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Text File  |  1991-04-21  |  11KB  |  283 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                        J. Rekhter
  8. Request for Comments 1074                    T.J. Watson Research Center
  9.                                              IBM Corporation
  10.                                              October 1988
  11.  
  12.         The NSFNET Backbone SPF based Interior Gateway Protocol
  13.  
  14. Status of this Memo
  15.  
  16.    This memo is an implementation description of the standard ANSI IS-IS
  17.    and ISO ES-IS routing protocols within the NSFNET backbone network.
  18.    Distribution of this memo is unlimited.
  19.  
  20. Acknowledgements
  21.  
  22.    I would like to express my thanks to Hans-Werner Braun (MERIT) for
  23.    his contribution to this document.
  24.  
  25. 1.  Overview
  26.  
  27.    This document provides an overview of the NSFNET Backbone routing
  28.    with specific emphasis on the intra-backbone routing.
  29.  
  30.    By the end of 1987, the American National Standardization Institute
  31.    (ANSI) forwarded a specification for an Intermediate System to
  32.    Intermediate System routing protocol to the International
  33.    Standardization Organizations (ISO) for the adaptation as an
  34.    international standard.  This ANSI IS-IS protocol is used as the
  35.    interior gateway protocol (IGP) of the NSFNET backbone.  Documented
  36.    here is an implementation description which also includes further
  37.    definitions that were necessary for the integration into an Internet
  38.    Protocol (IP) environment.  Therefore, it should be viewed as a
  39.    continuation of the specifications of the ANSI IS-IS protocol [1] and
  40.    the ISO standard End System to Intermediate System (ES-IS) protocol
  41.    [2].  While the ANSI IS-IS protocol suffices as an IGP, additional
  42.    methods are used to orchestrate routing between the backbone and the
  43.    attached mid-level networks; most notably the Exterior Gateway
  44.    Protocol (EGP).  Further information about the overall NSFNET routing
  45.    as well as some future aspects can be found in [3], [4], [5] and [6].
  46.  
  47. 2.  A brief overview of the NSFNET backbone
  48.  
  49.    The NSFNET backbone is a wide area network which currently connects
  50.    thirteen sites within the continental United States.  All connections
  51.    are permanent point-to-point links at T1 speed (1.544Mbps).  These T1
  52.    links may contain multiple logical links at sub-T1 and up to the full
  53.    T1 speed.  The result is a hybrid circuit/packet switching network
  54.    able to contain a connectivity-richer logical topology than the
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Rekhter                                                         [Page 1]
  59.  
  60. RFC 1074             NSFNET Backbone SPF based IGP          October 1988
  61.  
  62.  
  63.    underlying physical topology would allow by itself.  Each site has a
  64.    Nodal Switching Subsystem (NSS) which is responsible for packet
  65.    switching.  Each NSS is a RISC technology based multiprocessor system
  66.    using IBM RT/PC processors which operate a modified version of a
  67.    4.3BSD kernel.  For the purpose of routing, each NSS is considered as
  68.    a single entity which has connections to both other NSS (via the
  69.    logical network infrastructure) and to regional networks (via local
  70.    area network attachments; typically an Ethernet).
  71.  
  72.    The routing protocol which is used for the inter-NSS routing within
  73.    the NSFNET backbone is an adaptation of the ANSI IS-IS routing
  74.    protocol [1].  The routing protocol which is used between the
  75.    backbone and the attached mid-level networks is the Exterior Gateway
  76.    Protocol (EGP) [3].  The information exchange between the backbone
  77.    and its connected EGP peers is subject to policy based routing
  78.    restrictions which are maintained in the Policy Based Routing
  79.    Database [4,5].
  80.  
  81. 3.  An overview of the ANSI IS-IS routing document
  82.  
  83.    The ANSI IS-IS routing protocol specifies a two level hierarchical
  84.    routing where Level 1 routing deals with routing within an area,
  85.    while Level 2 routing deals with routing between different areas.
  86.  
  87.    This routing protocol belongs to a class of so called "Link State"
  88.    protocols where each node maintains a complete topology of the whole
  89.    network.  The route computation is based on a modified version of
  90.    Dijkstra's Shortest Path First (SPF) algorithm.
  91.  
  92.    Both Level 1 and Level 2 routing use two types of Protocol Data Units
  93.    (PDU):
  94.  
  95.         The Level 1 Router Link PDU lists IS neighbors.  The Level 1 End
  96.         System PDU lists ES neighbors.
  97.  
  98.         The Level 2 Router Link PDU lists neighbor Level 2 routes.  The
  99.         Level 2 End System PDU lists address prefixes for systems in
  100.         other Routing Domains.
  101.  
  102.    The ANSI IS-IS document separates subnetwork independent functions
  103.    from the subnetwork dependent functions.  Subnetwork independent
  104.    functions include dissemination of Router Link and End System Link
  105.    PDU's and the Routing Algorithm.  The subnetwork dependent functions
  106.    cover different types of subnets such as X.25, permanent point-to-
  107.    point links and LANs.
  108.  
  109.    The IS-IS Protocol is designed to interoperate with the End System to
  110.    Intermediate System (ES-IS) routing exchange protocol [2].  The ES-IS
  111.  
  112.  
  113.  
  114. Rekhter                                                         [Page 2]
  115.  
  116. RFC 1074             NSFNET Backbone SPF based IGP          October 1988
  117.  
  118.  
  119.    protocol is used to determine connectivity and network layer
  120.    addresses.  This information is used to construct the Router Link
  121.    PDUs.
  122.  
  123. 4.  How the ANSI IS-IS protocol is adapted for the NSFNET backbone
  124.     routing
  125.  
  126.    The NSFNET backbone implements a subset of the ANSI IS-IS protocol.
  127.    With respect to subnetwork independent functions, it only supports
  128.    Level 2 routing.  With respect to subnetwork dependent functions, it
  129.    only supports general topology subnetworks with permanent point-to-
  130.    point links.  Since the ANSI IS-IS protocol is designed for ISO
  131.    Network Service Access Point (NSAP) addresses, there is a need to
  132.    encapsulate IP addresses into NSAP addresses.
  133.  
  134.    For this, the Initial Domain Part (IDP) is unused.  The Domain
  135.    Specific Part (DSP) includes nine bytes which are partitioned as
  136.    follows:
  137.  
  138.         2 bytes - administrative domain
  139.  
  140.         2 bytes - empty
  141.  
  142.         4 bytes - IP address
  143.  
  144.         1 byte  - empty
  145.  
  146.    In the ANSI IS-IS protocol, each router has its own identifier (ID)
  147.    which is 6 bytes long.  For the NSFNET implementation, the first 2
  148.    bytes of the ID are empty and the last four bytes include the IP
  149.    address of a particular router.
  150.  
  151.    The NSFNET backbone PDUs (both IS-IS and IS-ES) are transmitted as a
  152.    protocol on top of IP, with "85" being the assigned protocol number
  153.    for this purpose.  The IS-IS PDUs are distinguished from the IS-ES
  154.    PDUs by the Protocol Discriminator Field within the PDUs.  The IP
  155.    fragmentation/reassembly mechanism provides support for transmission
  156.    of up to 64 kilobytes in a single IP packet.  Within the backbone, it
  157.    is highly unlikely that the size of IS-IS PDUs will exceed this
  158.    limit.  Therefore, no IS-IS fragmentation/reassembly is implemented
  159.    for this environment.  This is different from the ISO framework where
  160.    the ISIS is located directly on top of the Data Link Layer.
  161.  
  162.    For the purpose of the NSFNET Backbone routing, each Autonomous
  163.    System (AS) is treated as a separate Administrative Domain (AD).  The
  164.    list of administrative domains (as obtained via EGP and filtered
  165.    through the Policy Based Routing Database) which are connected
  166.    directly to a particular NSS is distributed in the set of the
  167.  
  168.  
  169.  
  170. Rekhter                                                         [Page 3]
  171.  
  172. RFC 1074             NSFNET Backbone SPF based IGP          October 1988
  173.  
  174.  
  175.    partitionAreaAddresses part of the Level 2 Router Links PDU.  Each
  176.    area address is 5 bytes long and consists of 3 empty bytes (IDP)
  177.    followed by 2 bytes of the Administrative Domain.
  178.  
  179.    The reachability information obtained from regional networks via EGP
  180.    is distributed within the backbone by End System PDUs.  In order to
  181.    support multi-domain topologies, the ANSI IS-IS protocol allows for a
  182.    set of Address Prefixes to be entered by the System Management at the
  183.    boundary IS.  In the NSFNET Backbone, these Address Prefixes are
  184.    obtained via the Exterior Gateway Protocol.  For each network listed
  185.    in EGP NR packets which is received from an EGP peer, the network and
  186.    administrative domain number of the EGP peer are encapsulated into
  187.    NSAP addresses (as described above).  A complete NSAP address is used
  188.    as an address prefix in the reachable address prefix neighbor part of
  189.    the End System PDU.  The cost field in the reachable address prefix
  190.    neighbor part of the End System PDU is derived from the Policy Based
  191.    Routing Database maintained in each NSS.
  192.  
  193.    At each NSS, the reachability information obtained from other nodes
  194.    (via their End System PDU's) is passed on to the mid-level network
  195.    EGP peers, following the appropriate processing and filtering
  196.    according to the Policy Based Routing Database.
  197.  
  198.    The Network Entity Title (NET) (which is used in the IS-ES protocol)
  199.    is eleven bytes long and is constructed by first encapsulating an IP
  200.    address into a NSAP address, then taking the first 11 bytes of this
  201.    address as a NET.
  202.  
  203. 5.  Current timer parameters
  204.  
  205.    The following timer parameters are currently implemented:
  206.  
  207.         Hello Interval (IS-ES Hello):  10 seconds
  208.  
  209.         Hold Time (ES-IS protocol):    40 seconds
  210.  
  211.         Other timer parameters for the IS-IS protocol are taken from  the
  212.         section 6.3.7 of [1].
  213.  
  214. 6.  References
  215.  
  216.      [1]  "Intermediate System to Intermediate System Intra-Domain
  217.           Routing Exchange Protocol", ANSI X3S3.3/87-150R, 1987-10-29.
  218.  
  219.      [2]  "End System to Intermediate System Routing Exchange Protocol
  220.           for use in conjunction with the Protocol for providing the
  221.           Connectionless-Mode Network Service (ISO8473)", ISO
  222.           JTC1/SC6/N4802R, 1988-03-26.
  223.  
  224.  
  225.  
  226. Rekhter                                                         [Page 4]
  227.  
  228. RFC 1074             NSFNET Backbone SPF based IGP          October 1988
  229.  
  230.  
  231.      [3]  Mills, D., "Exterior Gateway Formal Specification", RFC 904,
  232.           University of Delaware, April 1984.
  233.  
  234.      [4]  Rekhter, J., "EGP and Policy Based Routing in the New NSFNET
  235.           Backbone", IBM, March 1988.
  236.  
  237.      [5]  Braun, H-W., "The NSFNET Routing Architecture", Merit Computer
  238.           Network, University of Michigan, April 1988.
  239.  
  240.      [6]  Braun, H-W., "NSFNET Inter Autonomous System Routing", Merit
  241.           Computer Network, University of Michigan, September 1988.
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282. Rekhter                                                         [Page 5]
  283.