Switch Environment
  157.  
  158.  
  159. 4 NSP(Node-Switch Protocol)
  160.  
  161.    This section describes the NSP protocol used for automatic node
  162.    address assignment.
  163.  
  164. 4.1 NSP protocol
  165.  
  166.    NSP is introduced to provide automatic node address assignment
  167.    function in MAPOS version 1. It reduces the administrative overhead
  168.    of node address configuration for each node and prevents troubles
  169.    such as address inconsistency and collision. When a node is connected
  170.    to a switch and receives SONET signal correctly, the node sends an
  171.    address request packet to the control processor in the local switch.
  172.    The destination address of this packet is 00000001(0x01). When the
  173.    control processor receives the packet, it replies with an address
  174.    assignment packet. The destination is the assigned node address. If
  175.    the node does not receive the address assignment packet within 5
  176.    seconds, it retransmits the address request packet. The
  177.    retransmission continues until the node successfully receives the
  178.    address assignment packet.
  179.  
  180.    Whenever a node detects a transmission error such as carrier loss or
  181.    out-of-synchronization, it SHOULD send an address request packet to
  182.    the control processor and verify its current address. In addition, a
  183.    node MUST verify its address by sending address request packets every
  184.    30 seconds. The switch regards them as keep-alive packets and
  185.    utilizes them to detect the node's status. If it has not received a
  186.    request packet for more than 90 seconds, it assumes that the node
  187.    went down.  In addition, it also assumes the node went down when a
  188.  
  189.  
  190.  
  191. Murakami, Maruyama                                              [Page 3]
  192.  
  193. I/D              MAPOS Version 1 Node Switch Protocol        April 1997
  194.  
  195.  
  196.    switch detects a SONET signal failure.
  197.  
  198. 4.2 Packet Format
  199.  
  200.    The HDLC protocol field of a NSP frame contains 0xFE03 (hexadecimal)
  201.    as defined by the ``MAPOS Version 1 Assigned Numbers'' [6]. The
  202.    information field contains the NSP packet as shown in Figure 3.
  203.  
  204.  
  205.            +-----------+------------+
  206.            I  command  I  address   I
  207.            +-----------+------------+
  208.            I<- 32bit ->I<- 32 bit ->I
  209.  
  210.                             Figure 3  NSP packet format
  211.  
  212.  
  213.    The command field is 32 bits long and has the following values (in
  214.    decimal);
  215.  
  216.  
  217.            1       address request
  218.            2       address assignment
  219.            3       reject(error)
  220.  
  221.  
  222.    The length of the address field is 32bits. In address request
  223.    packets, the NSP address field SHOULD be filled with zeroes, although
  224.    the switch ignores it. In address assignment packets, the assigned
  225.    address is placed in the least significant byte of the field. The
  226.    rest of the field is padded with zeroes. When the switch can not
  227.    assign the address for some reason, the switch replies with a reject
  228.    command (the values is 3). The value of the address field is
  229.    undefined.
  230.  
  231. 4.3 Consideration for special cases
  232.  
  233.    There are two special cases to consider. One is a point-to-point
  234.    connection without a switch. The other is loop-back, that is, direct
  235.    connection between the input and the output of the same port.
  236.  
  237. 4.3.1 point-to-point
  238.  
  239.    In the case of a point-to-point connection shown in Figure 4, a node
  240.    sends an address request packet to the other node. The destination
  241.    address is 00000001(0x01), that is usually a control processor in a
  242.    switch. When a node receives the address request, it detects the
  243.    point-to-point connection by examining both the destination address
  244.    and the command contained.  Then, it MUST reply with an address
  245.    assignment packet. The assigned address MUST be 00000011(0x03). Since
  246.    both nodes send an address request to each other, both of them get
  247.  
  248.  
  249.  
  250. Murakami, Maruyama                                              [Page 4]
  251.  
  252. I/D             MAPOS Version 1 Node Switch Protocol        April 1997
  253.  
  254.  
  255.    address 00000011(0x03). Since any address can be used in point-to-
  256.    point environment, there is no problem even if both of the nodes have
  257.    the same address.
  258.  
  259.  
  260.                    ---- address request ----> 0x01
  261.                       0x03 <---- address assignment ----
  262.            +------+                                +------+
  263.            | node +--------------------------------+ node |
  264.            +------+                                +------+
  265.                       0x01 <---- address request ----
  266.                    ---- address assignment ----> 0x03
  267.  
  268.                         Figure 4 Point-to-point connection
  269.  
  270.  
  271. 4.3.2 loop-back
  272.  
  273.    Another special case is loop-back where the output port of a node is
  274.    simply connected to its input port as shown in Figure 5. In this
  275.    case, the same mechanism as that for point-to-point can be applied
  276.    without modification.  A node sends an address request packet
  277.    destined to 00000001(0x01). The node then receives the same packet.
  278.    Since the destination is 00000001(0x01), it replies with an address
  279.    assignment packet, containing the assigned address 00000011(0x03), to
  280.    the address 0000 0011(0x03).  Thus, the node obtains the address
  281.    00000011(0x03).
  282.  
  283.  
  284.                      ---- address request ----> 0x01
  285.            +------+  --- address assignment --> 0x03
  286.            |      +-------------->-----------------+
  287.            | node +                                |
  288.            |      +--------------<-----------------+
  289.            +------+
  290.  
  291.                          Figure 5 Loop-back Configuration
  292.  
  293.  
  294. 5. Security Considerations
  295.  
  296.    Security issues are not discussed in this memo.
  297.  
  298. References
  299.  
  300.    [1]   K. Murakami and M. Maruyama, "MAPOS - Multiple Access Protocol
  301.          over SONET/SDH, Version 1," April 1997.
  302.  
  303.    [2]   CCITT Recommendation G.707: Synchronous Digital Hierarchy Bit
  304.          Rates (1990).
  305.  
  306.  
  307.  
  308.  
  309. Murakami, Maruyama                                              [Page 5]
  310.  
  311. I/D             MAPOS Version 1 Node Switch Protocol        April 1997
  312.  
  313.  
  314.    [3]   CCITT Recommendation G.708: Network Node Interface for Synchronous
  315.          Digital Hierarchy (1990).
  316.  
  317.    [4]   CCITT Recommendation G.709: Synchronous Multiplexing Structure
  318.          (1990).
  319.  
  320.    [5]   American National Standard for Telecommunications - Digital
  321.          Hierarchy - Optical Interface Rates and Formats Specification,
  322.          ANSI T1.105-1991.
  323.  
  324.    [6]   M. Maruyama and K. Murakami, "MAPOS Version 1 Assigned Numbers,"
  325.          April, 1997.
  326.  
  327.  
  328. Acknowledgements
  329.  
  330.    The authors would like to acknowledge the contributions and
  331.    thoughtful suggestions of John P. Mullaney, Clark Bremer, Masayuki
  332.    Kobayashi, Paul Francis, Toshiaki Yoshida, and Takahiro Sajima.
  333.  
  334. Authors' Address
  335.  
  336.      Ken Murakami
  337.      NTT Software Laboratories
  338.      3-9-11, Midori-cho
  339.      Musashino-shi
  340.      Tokyo 180, Japan
  341.      E-mail: murakami@ntt-20.ecl.net
  342.  
  343.      Mitsuru Maruyama
  344.      NTT Software Laboratories
  345.      3-9-11, Midori-cho
  346.      Musashino-shi
  347.      Tokyo 180, Japan
  348.      E-mail: mitsuru@ntt-20.ecl.net
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368. Murakami, Maruyama                                              [Page 6]
  369.  
  370.  
  371. INTERNET-DRAFT          EXPIRES OCTOBER 1997              INTERNET-DRAFT
  372.