home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / rfc / rfc2176 < prev    next >
Text File  |  1997-06-27  |  12KB  |  340 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                        K. Murakami
  8. Request for Comments: 2176                                   M. Maruyama
  9. Category: Informational                                 NTT Laboratories
  10.                                                                June 1997
  11.  
  12.  
  13.                        IPv4 over MAPOS Version 1
  14.  
  15. Status of this Memo
  16.  
  17.    This memo provides information for the Internet community.  This memo
  18.    does not specify an Internet standard of any kind.  Distribution of
  19.    this memo is unlimited.
  20.  
  21. Authors' Note
  22.  
  23.    This memo documents a mechanism for supporting Version 4 of the
  24.    Internet Protocol (IPv4) on Version 1 of the Multiple Access Protocol
  25.    over SONET/SDH.  This document is NOT the product of an IETF working
  26.    group nor is it a standards track document.  It has not necessarily
  27.    benefited from the widespread and in-depth community review that
  28.    standards track documents receive.
  29.  
  30. Abstract
  31.  
  32.    This document describes a protocol for transmission of the Internet
  33.    Protocol Version 4 (IPv4) over Multiple Access Over SONET/SDH (MAPOS)
  34.    version 1. MAPOS is a link layer protocol and provides multiple
  35.    access capability over SONET/SDH links. IP runs on top of MAPOS. This
  36.    document explains IP datagram encapsulation in HDLC frame of MAPOS,
  37.    and the Address Resolution Protocol (ARP).
  38.  
  39. 1. Introduction
  40.  
  41.    Multiple Access Protocol over SONET/SDH (MAPOS) [1] is a high-speed
  42.    link-layer protocol that provides multiple access capability over
  43.    SONET/SDH. Its frame format is based on the HDLC-like framing [2] for
  44.    PPP.  A component called "Frame Switch" [1] allows multiple nodes to
  45.    be connected together in a star topology to form a LAN. Using long
  46.    haul SONET/SDH links, the nodes on such a "SONET-LAN" can span over a
  47.    wide geographical area. The Internet Protocol (IP) [3] datagrams are
  48.    transmitted in MAPOS HDLC frames [1].
  49.  
  50.    This document describes a protocol for transmission of IP datagrams
  51.    over MAPOS version 1 [1]. It explains IP datagram encapsulation in
  52.    HDLC frame of MAPOS, and ARP (Address Resolution Protocol) for
  53.    mapping between IP address and HDLC address.
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Murakami & Maruyama          Informational                      [Page 1]
  59.  
  60. RFC 2176                         MAPOS                         June 1997
  61.  
  62.  
  63. 2. Frame Format for Encapsulating IP Datagrams
  64.  
  65.    An IP datagram is transmitted in a MAPOS HDLC frame.  The protocol
  66.    field of the frame must contain the value 0x0021 (hexadecimal) as
  67.    defined by the "MAPOS Version 1 Assigned Numbers" [4].  The
  68.    information field contains the IP datagram.
  69.  
  70.    The information field may be one to 65,280 octets in length; the
  71.    MTU(Maximum Transmission Unit) of MAPOS is 65,280 octets.  Although
  72.    the large MTU size can suppress the overhead of IP header processing,
  73.    it may cause fragmentation anywhere along the path from the source to
  74.    the destination and result in performance degradation. To cope with
  75.    the issue, Path MTU discovery [5] may be used.
  76.  
  77. 3. Address Mapping
  78.  
  79.    This section explains MAPOS ARP and the mapping of special addresses.
  80.  
  81. 3.1 ARP cache
  82.  
  83.    Each node on a MAPOS network maintains an "ARP cache" that maps
  84.    destination IP addresses to their corresponding 8-bit HDLC addresses.
  85.    Entries are added to this cache either manually or by the Address
  86.    Resolution Protocol described below.  Entries are removed from this
  87.    cache manually, by the UNARP mechanism, or by ARP cache validation
  88.    mechanism.  An implementation must provide a mechanism for manually
  89.    adding or removing arbitrary ARP cache entries.
  90.  
  91. 3.2 Address Resolution Protocol (ARP)
  92.  
  93.    This subsection describes MAPOS ARP protocol and its packet format.
  94.  
  95. 3.2.1 Overview
  96.  
  97.    The MAPOS ARP is similar to that for ethernet.  Prior to sending an
  98.    IP datagram, the node must know the destination HDLC address
  99.    corresponding to the destination IP address. When its ARP cache does
  100.    not contain the corresponding entry, it uses ARP to translate the IP
  101.    address to the HDLC address. That is, it broadcasts an ARP request
  102.    containing the destination IP address.  In response to the request,
  103.    the node which has the IP address sends an ARP reply containing the
  104.    HDLC address. The returned HDLC address is stored in the ARP cache.
  105.  
  106. 3.2.2 ARP Frame Format
  107.  
  108.    The protocol field for an ARP frame must contain 0xFE01 (hexadecimal)
  109.    as defined by the "MAPOS Version 1 Assigned Numbers" [4]. The
  110.    information field contains the ARP packet as shown below.
  111.  
  112.  
  113.  
  114. Murakami & Maruyama          Informational                      [Page 2]
  115.  
  116. RFC 2176                         MAPOS                         June 1997
  117.  
  118.  
  119.            +-------------------------+------------------------+
  120.            |  Hardware Address Space | Protocol Address Space |
  121.            |       (25:MAPOS)        |     (2048 in Dec)      |
  122.            |    16 bits              |   16 bits              |
  123.            +------------+------------+------------------------+
  124.            | Hard Addr  | Proto Addr |   Operation Code       |
  125.            | Length (4) | Length (4) |(1:Request 2:Response)  |
  126.            |   8 bits   |   8 bits   |         16 bits        |
  127.            +------------+------------+------------------------+
  128.            |    Sender HDLC Address        32 bits            |
  129.            +--------------------------------------------------+
  130.            |    Sender IP Address          32 bits            |
  131.            +--------------------------------------------------+
  132.            |    Target HDLC Address        32 bits            |
  133.            +--------------------------------------------------+
  134.            |    Target IP Address          32 bits            |
  135.            +--------------------------------------------------+
  136.  
  137.                       Figure 5  ARP packet format
  138.  
  139.  
  140.      Hardware Address Space (16 bits)
  141.  
  142.      The hardware address space for MAPOS ARP is 25 in Decimal as
  143.      assigned by IANA [6].
  144.  
  145.      Protocol Address Space (16 bits)
  146.  
  147.      The protocol address space for IP is 2048 in Decimal.
  148.  
  149.      Hardware Address Length (8 bits)
  150.  
  151.      The hardware address length is 4.
  152.  
  153.      Protocol Address Length (8 bits)
  154.  
  155.      The protocol address length for IP is 4.
  156.  
  157.      Operation Code (16 bits)
  158.  
  159.      The operation code is 1 for request and 2 for response.
  160.  
  161.      Sender hardware (HDLC) Address (32 bits)
  162.  
  163.      Contains the sender's HDLC address in an ARP request, and the
  164.      target HDLC address in an ARP response.  The 8-bit HDLC address is
  165.      placed in the least significant place of the 32-bit field. The
  166.      remaining bits should be zero.
  167.  
  168.  
  169.  
  170. Murakami & Maruyama          Informational                      [Page 3]
  171.  
  172. RFC 2176                         MAPOS                         June 1997
  173.  
  174.  
  175.      Sender Protocol (IP) Address (32 bits)
  176.  
  177.      Contains the sender's IP address in an ARP request, and the target
  178.      IP address in an ARP response.
  179.  
  180.      Target hardware (HDLC) Address (32 bits)
  181.  
  182.      Contains unknown target HDLC address (all zeros) in an ARP request,
  183.      and sender's HDLC address in an ARP response.  The 8-bit HDLC
  184.      address is placed in the least significant place of the 32-bit
  185.      field.  The remaining bits should be zero.
  186.  
  187.      Target Protocol (IP) Address (32 bits)
  188.  
  189.      Contains the target IP address in an ARP request, and the sender's
  190.      IP address in an ARP response.
  191.  
  192. 3.3 UNARP
  193.  
  194.    An implementation MUST provide an UNARP mechanism to flush obsolete
  195.    ARP cache entries.  The mechanism is similar to the ARP extension
  196.    described in [7].  When a node detects that its port has came up, it
  197.    MUST broadcast an UNARP packet.  It forces every other node to clear
  198.    the obsolete ARP entry which was created by the node previously
  199.    connected to the switch port. An UNARP is an ARP clear request with
  200.    the following values:
  201.  
  202.      Hardware Address Space          :       25
  203.      Protocol Address Space          :       2048
  204.      Hardware Address Length         :       4
  205.      Protocol Address Length         :       4
  206.      Operation Code                  :       23 (MAPOS-UNARP)
  207.      Sender hardware (HDLC) Address  :       HDLC address of the node
  208.      Sender Protocol (IP) Address    :       IP address of the node
  209.      Target hardware (HDLC) Address  :       all 1
  210.      Target Protocol (IP) Address    :       255.255.255.255 (broadcast)
  211.  
  212.      Hardware Address Space (16 bits)
  213.  
  214.      The hardware address space for MAPOS ARP is 25 in Decimal as
  215.      assigned by IANA [6].
  216.  
  217.      Operation Code (16 bits)
  218.  
  219.      The operation code is 23 for MAPOS-UNARP in Decimal as assigned by
  220.      IANA [6].
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226. Murakami & Maruyama          Informational                      [Page 4]
  227.  
  228. RFC 2176                         MAPOS                         June 1997
  229.  
  230.  
  231.    The node MUST send three UNARP packets at 30 seconds intervals.  The
  232.    receiving node of the packet MUST clear the ARP cache entry
  233.    associated with the Sender Protocol (IP) Address, if and only if the
  234.    corresponding Hardware (HDLC) Address is not equal to that contained
  235.    in the UNARP packet.  That is, if both the Sender Hardware (HDLC)
  236.    Address and the Sender Protocol(IP) Address match those of the cached
  237.    entry, the entry is left unchanged.
  238.  
  239. 3.4 ARP Cache Validation
  240.  
  241.    An implementation MUST provide a mechanism to remove out-of-date
  242.    cache entries and it SHOULD provide options to configure the timeout
  243.    value [8].  One approach is to periodically time-out the cache
  244.    entries, even if they are in use.  This approach involves ARP cache
  245.    timeouts in the order of a minute or less.
  246.  
  247.    Furthermore, when the link is lost on an interface, all ARP cache
  248.    entries associated with the interface MUST be removed immediately.
  249.    Causes for link loss includes conditions such as loss of carrier and
  250.    out-of-synchronization.
  251.  
  252.  
  253. 3.5 IP Broadcast and multicast
  254.  
  255.    In broadcast and multicast frames, the most significant bit of the
  256.    HDLC address must be 1 [1].  In addition, the least significant bit
  257.    must always be 1 to indicate the end of the field [1].
  258.  
  259.    In the case of IP broadcast, the remaining six bits of the HDLC
  260.    address must be all 1s.  That is, it should be mapped to the HDLC
  261.    broadcast address 0xFF (hexadecimal).
  262.  
  263.    In the case of IP multicast, the remaining six bits of the HDLC
  264.    address must contain the lowest-order six bits of the IP multicast
  265.    group address.  It resembles IP multicast extension for ethernet
  266.    described in [9].  Exceptions arise when these six bits are either
  267.    all zeros or all ones, in which case they should be altered to the
  268.    bit sequence 111110.
  269.  
  270. 4. Security Considerations
  271.  
  272.    Security issues are not discussed in this memo.
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282. Murakami & Maruyama          Informational                      [Page 5]
  283.  
  284. RFC 2176                         MAPOS                         June 1997
  285.  
  286.  
  287. References
  288.  
  289.    [1]   Murakami, K. and M. Maruyama, "MAPOS - Multiple Access Protocol
  290.          over SONET/SDH, Version 1," RFC-2171, June 1997.
  291.  
  292.    [2]   Simpson, W., editor, "PPP in HDLC-like Framing," RFC-1662,
  293.          July 1994.
  294.  
  295.    [3]   Postel, J., "Internet Protocol (IP)," RFC-791, September 1981.
  296.  
  297.    [4]   Maruyama, M. and K. Murakami, "MAPOS Version 1 Assigned
  298.          Numbers," RFC-2172, June 1997.
  299.  
  300.    [5]   Mogul, J. and S. Deering, "Path MTU Discovery," RFC-1191,
  301.          Nov. 1990.
  302.  
  303.    [6]   IANA, "IANA-Assignments",
  304.          http://www.iana.org/iana/assignments.html
  305.  
  306.    [7]   Malkin, G., "ARP Extension - UNARP," RFC-1868, November 1995.
  307.  
  308.    [8]   Braden, R., "Requirements for Internet Hosts - Communication
  309.          Layers," RFC-1122, October 1989.
  310.  
  311.    [9]   Deering, S., "Host Extensions for IP Multicasting," RFC-1112,
  312.          August 1989.
  313.  
  314. Acknowledgements
  315.  
  316.    The authors would like to acknowledge the contributions and
  317.    thoughtful suggestions of John P. Mullaney, Clark Bremer, Masayuki
  318.    Kobayashi, Paul Francis, Toshiaki Yoshida, and Takahiro Sajima.
  319.  
  320. Author's Address
  321.  
  322.      Ken Murakami
  323.      NTT Software Laboratories
  324.      3-9-11, Midori-cho
  325.      Musashino-shi
  326.      Tokyo-180, Japan
  327.      E-mail: murakami@ntt-20.ecl.net
  328.  
  329.      Mitsuru Maruyama
  330.      NTT Software Laboratories
  331.      3-9-11, Midori-cho
  332.      Musashino-shi
  333.      Tokyo-180, Japan
  334.      E-mail: mitsuru@ntt-20.ecl.net
  335.  
  336.  
  337.  
  338. Murakami & Maruyama          Informational                      [Page 6]
  339.  
  340.