home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / drafts / draft_s_z / draft-smith-ipatm-bcast-02.txt < prev    next >
Text File  |  1995-12-13  |  28KB  |  727 lines
  1.  
  2. Internet-Draft                                         Timothy J. Smith,
  3.                                                         IBM Corporation.
  4.                                                      Grenville Armitage,
  5.                                                                Bellcore.
  6.                                                         December 1, 1995
  7.  
  8.  
  9.                     IP Broadcast over ATM Networks.
  10.                     <draft-smith-ipatm-bcast-02.txt>
  11.  
  12.  
  13. Status of this Memo
  14.  
  15.    This document was submitted to the IETF IP over ATM WG. Publication
  16.    of this document does not imply acceptance by the IP over ATM WG of
  17.    any ideas expressed within.  Comments should be submitted to the ip-
  18.    atm@matmos.hpl.hp.com mailing list.
  19.  
  20.    Distribution of this memo is unlimited.
  21.  
  22.    This memo is an internet draft. Internet Drafts are working documents
  23.    of the Internet Engineering Task Force (IETF), its Areas, and its
  24.    Working Groups. Note that other groups may also distribute working
  25.    documents as Internet Drafts.
  26.  
  27.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  28.    "lid-abstracts.txt" listing contained in the Internet-Drafts shadow
  29.    directories on ds.internic.net (US East Coast), nic.nordu.net
  30.    (Europe), ftp.isi.edu (US West Coast), or munnari.oz.au (Pacific
  31.    Rim).
  32.  
  33. Abstract
  34.  
  35.    This memo describes how the IP multicast service being developed by
  36.    the IP over ATM working group may be used to support IP broadcast
  37.    transmission. The solution revolves around treating the broadcast
  38.    problem as a special case of multicast, where every host in the
  39.    subnet or cluster is a member of the group.
  40.  
  41.    An understanding of the services provided by draft-ietf-ipatm-ipmc-
  42.    09.txt is assumed.
  43.  
  44.  
  45. 1.  Introduction.
  46.  
  47.  
  48.    The IETF's first step in solving the problems of running IP over
  49.    Asynchronous Transfer Mode (ATM) technology is described in RFC 1577
  50.  
  51.  
  52.  
  53. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 1]
  54.  
  55. Internet Draft                                          December 1, 1995
  56.  
  57.  
  58.    [1].  It provides for unicast communication between hosts and routers
  59.    within Logical IP Subnets (LISs), and proposes a centralized ATM ARP
  60.    Server which provides IP to ATM address resolution services to LIS
  61.    members.
  62.  
  63.    Two classes of IP service were omitted - multicast and broadcast
  64.    transmissions. Multicasting allows a single transmit operation to
  65.    cause a packet to be received by multiple remote destinations.
  66.    Broadcasting typically allows a single transmit operation to cause a
  67.    packet to be received by all IP hosts that are members of a
  68.    particular 'subnet'.
  69.  
  70.    To address the need for multicast support (represented by
  71.    transmission to IP addresses in the Class D space), the Internet-
  72.    Draft draft-ietf-ipatm-ipmc-09.txt ("Support for Multicast over UNI
  73.    3.1 based ATM Networks") [2] was created.  This draft creates an
  74.    analog of the RFC 1577 ARP Server - a new entity known as the MARS
  75.    (Multicast Address Resolution Server). The MARS operates as a
  76.    centralized registry and distribution mechanism for mappings between
  77.    IP multicast addresses and groups of ATM unicast addresses. Host
  78.    behavior is also defined for establishing and managing point to
  79.    multipoint VCs, based on the information returned by the MARS, when
  80.    hosts wish to transmit packets to a multicast group.
  81.  
  82.    This memo aims to show how draft-ietf-ipatm-ipmc-09.txt may be used
  83.    to emulate IP broadcast within Logical IP Subnets. While the
  84.    broadcast technique does not align itself well with the underlying
  85.    point-to-point nature of ATM, clearly, some applications will still
  86.    wish to use IP broadcasts.  Client-server applications where the
  87.    client searches for a server by sending out a broadcast is one
  88.    scenario.  Routing protocols, most notably RIP, are other examples.
  89.  
  90.  
  91. 2.  Review of Unicast and Multicast.
  92.  
  93.    Both the unicast and multicast cases take advantage of the point-to-
  94.    point and point-to-multipoint capabilities defined in the ATM Forum
  95.    UNI 3.1 document [4].  A unicast IP address has a single ATM level
  96.    destination.  Unicast transmissions occur over point to point Virtual
  97.    Channels (VCs) between the source and destination. The ARP Server
  98.    holds mappings between IP destination addresses and their associated
  99.    ATM destination address. Hosts issue an ARP_REQUEST to the ARP Server
  100.    when they wish to ascertain a particular mapping.  The ARP Server
  101.    replies with either an ARP_REPLY containing the ATM address of the
  102.    destination, or an ARP_NAK when the ARP Server is unable to resolve
  103.    the address. If the request is successful the host establishes a VC
  104.    to the destination interface. This VC is then used to forward the
  105.    first (and subsequent) packets to that particular IP destination. RFC
  106.  
  107.  
  108.  
  109. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 2]
  110.  
  111. Internet Draft                                          December 1, 1995
  112.  
  113.  
  114.    1577 describes in further detail how hosts are administratively
  115.    grouped in to Logical IP Subnets (LISs), and how the ARP Server
  116.    establishes the initial mappings for members of the LIS it serves.
  117.  
  118.    The basic host behavior for multicasting is similar - the sender must
  119.    establish and manage a point to multipoint VC whose leaf nodes are
  120.    the group's actual members. Under UNI 3.1 these VCs can only be
  121.    established and altered by the source (root) interface.
  122.  
  123.    The MARS is an evolution of the ARP Server model, and performs two
  124.    key functions.  The first function is the maintenance of a list of
  125.    ATM addresses corresponding to the members for each group.  This list
  126.    is created by a host registration process which involves two messages
  127.    - a MARS_JOIN which declares that a host wishes to join the specified
  128.    group(s), and a MARS_LEAVE which indicates that a host wishes to
  129.    leave the specified group(s).
  130.  
  131.    MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages are also redistributed to all
  132.    members of the group so that active senders may dynamically adjust
  133.    their point to multipoint VCs accordingly.
  134.  
  135.    The other major function is the retrieval of group membership from
  136.    MARS (analogous to the ARP Server providing unicast address
  137.    mappings). When faced with the need to transmit an IP packet with a
  138.    Class D destination address, a host issues a MARS_REQUEST to the
  139.    MARS. If the group has members the MARS returns a MARS_MULTI
  140.    (possibly in multiple segments) carrying a set of ATM addresses. The
  141.    host then establishes an initial point to multipoint VC using these
  142.    ATM addresses as the leaf nodes. If the MARS had no mapping it would
  143.    return a MARS_NAK.
  144.  
  145.    (draft-ietf-ipatm-ipmc-09.txt also discusses how the MARS can arrange
  146.    for Class D groups to be supported by either multicast servers, or
  147.    meshes of point to multipoint VCs from host to host.  However, from
  148.    the host's perspective this is almost completely transparent, and is
  149.    not central to this discussion of IP broadcast support.)
  150.  
  151.    This memo describes how a host may utilize the registration and group
  152.    management functions in an existing MARS based IP/ATM network to
  153.    emulate IP broadcasts.
  154.  
  155.  
  156. 3.  Broadcast as a special case of Multicast.
  157.  
  158.    Many of the problems that occur when implementing a broadcast
  159.    solution also occur in when implementing a multicast solution.  In
  160.    fact, broadcast may be considered a special case of multicast.  That
  161.    is, broadcast is a multicast group whose members include all members
  162.  
  163.  
  164.  
  165. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 3]
  166.  
  167. Internet Draft                                          December 1, 1995
  168.  
  169.  
  170.    in the LIS.
  171.  
  172.    There are three broadcast groups which this memo addresses:
  173.  
  174.       1) 255.255.255.255 - "All ones" broadcast
  175.  
  176.       2) x.y.z - subnet directed broadcast
  177.  
  178.       3) x.z - network directed broadcast
  179.  
  180.    Broadcast (1) is sometimes referred to as a limited broadcast to this
  181.    physical network.  Broadcast (2) is the subnet broadcast where x is
  182.    the network number, y is the subnet number, and z is the all ones
  183.    remainder of the address.  Broadcast (3) is the network broadcast
  184.    where x is the network number, and z is the all ones remainder of the
  185.    address.  One should note that while these broadcasts have different
  186.    scopes at the IP or network layer, they have precisely the same scope
  187.    at the link layer -- namely that all members of the LIS will receive
  188.    a copy.
  189.  
  190.    These addresses may be used in two environments:
  191.  
  192.       o  Broadcasting to all members of a given LIS where
  193.          a priori knowledge of a host's IP address and
  194.          subnet mask are known (e.g. the subnet directed
  195.          broadcast).
  196.  
  197.       o  Broadcasting to all members of a physical network
  198.          without knowledge of a host's IP address and
  199.          subnet mask (e.g. the all ones broadcast).
  200.  
  201.    On a broadcast medium like Ethernet, these two environments result in
  202.    the same physical destination.  That is, all stations on that network
  203.    will receive the broadcast even if they are on different logical
  204.    subnets, or are non-IP stations.  With ATM, this may not be the case.
  205.    Because ATM is non-broadcast, a registration process must take place.
  206.    And if there are stations that register to some broadcast groups, but
  207.    not others, then the different broadcast groups will have different
  208.    memberships.  The notion of broadcast becomes inconsistent.
  209.  
  210.    One case that requires the use of the all ones broadcast is that of
  211.    the diskless boot, or bootp client, where the host boots up, and does
  212.    not know its own IP address or subnet mask.  Clearly, the host does
  213.    not know which subnet it belongs to.   So, to send a broadcast to its
  214.    bootp server, the diskless workstation must use the group which
  215.    contains no subnet information, i.e. the 255.255.255.255 broadcast
  216.    group.  Carrying the example a little further, the bootp server,
  217.    after receiving the broadcast, can not send either a directed frame
  218.  
  219.  
  220.  
  221. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 4]
  222.  
  223. Internet Draft                                          December 1, 1995
  224.  
  225.  
  226.    nor a subnet directed broadcast to respond to the diskless
  227.    workstation.  Instead, the bootp server must also use the
  228.    255.255.255.255 group to communicate with the client.
  229.  
  230.    While the all ones broadcast is required at the IP layer, it also has
  231.    relevance at the link layer when deciding which broadcast group to
  232.    register with in MARS.  In other words, a bootp client wishing to
  233.    register for a link layer broadcast, can only register for
  234.    255.255.255.255 in the MARS address space because the client's subnet
  235.    is unknown at the time.  Given that some applications must use the
  236.    all ones address in MARS for their broadcast group, and that we wish
  237.    to minimize the number of broadcast groups used by LIS members, the
  238.    all ones group in MARS MUST be used by all members of the LIS when
  239.    registering to receive broadcast transmissions.  The VCC used for
  240.    transmitting any broadcast packet will be based on the members
  241.    registered in the MARS under the 255.255.255.255 address position.
  242.    This VCC will be referred to as the "broadcast channel" through the
  243.    remainder of this memo.
  244.  
  245.  
  246. 4.  The MARS role in broadcast.
  247.  
  248.    Many solutions have been proposed, some of which are listed in
  249.    Appendix A.  This memo addresses a MARS solution which appears to do
  250.    the best job of solving the broadcast problem.
  251.  
  252.    There are a number of characteristics of the MARS architecture that
  253.    should be kept intact.  They include:
  254.  
  255.    o  MARS contains no knowledge of subnet prefixes and subnet masks.
  256.       Each group address registered with MARS is managed independently.
  257.  
  258.    o  A MARS may serve more than one LIS.  An implication of this is
  259.       that broadcast group 255.255.255.255 is joined
  260.       by hosts from each LIS, increasing its scope beyond its
  261.       conventional interpretation.  It is RECOMMENDED that
  262.       a network administrator designate a separate MARS entity for
  263.       each LIS that uses the broadcast function, unless they
  264.       are sure the extended scope of 255.255.255.255 is of no
  265.       concern.
  266.  
  267.    o  The Multicast Server (MCS) described in [2] may be used to service
  268.       the broadcast groups defined in this memo without modification.
  269.       The MCS will reduce the number of channels used by the network.
  270.  
  271.    The MARS needs no additional code or special algorithms to handle the
  272.    resolution of IP broadcast addresses. It is simply a general database
  273.    that holds {Protocol address, ATM.1, ATM.2, ... ATM.n} mappings, and
  274.  
  275.  
  276.  
  277. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 5]
  278.  
  279. Internet Draft                                          December 1, 1995
  280.  
  281.  
  282.    imposes no constraints on the type and length of the 'Protocol
  283.    address'. Whether the hosts view it as Class D or 'broadcast' (or
  284.    even IP) is purely a host side issue.
  285.  
  286.    In cases where a MARS must serve more than one LIS, the use of the
  287.    all ones broadcast will potentially cause broadcast packets to be
  288.    sent to to members of a different LIS.  While this characteristic is
  289.    similar to what happens when an Ethernet network has multiple logical
  290.    subnets, it could be optimized by using a more specific broadcast
  291.    group.  Further optimization is not discussed in this memo, and may
  292.    be discussed in future memos.
  293.  
  294.    It is likely that end points will want to use the IP broadcast
  295.    emulation described here in order to support boot time location of
  296.    the end point's IP address. This leads to the observation that the
  297.    MARS should NOT expect to see both the IP source and ATM source
  298.    address fields of the MARS_JOIN filled in.  This is reasonable, since
  299.    only the ATM source address is used when registering the end point as
  300.    a group member.
  301.  
  302.    draft-ietf-ipatm-ipmc-09.txt includes mechanisms for addressing the
  303.    refreshing of group entries and also the issue of a host verifying
  304.    that it has been added to the list of members in a specific group.
  305.  
  306.  
  307. 5.  Host Requirements for Broadcast.
  308.  
  309.    The following list of bullets describes additional characteristics of
  310.    a MARS-compliant host.  These characteristics are required to take
  311.    advantage of the broadcast function.
  312.  
  313.    o  A host must register as a MARS client.
  314.  
  315.    o  A host, soon after registration MUST issue a MARS_JOIN to the
  316.       all ones broadcast address (i.e. 255.255.255.255).
  317.  
  318.    o  When transmitting packets, the host should map all IP layer
  319.       broadcasts to the VCC (broadcast channel) created and maintained
  320.       based on the all ones entry in MARS.
  321.  
  322.    o  A host MUST monitor the MARS_JOIN/MARS_LEAVE messages
  323.       for 255.255.255.255 to keep the broadcast channel current.
  324.  
  325.    o  A broadcast channel should be torn down after a period of
  326.       inactivity.  The corresponding timeout period MAY be specified
  327.       in any number of minutes with a minumum value of one minute,
  328.       and a default value of ten minutes.
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 6]
  334.  
  335. Internet Draft                                          December 1, 1995
  336.  
  337.  
  338.    One should note that while every member participating in the
  339.    broadcast MUST be a member of the all ones group, not all members
  340.    will choose to transmit broadcast information.  Some members will
  341.    only elect to receive broadcast information passively.  Therefore, in
  342.    a LIS with n stations, there may be less than n channels terminated
  343.    at each station for broadcast information.  Further reductions may be
  344.    gained by adding a Multicast Server (MCS) to the broadcast
  345.    environment which could reduce the number of VCs to two (one
  346.    incoming, one outgoing), or one for a station that only wishes to
  347.    listen.
  348.  
  349.    It is well understood that broadcasting in this environment may tax
  350.    the resources of the network and of the hosts that use it.
  351.    Therefore, an implementer MAY choose to provide a mechanism for
  352.    retracting the host's entry in the broadcast group after it has been
  353.    established or prior to joining the group.  The MARS_LEAVE is used to
  354.    request withdrawal from the group if the host wishes to disable
  355.    broadcast reception after it has joined the group.  The default
  356.    behavior SHALL be to join the all ones broadcast group in MARS.
  357.  
  358.  
  359. 6.  Implications of IP broadcast on ATM level resources.
  360.  
  361.    draft-ietf-ipatm-ipmc-09.txt discusses some of the implications of
  362.    large multicast groups on the allocation of ATM level resources, both
  363.    within the network and within end station ATM interfaces.
  364.  
  365.    The default mechanism is for IP multicasting to be achieved using
  366.    meshes of point to multipoint VCs, direct from source host to group
  367.    members. Under certain circumstances system administrators may, in a
  368.    manner completely transparent to end hosts, redirect multicast
  369.    traffic through ATM level Multicast Servers (MCSs). This may be
  370.    performed on an individual group basis.
  371.  
  372.    It is sufficient to note here that the IP broadcast 'multicast group'
  373.    will constitute the largest consumer of VCs within your ATM network
  374.    when it is active. For this reason it will probably be the first
  375.    multicast group to have one or more ATM MCSs assigned to support it.
  376.    However, there is nothing unique about an MCS assigned to support IP
  377.    broadcast traffic, so this will not be dealt with further in this
  378.    memo. draft-ietf-ipatm-ipmc-09.txt contains further discussion on the
  379.    possible application of multiple MCSs to provide fault-tolerant
  380.    architectures.
  381.  
  382.    (Current discussion in the ip-atm working group on encapsulation
  383.    mechanisms to solve the problem of reflected packets returning from
  384.    multicast servers are outside the scope of this memo. Here we simply
  385.    assume the underlying multicast service works.)
  386.  
  387.  
  388.  
  389. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 7]
  390.  
  391. Internet Draft                                          December 1, 1995
  392.  
  393.  
  394. 7.  Further discussion.
  395.  
  396.    A point of discussion on the ip-atm forum revolved around "auto
  397.    configuration" and "diskless boot".  This memo describes a broadcast
  398.    solution that requires the use of the MARS.  Therefore, at a minimum,
  399.    the ATM address of the MARS must be manually configured into a
  400.    diskless workstation.  Suggestions such as universal channel numbers,
  401.    and universal ATM addresses have been proposed, however, no agreement
  402.    has been reached.
  403.  
  404.  
  405. Security Considerations
  406.  
  407.    This memo does not address security issues.
  408.  
  409.  
  410. Acknowledgments
  411.  
  412.    The apparent simplicity of this memo owes a lot to the services
  413.    provided in [2], which itself is the product of much discussion on
  414.    the IETF's IP-ATM working group mailing list.
  415.  
  416. References
  417.  
  418.    [1]  Laubach, M., "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577,
  419.    Hewlett-Packard Laboratories, December 1993.
  420.  
  421.    [2]  G. Armitage, "Support for Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM
  422.    Networks", Internet-Draft, IP over ATM Working Group, draft-ietf-
  423.    ipatm-ipmc-09.txt, November 1995.
  424.  
  425.    [3]  S. Deering, "Host Extensions for IP Multicasting", RFC 1112,
  426.    Stanford University, August 1989.
  427.  
  428.    [4]  ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification Version
  429.    3.0", Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, September 1993.
  430.  
  431.    [5]  M. Perez, F. Liaw, D. Grossman, A. Mankin, E. Hoffman, A. Malis,
  432.    "ATM Signaling Support for IP over ATM", RFC 1755, February 1995.
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.  
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 8]
  446.  
  447. Internet Draft                                          December 1, 1995
  448.  
  449.  
  450. Author's Address
  451.  
  452. Timothy J. Smith
  453. Network Routing Systems,
  454. International Business Machines Corporation.
  455. N21/664
  456. P.O.Box 12195
  457. Research Triangle Park, NC 27709
  458.  
  459. Phone: (919) 254-4723
  460. EMail: tjsmith@vnet.ibm.com
  461.  
  462.  
  463. Grenville Armitage
  464. Internetworking Research Group,
  465. Bellcore.
  466. MRE 2P340, 445 South Street,
  467. Morristown, NJ, 07960
  468.  
  469. Phone: (201) 829 2635
  470. Email: gja@thumper.bellcore.com
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.  
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  
  497.  
  498.  
  499.  
  500.  
  501. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                  [Page 9]
  502.  
  503. Internet Draft                                          December 1, 1995
  504.  
  505.  
  506. Appendix A.  Broadcast alternatives
  507.  
  508.    Throughout the development of this memo, there have been
  509.    a number of alternatives explored and discarded for one
  510.    reason or another.  This appendix documents these alternatives
  511.    and the reason that they were not chosen.
  512.  
  513.  
  514. A.1  ARP Server Broadcast Solutions.
  515.  
  516.    The ARP Server is a good candidate to support broadcasting.  There
  517.    is an ARP Server for every LIS.  The ARP Server contains the entire
  518.    LIS membership.  These are fundamental ingredients for the broadcast
  519.    function.
  520.  
  521.  
  522. A.1.1  Base Solution without modifications to ARP Server.
  523.  
  524.    One may choose as an existing starting point to use only what is
  525.    available in RFC 1577.  That is, a host can easily calculate the
  526.    range of members in its LIS based on its own IP address and
  527.    subnet mask.  The host can then issue an ARP Request for every
  528.    member of the LIS.  With this information, the host can then
  529.    set up point-to-point connections with all members, or can set
  530.    up a point-to-multipoint connection to all members.  There you have
  531.    it, the poor man's broadcast.
  532.  
  533.    While this solution is very straight forward, it suffers from a number
  534.    of problems.
  535.  
  536.    o  The load on the ARP Server is very large.  If all stations on
  537.       a LIS choose to implement broadcasting, the initial surge of
  538.       ARP Requests will be huge.  Some sort of slow start sequence
  539.       would be needed.
  540.  
  541.    o  The amount of resource required makes this a non-scalable
  542.       solution.  The authors believe that broadcasting will require
  543.       an MCS to reduce the number of channel resources
  544.       required to support each broadcast 'group'.  Using the ARP
  545.       Server in this manner does not allow an MCS
  546.       to be transparently introduced. (Basic RFC1577 interfaces
  547.       also do not implement the extended LLC/SNAP encapsulation
  548.       required to safely use more than one MCS).
  549.  
  550.    o  The diskless boot solution can not function in this environment
  551.       because it may be unable to determine which subnet to which
  552.       it belongs.
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                 [Page 10]
  558.  
  559. Internet Draft                                          December 1, 1995
  560.  
  561.  
  562. A.1.2  Enhanced ARP Server solution.
  563.  
  564.    This solution is similar to the base solution except that it
  565.    takes some of the (MARS) multicast solution and embeds it in the
  566.    ARP Server.  The first enhancement is to add the MARS_MULTI
  567.    command
  568.    to the set of opcodes that the ARP Server supports.  This would
  569.    allow a host to issue a single request, and to get back the
  570.    list of members in one or more MARS_REPLY packets.  Rather
  571.    than have a registration mechanism, the ARP Server could simply
  572.    use the list of members that have already been registered.  When
  573.    a request comes in for the subnet broadcast address,
  574.    the ARP Server would aggregate the list, and
  575.    send the results to the requester.
  576.  
  577.    This suffers from two drawbacks.
  578.  
  579.    1)  Scalability with regard to number of VCs is still an issue.
  580.        One would eventually need to add in some sort of multicast
  581.        server solution to the ARP Server.
  582.  
  583.    2)  The diskless boot scenario is still broken.  There is no
  584.        way for a station to perform a MARS_MULTI without first
  585.        knowing its IP address and subnet mask.
  586.  
  587.    The diskless boot problem could be solved by adding to the
  588.    ARP Server a registration process where anyone could register
  589.    to the 255.255.255.255 address.  These changes would make
  590.    the ARP Server look more and more like MARS.
  591.  
  592.  
  593. A.2  MARS Solutions.
  594.  
  595.    If we wish to keep the ARP Server constant as described in
  596.    RFC 1577, the alternative is to use the Multicast Address
  597.    Resolution Server (MARS) described in [2].
  598.  
  599.    MARS has three nice features for broadcasting.
  600.  
  601.    1)  It has a generalized registration approach which allows
  602.        for any address to have a group of entities registered.
  603.        So, if the subnet address is not known, a host can
  604.        register for an address that is known (e.g. 255.255.255.255).
  605.  
  606.    2)  The command set allows for lists of members to be passed
  607.        in a single MARS_MULTI packet.   This reduces traffic.
  608.  
  609.    3)  MARS contains an architecture for dealing with the
  610.  
  611.  
  612.  
  613. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                 [Page 11]
  614.  
  615. Internet Draft                                          December 1, 1995
  616.  
  617.  
  618.        scalability issues.  That is, Multicast Servers (MCSs)
  619.        may be used to set up the point-to-multipoint channels
  620.        and reduce the number of channels that a host needs to
  621.        set up to one.  Hosts wishing to broadcast will instead
  622.        send the packet to the MCS who will then forward it to
  623.        all members of the LIS.
  624.  
  625.  
  626. A.2.1.  Subnet Broadcast solution.
  627.  
  628.    One of the earliest solutions was to simply state that broadcast
  629.    support would be implemented by using a single multicast group --
  630.    namely, the subnet broadcast address group.
  631.    All members of a LIS would
  632.    be required to register to this address, and use it as required.
  633.    A host wishing to use either the 255.255.255.255 broadcast, or the
  634.    network broadcast addresses would internally map the VC to the
  635.    subnet broadcast VC.  The all ones and network broadcast addresses
  636.    would exist on MARS, but would be unused.
  637.  
  638.    The problem with this approach goes back to the diskless workstation
  639.    problem.  Because the workstation may not know which subnet it
  640.    belongs to, it doesn't know which group to register with.
  641.  
  642.  
  643. A.2.2.  All one's first, subnet broadcast second
  644.  
  645.    This solution acknowledges that the diskless boot problem requires
  646.    a generic address (one that does not contain subnet information) to
  647.    register with and to use until subnet knowledge is known.  In essence,
  648.    all stations first register to the 255.255.255.255 group, then as
  649.    they know their subnet information, they could optionally de-register
  650.    from the all one's group and register to the subnet broadcast group.
  651.  
  652.    This solution would appear to solve a couple of problems:
  653.  
  654.    1)  The bootp client can function if the server remains
  655.        registered to the all one's group continuously.
  656.  
  657.    2)  There will be less traffic using the all ones group (which may
  658.        span multiple LISs) because the preferred transactions will be
  659.        on the subnet broadcast channel
  660.  
  661.    Unfortunately the first bullet contains a flaw.  Namely that the
  662.    server must continually be registered to two groups -- the all ones
  663.    group and the subnet broadcast group.  If this server has multiple
  664.    processes that are running different IP applications, it may be
  665.    difficult for the link layer to know which broadcast VC to use.
  666.  
  667.  
  668.  
  669. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                 [Page 12]
  670.  
  671. Internet Draft                                          December 1, 1995
  672.  
  673.  
  674.    If it always uses the all ones, then it will be missing members
  675.    that have removed themselves from the all ones and have registered
  676.    to the subnet broadcast.  If it always uses the subnet broadcast
  677.    group, the diskless boot scenario gets broken.  While making the
  678.    decision at the link layer may require additional control flows
  679.    be built into the path, it may also require the rewriting of
  680.    application software.
  681.  
  682.    In some implementations, a simple constant is used to indicate
  683.    to the link layer that this packet is to be transmitted to the
  684.    broadcast "MAC" address.  The assumption is that the physical
  685.    network broadcast and the logical protocol broadcast are one
  686.    and the same.  As pointed out earlier, this is not the case
  687.    with ATM.  Therefore applications would need to specifically
  688.    identify the subnet broadcast group address to take advantage
  689.    of the smaller group.
  690.  
  691.    These problems could be solved in a number of ways, but it was
  692.    thought that they added unnecessarily to the complexity of the
  693.    broadcast solution.
  694.  
  695.  
  696.  
  697.  
  698.  
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.  
  705.  
  706.  
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719.  
  720.  
  721.  
  722.  
  723.  
  724.  
  725. Smith, Armitage           Expires June 1, 1996                 [Page 13]
  726.  
  727.