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-01.txt < prev    next >
Text File  |  1997-05-01  |  13KB  |  374 lines
  1.  
  2.  
  3. INTERNET-DRAFT           EXPIRES NOVEMBER 1997        INTERNET-DRAFT
  4.  
  5.  
  6. Network Working Group                                   K. Murakami
  7. INTERNET-DRAFT                                          M. Maruyama
  8. Category: Informational                                 NTT Laboratories
  9.                                                         May 1997
  10.  
  11.  
  12.            A MAPOS version 1 Extension - Node Switch Protocol
  13.              <draft-rfced-info-ken-01.txt>
  14.  
  15. Status of this Memo
  16.  
  17.    This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  18.    documents of the Internet Engineering task Force (IETF), its areas,
  19.    and its working groups.  Note that other groups may also distribute
  20.    working documents as Internet-Drafts.
  21.  
  22.    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six
  23.    months and may be updated, replaced, or obsoleted by other
  24.    documents at any time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts
  25.    as reference material or to cite them other than as "work in
  26.    progress".
  27.  
  28.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  29.    "1id-abstract.txt" listing contained in the Internet-Drafts Shadow
  30.    Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net (Europe),
  31.    munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East Coast), or
  32.    ftp.isi.edu (US West Coast).
  33.  
  34. Authors' Note 
  35.  
  36.    This memo documents a MAPOS (Multiple Access Protocol over SONET/SDH)
  37.    extension, Node Switch Protocol for automatic node address
  38.    assignment. This document is NOT the product of an IETF working group
  39.    nor is it a standards track document.  It has not necessarily
  40.    benefited from the widespread and in depth community review that
  41.    standards track documents receive.
  42.  
  43. Abstract
  44.  
  45.    This document describes a MAPOS extension, Node Switch Protocol, for
  46.    automatic node address assignment. MAPOS is a multiple access
  47.    protocol for transmission of network-protocol datagrams, encapsulated
  48.    in High-Level Data Link Control (HDLC) frames, over SONET/SDH. NSP
  49.    automates the HDLC address configuration of each node. Using NSP, a
  50.    node retrieves its its HDLC address from the switch to which it is
  51.    connected.
  52.  
  53. 1. Introduction
  54.  
  55.    MAPOS[1], Multiple Access Protocol over SONET(Synchronous Optical
  56.    Network)/SDH(Synchronous Digital Hierarchy)[2][3][4][5], is a
  57.    protocol for transmission of HDLC frames over SONET/SDH. A SONET
  58.    switch provides multiple access capability to each node. In MAPOS,
  59.    each node has a unique HDLC address within a switch. The address is
  60.    equivalent to the port number of the switch to which the node is
  61.    connected.  This document describes an extension to MAPOS, Node
  62.    Switch Protocol, which enable automatic HDLC address assignment.
  63.    First, it explains the addressing of MAPOS. Then, it describes the
  64.    NSP protocol for automatic HDLC node address assignment.
  65.  
  66. 2. Node Address Format
  67.  
  68.    This section describes MAPOS Version 1 address format in single and
  69.    multiple switch environment.
  70.  
  71. 2.1 Address Format
  72.  
  73.  
  74.  
  75.  
  76. Murakami, Maruyama                                              [Page 1]
  77.  
  78. I/D               MAPOS Version 1 Node Switch Protocol          May 1997
  79.  
  80.  
  81.    In MAPOS network, each end node has a unique HDLC address. As shown
  82.    in Figure 1, the address length is 8 bits. The LSB is always 1 which
  83.    indicates the end of the field.  When a SONET switch receives an HDLC
  84.    frame, it forwards the frame based on the address in the frame
  85.    header.
  86.  
  87.    In unicast, MSB is 0 and the rest of the bits are the port number to
  88.    which a node is connected. Since the LSB is always 1, the minimum and
  89.    maximum addresses are 0x01 and 0x7F, respectively.  Address 0x01 is
  90.    reserved and is assigned to the control processor in a SONET switch.
  91.  
  92.    In broadcast, MSB is 1 and the rest of the bits are all 1s. In
  93.    multicast, MSB is 1 and the rest of the bits, except for the LSB,
  94.    indicate the group address.
  95.  
  96.  
  97.            +-------------+-+
  98.            | | | | | | | | |
  99.            | |port number|1|
  100.            +-+-----------+-+
  101.             ^             ^
  102.             |             |
  103.             |             +------- EA bit (always 1)
  104.             |
  105.             1 : broadcast, multicast
  106.             0 : unicast
  107.  
  108.                               Figure 1 Address format
  109.  
  110.  
  111. 2.2 Address in multi-switch environment
  112.  
  113.    In a multi-switch environment, variable-length subnet addressing is
  114.    used. Each switch has a switch number that is unique within the
  115.    system. Subnetted node addresses consists of the switch number and
  116.    the port number to which a node is connected. The address format is
  117.    "0 <switch number> <node number> 1" for a unicast address, "all 1"
  118.    for the broadcast address, and "1 <group address> 1" for a multicast
  119.    address.
  120.  
  121.    The address 0x01 is reserved and is assigned to the control processor
  122.    in the "local" switch. That is, it indicates the switch itself to
  123.    which the node is connected. The addresses of the form "0 <switch
  124.    number> <all 0> 1" are reserved, and indicates the control processor
  125.    of the switch designated by the switch number.
  126.  
  127.    In Figure 2, the switch numbers are two bits long. Node N1 is
  128.    connected to port 0x3 of switch S1 numbered 0x1 (01 in binary). Thus,
  129.    the node address is 0 + 01 + 00011, that is, 00100011(0x23). Node N3
  130.    has an address 01001001(0x49), since the switch number of S2 is 0x2
  131.    (10 in binary) and the port number is 0x09. Note that all the port
  132.  
  133.  
  134.  
  135. Murakami, Maruyama                                              [Page 2]
  136.  
  137. I/D             MAPOS Version 1 Node Switch Protocol          May 1997
  138.  
  139.  
  140.    numbers are odd because the LSBs are always 1.
  141.  
  142.  
  143.                            +------+
  144.                            | node |
  145.                            |  N1  |
  146.                            +------+
  147.                                | 00100011(0x23)
  148.                                |
  149.                                |0x3             |0x3
  150.                +------+    +---+----+       +---+----+     +------+
  151.                | node +----+ SONET  +-------+ SONET  +-----+ node |
  152.                |  N2  | 0x5| Switch |0x9 0x5| Switch |0x9  |  N3  |
  153.                +------+    |   S1   |       |   S2   |     +------+
  154.            00100101(0x25)  |  0x1   |       |  0x2   |   01001001(0x49)
  155.                            +---+----+       +---+----+
  156.                                |0x7             |0x7
  157.  
  158.  
  159.                 Figure 2  Addressing in Multiple Switch Environment
  160.  
  161.  
  162. 4 NSP(Node-Switch Protocol)
  163.  
  164.    This section describes the NSP protocol used for automatic node
  165.    address assignment.
  166.  
  167. 4.1 NSP protocol
  168.  
  169.    NSP is introduced to provide automatic node address assignment
  170.    function in MAPOS version 1. It reduces the administrative overhead
  171.    of node address configuration for each node and prevents troubles
  172.    such as address inconsistency and collision. When a node is connected
  173.    to a switch and receives SONET signal correctly, the node sends an
  174.    address request packet to the control processor in the local switch.
  175.    The destination address of this packet is 00000001(0x01). When the
  176.    control processor receives the packet, it replies with an address
  177.    assignment packet. The destination is the assigned node address. If
  178.    the node does not receive the address assignment packet within 5
  179.    seconds, it retransmits the address request packet. The
  180.    retransmission continues until the node successfully receives the
  181.    address assignment packet.
  182.  
  183.    Whenever a node detects a transmission error such as carrier loss or
  184.    out-of-synchronization, it SHOULD send an address request packet to
  185.    the control processor and verify its current address. In addition, a
  186.    node MUST verify its address by sending address request packets every
  187.    30 seconds. The switch regards them as keep-alive packets and
  188.    utilizes them to detect the node's status. If it has not received a
  189.    request packet for more than 90 seconds, it assumes that the node
  190.    went down.  In addition, it also assumes the node went down when a
  191.  
  192.  
  193.  
  194. Murakami, Maruyama                                              [Page 3]
  195.  
  196. I/D             MAPOS Version 1 Node Switch Protocol          May 1997
  197.  
  198.  
  199.    switch detects a SONET signal failure.
  200.  
  201. 4.2 Packet Format
  202.  
  203.    The HDLC protocol field of a NSP frame contains 0xFE03 (hexadecimal)
  204.    as defined by the ``MAPOS Version 1 Assigned Numbers'' [6]. The
  205.    information field contains the NSP packet as shown in Figure 3.
  206.  
  207.  
  208.            +-----------+------------+
  209.            I  command  I  address   I
  210.            +-----------+------------+
  211.            I<- 32bit ->I<- 32 bit ->I
  212.  
  213.                             Figure 3  NSP packet format
  214.  
  215.  
  216.    The command field is 32 bits long and has the following values (in
  217.    decimal);
  218.  
  219.  
  220.            1       address request
  221.            2       address assignment
  222.            3       reject(error)
  223.  
  224.  
  225.    The length of the address field is 32bits. In address request
  226.    packets, the NSP address field SHOULD be filled with zeroes, although
  227.    the switch ignores it. In address assignment packets, the assigned
  228.    address is placed in the least significant byte of the field. The
  229.    rest of the field is padded with zeroes. When the switch can not
  230.    assign the address for some reason, the switch replies with a reject
  231.    command (the values is 3). The value of the address field is
  232.    undefined.
  233.  
  234. 4.3 Consideration for special cases
  235.  
  236.    There are two special cases to consider. One is a point-to-point
  237.    connection without a switch. The other is loop-back, that is, direct
  238.    connection between the input and the output of the same port.
  239.  
  240. 4.3.1 point-to-point
  241.  
  242.    In the case of a point-to-point connection shown in Figure 4, a node
  243.    sends an address request packet to the other node. The destination
  244.    address is 00000001(0x01), that is usually a control processor in a
  245.    switch. When a node receives the address request, it detects the
  246.    point-to-point connection by examining both the destination address
  247.    and the command contained.  Then, it MUST reply with an address
  248.    assignment packet. The assigned address MUST be 00000011(0x03). Since
  249.    both nodes send an address request to each other, both of them get
  250.  
  251.  
  252.  
  253. Murakami, Maruyama                                              [Page 4]
  254.  
  255. I/D            MAPOS Version 1 Node Switch Protocol          May 1997
  256.  
  257.  
  258.    address 00000011(0x03). Since any address can be used in point-to-
  259.    point environment, there is no problem even if both of the nodes have
  260.    the same address.
  261.  
  262.  
  263.                    ---- address request ----> 0x01
  264.                       0x03 <---- address assignment ----
  265.            +------+                                +------+
  266.            | node +--------------------------------+ node |
  267.            +------+                                +------+
  268.                       0x01 <---- address request ----
  269.                    ---- address assignment ----> 0x03
  270.  
  271.                         Figure 4 Point-to-point connection
  272.  
  273.  
  274. 4.3.2 loop-back
  275.  
  276.    Another special case is loop-back where the output port of a node is
  277.    simply connected to its input port as shown in Figure 5. In this
  278.    case, the same mechanism as that for point-to-point can be applied
  279.    without modification.  A node sends an address request packet
  280.    destined to 00000001(0x01). The node then receives the same packet.
  281.    Since the destination is 00000001(0x01), it replies with an address
  282.    assignment packet, containing the assigned address 00000011(0x03), to
  283.    the address 0000 0011(0x03).  Thus, the node obtains the address
  284.    00000011(0x03).
  285.  
  286.  
  287.                      ---- address request ----> 0x01
  288.            +------+  --- address assignment --> 0x03
  289.            |      +-------------->-----------------+
  290.            | node +                                |
  291.            |      +--------------<-----------------+
  292.            +------+
  293.  
  294.                          Figure 5 Loop-back Configuration
  295.  
  296.  
  297. 5. Security Considerations
  298.  
  299.    Security issues are not discussed in this memo.
  300.  
  301. References
  302.  
  303.    [1]   K. Murakami and M. Maruyama, "MAPOS - Multiple Access Protocol
  304.          over SONET/SDH, Version 1," May 1997.
  305.  
  306.    [2]   CCITT Recommendation G.707: Synchronous Digital Hierarchy Bit
  307.          Rates (1990).
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312. Murakami, Maruyama                                              [Page 5]
  313.  
  314. I/D             MAPOS Version 1 Node Switch Protocol          May 1997
  315.  
  316.  
  317.    [3]   CCITT Recommendation G.708: Network Node Interface for Synchronous
  318.          Digital Hierarchy (1990).
  319.  
  320.    [4]   CCITT Recommendation G.709: Synchronous Multiplexing Structure
  321.          (1990).
  322.  
  323.    [5]   American National Standard for Telecommunications - Digital
  324.          Hierarchy - Optical Interface Rates and Formats Specification,
  325.          ANSI T1.105-1991.
  326.  
  327.    [6]   M. Maruyama and K. Murakami, "MAPOS Version 1 Assigned Numbers,"
  328.          May, 1997.
  329.  
  330.  
  331. Acknowledgements
  332.  
  333.    The authors would like to acknowledge the contributions and
  334.    thoughtful suggestions of John P. Mullaney, Clark Bremer, Masayuki
  335.    Kobayashi, Paul Francis, Toshiaki Yoshida, and Takahiro Sajima.
  336.  
  337. Authors' Address
  338.  
  339.      Ken Murakami
  340.      NTT Software Laboratories
  341.      3-9-11, Midori-cho
  342.      Musashino-shi
  343.      Tokyo 180, Japan
  344.      E-mail: murakami@ntt-20.ecl.net
  345.  
  346.      Mitsuru Maruyama
  347.      NTT Software Laboratories
  348.      3-9-11, Midori-cho
  349.      Musashino-shi
  350.      Tokyo 180, Japan
  351.      E-mail: mitsuru@ntt-20.ecl.net
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371. Murakami, Maruyama                                              [Page 6]
  372.  
  373. INTERNET-DRAFT           EXPIRES NOVEMBER 1997           INTERNET-DRAFT
  374.