home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / rfc / rfc1688 < prev    next >
Text File  |  1994-08-10  |  19KB  |  508 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                         W. Simpson
  8. Request for Comments: 1688                                    Daydreamer
  9. Category: Informational                                      August 1994
  10.  
  11.  
  12.                       IPng Mobility Considerations
  13.  
  14. Status of this Memo
  15.  
  16.    This memo provides information for the Internet community.  This memo
  17.    does not specify an Internet standard of any kind.  Distribution of
  18.    this memo is unlimited.
  19.  
  20. Abstract
  21.  
  22.    This document was submitted to the IPng Area in response to RFC 1550.
  23.    Publication of this document does not imply acceptance by the IPng
  24.    Area of any ideas expressed within.  Comments should be submitted to
  25.    the big-internet@munnari.oz.au mailing list.  This RFC specifies
  26.    criteria related to mobility for consideration in design and
  27.    selection of the Next Generation of IP.
  28.  
  29. Table of Contents
  30.  
  31.    1.     Introduction ..........................................    2
  32.    2.     Addressing ............................................    2
  33.       2.1       Ownership .......................................    2
  34.       2.2       Topology ........................................    3
  35.       2.3       Manufacturer ....................................    3
  36.       2.4       Numbering .......................................    3
  37.       2.5       Configuration ...................................    3
  38.    3.     Communication .........................................    3
  39.       3.1       Topological Changes .............................    4
  40.       3.2       Routing Updates .................................    4
  41.       3.3       Path Optimization ...............................    5
  42.       3.4       At Home .........................................    5
  43.       3.5       Away From Home ..................................    5
  44.    4.     Security ..............................................    5
  45.       4.1       Authentication ..................................    5
  46.       4.2       Anonymity .......................................    6
  47.       4.3       Location Privacy ................................    6
  48.       4.4       Content Privacy .................................    6
  49.    5.     Bandwidth .............................................    6
  50.       5.1       Administrative Messages .........................    7
  51.       5.2       Response Time ...................................    7
  52.       5.3       Header Prediction ...............................    8
  53.    6.     Processing ............................................    8
  54.       6.1       Fixed Location ..................................    8
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Simpson                                                         [Page 1]
  59.  
  60. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  61.  
  62.  
  63.       6.2       Simple Fields ...................................    9
  64.       6.3       Simple Tests ....................................    9
  65.       6.4       Type, Length, Value .............................    9
  66.    Acknowledgements .............................................    9
  67.    Security Considerations ......................................    9
  68.    Author's Address .............................................    9
  69.  
  70. 1.  Introduction
  71.  
  72.    Current versions of the Internet Protocol make an implicit assumption
  73.    that a node's point of attachment remains fixed.  Datagrams are sent
  74.    to a node based on the location information contained in the node's
  75.    IP address.
  76.  
  77.    If a node moves while keeping its IP address unchanged, its IP
  78.    network number will not reflect its new point of attachment.  The
  79.    routing protocols will not be able to route datagrams to it
  80.    correctly.
  81.  
  82.    A number of considerations arise for routing these datagrams to a
  83.    Mobile Node.
  84.  
  85. 2.  Addressing
  86.  
  87.    Each Mobile Node must have at least one Home-Address which identifies
  88.    it to other nodes.  This Home-Address must be globally unique.
  89.  
  90. 2.1.  Ownership
  91.  
  92.    The presence of ownership information in the Home-Address would be
  93.    beneficial.  A Mobile Node will be assigned a Home-Address by the
  94.    organization that owns the machine, and will be able to use that
  95.    Home-Address regardless of the current point of attachment.
  96.  
  97.    The ownership information must be organized in such a fashion to
  98.    facilitate "inverse" lookup in the Domain Name Service, and other
  99.    future services.
  100.  
  101.    Ownership information could be used by other nodes to ascertain the
  102.    current topological location of the Mobile Node.
  103.  
  104.    Ownership information could also be used for generation of accounting
  105.    records.
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.  
  111.  
  112.  
  113.  
  114. Simpson                                                         [Page 2]
  115.  
  116. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  117.  
  118.  
  119. 2.2.  Topology
  120.  
  121.    There is no requirement that the Home-Address contain topological
  122.    information.  Indeed, by the very nature of mobility, any such
  123.    topological information is irrelevant.
  124.  
  125.    Topological information in the Home-Address must not hinder mobility,
  126.    whether by prevention of relocation, or by wasting bandwidth or
  127.    processing efficiency.
  128.  
  129. 2.3.  Manufacturer
  130.  
  131.    There is no requirement that the Home-Address contain manufacturer
  132.    information.
  133.  
  134.    Manufacturer information in the Home-Address must not hinder
  135.    mobility, whether by prevention of relocation, or by wasting
  136.    bandwidth or processing efficiency.
  137.  
  138. 2.4.  Numbering
  139.  
  140.    The number of mobile nodes is expected to be constrained by the
  141.    population of users within the lifetime of the IPng protocol.  The
  142.    maximum world-wide sustainable population is estimated as 16e9,
  143.    although during the lifetime of IPng the population is not expected
  144.    to exceed 8e9.
  145.  
  146.    Each user is assumed to be mobile, and to have a maximum combined
  147.    personal mobile and home network(s) on the order of 4e3 nodes.
  148.  
  149.    The expectation is that only 46 bits will be needed to densely number
  150.    all mobile and home nodes.
  151.  
  152.    The size of addressing elements is also constrained by bandwidth
  153.    efficiency and processing efficiency, as described later.
  154.  
  155. 2.5.  Configuration
  156.  
  157.    Since the typical user would be unlikely to be aware of or willing
  158.    and able to maintain 4e3 nodes, the assignment of Home-Addresses must
  159.    be automatically configurable.  Registration of the nodes must be
  160.    dynamic and transparent to the user, both at home and away from home.
  161.  
  162. 3.  Communication
  163.  
  164.    A Mobile Node must continue to be capable of communicating directly
  165.    with other nodes which do not implement mobility functions.
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170. Simpson                                                         [Page 3]
  171.  
  172. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  173.  
  174.  
  175.    No protocol enhancements are required in hosts or routers that are
  176.    not serving any of the mobility functions.  Similarly, no additional
  177.    protocols are needed by a router (that is not acting as a Home Agent
  178.    or a Foreign Agent) to route datagrams to or from a Mobile Node.
  179.  
  180.    A Mobile Node using its Home-Address must be able to communicate with
  181.    other nodes after having been disconnected from the Internet, and
  182.    then reconnected at a different point of attachment.
  183.  
  184.    A Mobile Node using its Home-Address must be able to communicate with
  185.    other nodes while roaming between different points of attachment,
  186.    without loss of transport connections.
  187.  
  188. 3.1.  Topological Changes
  189.  
  190.    In order that transport connections be maintained while roaming,
  191.    topological changes must not affect transport connections.
  192.  
  193.    For correspondent nodes which do not implement mobility functions,
  194.    topological changes should not be communicated to the correspondent.
  195.  
  196.    For correspondent nodes which implement mobility functions, the
  197.    correspondent should be capable of determining topological changes.
  198.  
  199.    Topological change information must be capable of insertion and
  200.    removal by routers in the datagram path, as well as by the
  201.    correspondent and Mobile Node.
  202.  
  203. 3.2.  Routing Updates
  204.  
  205.    Mobile Nodes are expected to be able to change their point of
  206.    attachment no more frequently than once per second.
  207.  
  208.    Changes in topology which occur more frequently must be handled at
  209.    the link layer transparently to the internetwork layer.  It is
  210.    further noted that engineering margins may require the link layer to
  211.    handle all changes at a frequency in the neighborhood of 10 seconds.
  212.  
  213.    Changes in topology which occur less frequently must be immediately
  214.    reflected in the mobility updates.  This may preclude the use of the
  215.    Domain Name Service as the repository of mobility topological
  216.    information.
  217.  
  218.    It must be noted that global routing updates do not operate at this
  219.    frequency.  As old topological information may be obsoleted faster
  220.    than global routing updates, access to the repository of mobility
  221.    topological information must be independent of prior topological
  222.    information.
  223.  
  224.  
  225.  
  226. Simpson                                                         [Page 4]
  227.  
  228. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  229.  
  230.  
  231.    The mobility specific repository should use ownership information in
  232.    the Home-Address for access to the repository.
  233.  
  234. 3.3.  Path Optimization
  235.  
  236.    Optimization of the path from a correspondent to a mobile node is not
  237.    required.  However, such optimization is desirable.
  238.  
  239.    For correspondent nodes which implement mobility functions, the
  240.    correspondent should be capable of determining the optimal path.
  241.  
  242.    The optimization mechanism is also constrained by security, bandwidth
  243.    efficiency and processing efficiency, as described later.
  244.  
  245. 3.4.  At Home
  246.  
  247.    Mobile Nodes do not require special "virtual" home network addresses.
  248.    The assumption that extra addresses or multiple routers are available
  249.    is unwarranted in small networks.
  250.  
  251.    Mobile Nodes must operate without special assistance from routers in
  252.    order to communicate directly with other nodes on the home subnetwork
  253.    link.
  254.  
  255. 3.5.  Away From Home
  256.  
  257.    When a router is present, and the correspondent does not implement
  258.    mobility functions, the router must be capable of redirecting the
  259.    correspondent to communicate directly with the Mobile Node.
  260.  
  261.    When no router is present, Mobile Nodes must be capable of
  262.    communicating directly with other nodes on the same link.
  263.  
  264.    Mobility must not create an environment which is less secure than the
  265.    current Internet.
  266.  
  267.    Changes in topology must not affect internode security mechanisms.
  268.  
  269. 4.  Security
  270.  
  271. 4.1.  Authentication
  272.  
  273.    Mobility registration messages must be authenticated between the home
  274.    topological repository and Mobile Node.
  275.  
  276.    When the correspondent implements mobility functions, redirection or
  277.    path optimization must be authenticated between the correspondent and
  278.    Mobile Node.
  279.  
  280.  
  281.  
  282. Simpson                                                         [Page 5]
  283.  
  284. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  285.  
  286.  
  287. 4.2.  Anonymity
  288.  
  289.    The capability to attach to a foreign administrative domain without
  290.    the awareness of the foreign administration is not prohibited.
  291.    However, any mobility mechanism must provide the ability to prevent
  292.    such attachment.
  293.  
  294. 4.3.  Location Privacy
  295.  
  296.    The capability to attach to a foreign administrative domain without
  297.    the awareness of correspondents is not prohibited.  However, any
  298.    mobility mechanism must provide the ability for the home
  299.    administration to trace the current path to the point of attachment.
  300.  
  301. 4.4.  Content Privacy
  302.  
  303.    Security mechanisms which provide content privacy must not obscure or
  304.    have a dependency on the topological location of Mobile Nodes.
  305.  
  306. 5.  Bandwidth
  307.  
  308.    Mobility must operate in the current link environment, and must not
  309.    be dependent on bandwidth improvements.  The Mobile Node's directly
  310.    attached link is likely to be bandwidth limited.
  311.  
  312.    In particular, radio frequency spectrum is already a scarce
  313.    commodity.  Higher bandwidth links are likely to continue to be
  314.    scarce in the mobile environment.
  315.  
  316.    Current applications of mobility using radio links include HF links
  317.    which are subject to serious fading and noise constraints, VHF and
  318.    UHF line of sight radio between ships or field sites, and UHF
  319.    Satellite Communications links.
  320.  
  321.    The HF radio bandwidth is fixed at 1200 or 2400 bps by international
  322.    treaty, statute, and custom, and is not likely to change.
  323.  
  324.    The European standard for cellular radio is 2400 bps GSM.
  325.  
  326.    The most prevalent deployed analog cellular and land-line modulation
  327.    used by mobile nodes is 2400 bps.
  328.  
  329.    Current digital cellular deployment is 19,200 bps CDPD shared among
  330.    many users.  At early installations, under light loads, effective FTP
  331.    throughput has been observed as low as 200 bps.
  332.  
  333.    Future digital cellular deployment is 9,600 and 14,400 bps CDMA,
  334.    which is shared between voice and data on a per user basis.
  335.  
  336.  
  337.  
  338. Simpson                                                         [Page 6]
  339.  
  340. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  341.  
  342.  
  343.    Effective FTP throughput has been measured as low as 7,200 bps.
  344.  
  345.    Future Personal Communications Services (PCS) will also have
  346.    relatively little bandwidth.  In industrialized nations, the
  347.    bandwidth available to each user is constrained by the density of
  348.    deployment, and is commensurate with planned digital cellular
  349.    deployment.
  350.  
  351.    It appears likely that satellite-based PCS will be widely deployed
  352.    for basic telephony communications in many newly-industrialized and
  353.    lesser-developed countries.  There is already significant PCS
  354.    interest in East and SouthEast Asia, India, and South America.
  355.  
  356.    Van Jacobson header prediction is widely used, and essential to
  357.    making the use of such links viable.
  358.  
  359. 5.1.  Administrative Messages
  360.  
  361.    The number of administrative mobility messages sent or received by
  362.    the Mobile Node must be limited to as few as possible.  In order to
  363.    meet the frequency requirement of changing point of attachment once
  364.    per second, registration of changes must not require more than a
  365.    single request and reply.
  366.  
  367.    The size of administrative mobility messages must be kept as short as
  368.    possible.  In order to meet the frequency requirement of changing
  369.    point of attachment once per second, the registration messages must
  370.    not total more than 120 bytes for a complete transaction, including
  371.    link and internet headers.
  372.  
  373. 5.2.  Response Time
  374.  
  375.    For most mobile links in current use, the typical TCP/IPv4 datagram
  376.    overhead of 40 bytes is too large to maintain an acceptable typing
  377.    response of 200 milliseconds round trip time.
  378.  
  379.    Therefore, the criteria for IPng mobility is that the response time
  380.    not be perceptably worse than IPv4.
  381.  
  382.    This allows no more than 6 bytes of additional overhead per datagram
  383.    to be added by IPng.
  384.  
  385.       This was a primary concern in the design of mobility forwarding
  386.       headers.  Larger headers were rejected outright, and negotiation
  387.       is provided for smaller headers than the default method.
  388.       Topological headers are removed by the Foreign Agent prior to
  389.       datagram transmission over the slower link to the Mobile Node,
  390.       which also aids header prediction, as described below.
  391.  
  392.  
  393.  
  394. Simpson                                                         [Page 7]
  395.  
  396. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  397.  
  398.  
  399. 5.3.  Header Prediction
  400.  
  401.    Header prediction can be useful in reducing bandwidth usage on
  402.    multiple related datagrams.  It requires a point-to-point peer
  403.    relationship between nodes, so that a header history can be
  404.    maintained between the peers.
  405.  
  406.    Header prediction is less effective in mobile environments, as the
  407.    header history is lost each time a Mobile Node changes its point of
  408.    attachment.  The new Foreign Agent will not have the same history as
  409.    the previous Agent.
  410.  
  411.    In order for header prediction to operate successfully, changing
  412.    topological information must be removed from datagram overhead prior
  413.    to transmission of the datagram on any final hop's directly attached
  414.    link.  This applies to both the Mobile Node peering with a Foreign
  415.    Agent, and also the final link to a Correspondent.  Otherwise, header
  416.    prediction cannot be relied upon to improve bandwidth utilization on
  417.    low-speed Mobile and Correspondent links.
  418.  
  419.    Since the changing topological information cannot be removed in the
  420.    forwarding path of the datagram, header prediction will also be
  421.    affected at any other pair of routers in the datagram path.  Each
  422.    time that a Mobile Node moves, the topological portion of the header
  423.    will change, and header history used at those routers will be
  424.    updated.  Unless topological information is limited to as few headers
  425.    as possible, this may render header prediction ineffective as more
  426.    Mobile Nodes are deployed.
  427.  
  428. 6.  Processing
  429.  
  430.    Mobility must operate in the current processor environment, and must
  431.    not be dependent on hardware improvements.
  432.  
  433.    Common hardware implementations of Mobile Nodes include lower speed
  434.    processors, and highly integrated components.  These are not readily
  435.    upgradable.
  436.  
  437.    The most prevalent mobile platform is a low speed i86, i286 or i386.
  438.  
  439.    The most common ASIC processor is a low speed i186.
  440.  
  441. 6.1.  Fixed Location
  442.  
  443.    The processing limitations require that datagram header fields which
  444.    are frequently examined by Mobile Nodes, or used for datagram
  445.    forwarding to or from Mobile Nodes, are in a fixed location and do
  446.    not require lengths and offsets.
  447.  
  448.  
  449.  
  450. Simpson                                                         [Page 8]
  451.  
  452. RFC 1688                     IPng Mobility                   August 1994
  453.  
  454.  
  455.       Varied number of fields was explicitly rejected in the design of
  456.       mobility registration and forwarding headers.
  457.  
  458. 6.2.  Simple Fields
  459.  
  460.    The processing limitations require that datagram header fields which
  461.    are frequently examined by Mobile Nodes, or used for datagram
  462.    forwarding to or from Mobile Nodes, are simple and fixed size.
  463.  
  464.       Varied length of fields was explicitly rejected in the design of
  465.       mobility forwarding headers.
  466.  
  467. 6.3.  Simple Tests
  468.  
  469.    Because the most prevalent processors are "little-endian", while
  470.    network protocols are in practice "big-endian", the field processing
  471.    must primarily use simple equality tests, rather than variable shifts
  472.    and prefix matches.
  473.  
  474. 6.4.  Type, Length, Value
  475.  
  476.    Fields which are not frequently examined, whether due to infrequent
  477.    transmission or content that is not relevant in every message, must
  478.    be of the Type, Length, Value format.
  479.  
  480. Acknowledgements
  481.  
  482.    This compilation is primarily based on the work in progress of the
  483.    IETF Mobile IP Working Group.
  484.  
  485. Security Considerations
  486.  
  487.    Security issues are discussed in section 4.
  488.  
  489. Author's Address
  490.  
  491.    Questions about this memo can also be directed to:
  492.  
  493.    William Allen Simpson
  494.    Daydreamer
  495.    Computer Systems Consulting Services
  496.    1384 Fontaine
  497.    Madison Heights, Michigan  48071
  498.  
  499.    EMail: Bill.Simpson@um.cc.umich.edu or
  500.           bsimpson@MorningStar.com
  501.  
  502.  
  503.  
  504.  
  505.  
  506. Simpson                                                         [Page 9]
  507.  
  508.