home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1994 March / Internet Info CD-ROM (Walnut Creek) (March 1994).iso / inet / internet-drafts / draft-ietf-iplpdn-multi-isdn-01.txt < prev    next >
Text File  |  1993-07-08  |  19KB  |  561 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  6.  
  7.  
  8. INTERNET DRAFT
  9. Expires: October 16, 1993
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16.  
  17.       Determination of Encapsulation of Multi-protocol
  18.          Datagrams in Circuit-switched Environments
  19.  
  20.  
  21. Keith Sklower
  22. Computer Science Department
  23. University of California, Berkeley
  24.  
  25. 1.  Status of This Memo
  26.  
  27. This  document  is  an  Internet Draft.  Internet Drafts are
  28. working documents of the  Internet  Engineering  Task  Force
  29. (IETF),  its Areas, and its Working Groups.  Note that other
  30. groups may also distribute  working  documents  as  Internet
  31. Drafts.
  32.  
  33. Internet  Drafts  are draft documents valid for a maximum of
  34. six months.  Internet Drafts may be  updated,  replaced,  or
  35. obsoleted  by other documents at any time.  It is not appro-
  36. priate to use Internet Drafts as reference  material  or  to
  37. cite  them  other  than  as a ``working draft'' or ``work in
  38. progress.''
  39.  
  40. Please check the 1id-abstracts.txt listing contained in  the
  41. internet-drafts    Shadow    Directories   on   nic.ddn.mil,
  42. nnsc.nsf.net,    nic.nordu.net,     ftp.nisc.sri.com,     or
  43. munnari.oz.au  to  learn  the current status of any Internet
  44. Draft.
  45.  
  46. 2.  Abstract
  47.  
  48. This document enumerates the existing means for transmitting
  49. Internet  Protocols  across  public data networks using cir-
  50. cuit-mode ISDN, and other switched services.  It  recommends
  51. limiting  the choices to the three most common methods, from
  52. which one can determine which method is in use by inspection
  53. of  the  packets.  The intention is to capture in a slightly
  54. more formal way the level of consensus reached at the 24th -
  55. 26th IETF meetings.
  56.  
  57. 3.  Acknowledgements
  58.  
  59. The  author  specifically wishes to thank Clifford Frost and
  60. William  Jolitz  for  many  extensive  discussions  on   the
  61.  
  62.  
  63. Sklower                                     [Page 1]
  64.  
  65.  
  66.  
  67. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  68.  
  69.  
  70. subject,  Gary Kessler for correcting errors in the encoding
  71. of LLC IE's, Glen Kime of Network Express for  the  secotion
  72. on  inverted HDLC, and more generally the IP over Large Pub-
  73. lic Data Networks and PPP extensions working  groups,  whose
  74. deliberations  this memo is supposed to reflect.  References
  75. are made to earlier work by Leifer et al. [1], and  Murakami
  76. et al. [2].
  77.  
  78. 4.  Conventions
  79.  
  80. The  following language conventions are used in the items of
  81. specification in this document:
  82.  
  83. o    Must, Shall or Mandatory -- the  item  is  an  absolute
  84.      requirement of the specification.
  85.  
  86. o    Should  or  Recommended -- the item should generally be
  87.      followed for all but exceptional circumstances.
  88.  
  89. o    May or Optional -- the item is truly optional  and  may
  90.      be  followed  or  ignored according to the needs of the
  91.      implementor.
  92.  
  93. 5.  Introduction
  94.  
  95. The advent of Circuit-mode ISDN has provided the possibility
  96. of much higher rates of information exchange than previously
  97. possible over modems and voice-grade lines.   We  anticipate
  98. the  use  of this technology to encourage ``tele-commuting''
  99. (making it more possible for people to work  effectively  at
  100. home),  and  to  reduce  the  cost of data communications in
  101. businesses having  geographically  dispersed  sites.   Other
  102. applications,  such  as  multi-media  conferencing, are much
  103. more economically feasible than before.  The contribution by
  104. Murakami  also  cites  the use of ISDN to acquire additional
  105. bandwidth for  handling  excess  traffic  in  parallel  with
  106. leased  lines, and more generally back-up of a failed leased
  107. line.
  108.  
  109. Given the newness of the technology, the  diversity  of  its
  110. applications,  and its wide availability, it is not surpris-
  111. ing that a number of incompatible link level  protocols  are
  112. coming  into  use  for  the  transmission  of data over ISDN
  113. links.  Examples are the use of SLIP [3] and PPP [4,5]  over
  114. asynchronous  terminal  adapters  using  V.120 [6], PPP over
  115. synchronous terminal adapters using V.120 or  directly  over
  116. the  B channel via native ISDN interfaces, and both the Mul-
  117. tiprotocol Encapsulation  over  X.25  [7],  or  Mutltiprocol
  118. Encapsulation  over  Frame Relay [8] directly on the B chan-
  119. nel.  There are even  other  examples  cited  in  Murakami's
  120. paper.
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125. Sklower                                     [Page 2]
  126.  
  127.  
  128.  
  129. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  130.  
  131.  
  132. In this paper we recommend limiting the choice of encapsula-
  133. tions to those described in RFC 1294 (Frame Relay), RFC 1331
  134. (PPP), and RFC 1356 (X.25).
  135.  
  136. The contribution by Murakami suggests using out-of-band sig-
  137. naling for negotiating the  link-layer  protocol  and  other
  138. configuration  parameters  using  ISDN  Information Elements
  139. such as UUI and BC.  It is the experience of the members  of
  140. the  IPLPDN  that ISDN implementation are as yet so diverse,
  141. the deployment of Switching System 7 so  limited,  and  sub-
  142. scription  policies  by the regional providers so different,
  143. that user cannot depend on having these information elements
  144. passed  end-to-end.  The likeliest element to be passed end-
  145. to-end is LLC; this memo proposes a method for  chosing  the
  146. link-layer  protocol  based  on this element when available.
  147. Where it is not available,  an  algorithm  is  proposed  for
  148. ``negotiating'' the protocol by in-band exchange of data.
  149.  
  150. Other  configuration  parameters  can  be negotiated in band
  151. using PPP, even for the  Frame  Relay  and  X.25  cases,  as
  152. described in PNMI[9].
  153.  
  154. 6.  Principal Recommendations
  155.  
  156. 6.1.  RFC 1294
  157.  
  158. 6.1.1.  Specific Encoding
  159.  
  160. RFC 1294 specifies the transmission of datagrams in a format
  161. according to Q.922.  As this is an HDLC framing, it is  com-
  162. pletely suitable for use on an ISDN B channel.
  163.  
  164. The RFC does not describe how the Q.922 header is generated;
  165. it was assumed that a genuine frame relay would  provide  it
  166. as a normal consequence of its operation.  All other details
  167. of the encapsulation were completely specified by this  RFC.
  168.  
  169. In  fact,  it is possible to employ ISDN to gain access to a
  170. Frame Relay, and when doing so packets received from it will
  171. contain  a  valid  DLCI.   Obviously, a system communicating
  172. with a frame relay must set the DLCI's appropriately.
  173.  
  174. When transmitting datagrams across an ISDN  B-channel  using
  175. this format between systems which are not Frame Relays, such
  176. systems MUST provide a valid DLCI header.  As such, the low-
  177. est  order  bit  of the first byte transmitted MUST be zero.
  178. The DLCI may be configured by prior agreement to any accept-
  179. able  value.   A default DLCI value of 16 is consistent with
  180. current  ANSI  recommendations  (T1.617),  however  at  some
  181. future  time  when frame relay service is offered over the D
  182. channel, the default DLCI value should be 512 (T1.618).
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187. Sklower                                     [Page 3]
  188.  
  189.  
  190.  
  191. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  192.  
  193.  
  194. 6.1.2.  Advantages of Frame Relay Encapsulation
  195.  
  196. Proponents for this method have claimed that RFC 1294 encap-
  197. sulation is very simple to implement; in fact it is possible
  198. to prepend a fixed header to all datagrams  sent,  and  com-
  199. pletely ignore the first few bytes of any datagram received.
  200.  
  201. When systems have been compatibly preconfigured, no  further
  202. state  must be maintained on a per B-channel basis.  This is
  203. clearly of concern for circumstances like  multiple  primary
  204. rate  interfaces  coming  into  a single router, thus poten-
  205. tially supporting hundreds of B-Channels.
  206.  
  207. Furthermore, it is possible to start  transmitting  data  as
  208. soon  as  the circuit has been established, thereby reducing
  209. latency.  PPP and X.25, by contrast require an  exchange  of
  210. packets to declare the link up.
  211.  
  212. 6.2.  PPP
  213.  
  214. The  proponents for PPP argue that it is widely implemented,
  215. and constructed in such a  way  to  force  interoperability.
  216. The  details  of  the  protocol  are completely specified by
  217. RFC's 1331 and 1332, and are also applicable to  any  situa-
  218. tion  where  synchronous  transmission  of data is possible.
  219. They argue that any commercial router one procures is likely
  220. already  to  have  code  supporting  PPP, and it is flexible
  221. enough to adapt to all the situations cited as  applications
  222. in this memo.
  223.  
  224. 6.3.  RFC 1356/B-Channel X.25
  225.  
  226. Systems  supporting  exchanging information according to OSI
  227. conventions are required to support X.25 over the B-channel,
  228. and RFC 1356 provides means for conveying Internet Protocols
  229. in this situation.
  230.  
  231. 7.  In-Band Link Protocol Determination
  232.  
  233. The algorithm is that the caller starts transmitting data or
  234. negotiation  according  to  his preferred encapsulation, and
  235. the callee just figures out what is desired by inspection of
  236. the  first  correctly  framed  HDLC  packet.   If either the
  237. caller or callee selects PPP or X.25, they will be  required
  238. to  retransmit  either PPP LCPs or X.25 SABM until they time
  239. out.
  240.  
  241. 7.1.  Caller's Algorithm
  242.  
  243. A system wishing  to  exchange  information  using  RFC-1294
  244. encapsulation  MUST  transmit  some packet with a valid two-
  245. byte DLCI.  The calling system MAY  transmit  protocol  data
  246. immediately,  given  suitable preconfiguration.  The calling
  247.  
  248.  
  249. Sklower                                     [Page 4]
  250.  
  251.  
  252.  
  253. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  254.  
  255.  
  256. system MAY also initiate parameter negotiation according  to
  257. PNMI, using the RFC-1294 encapsulation.
  258.  
  259. A  system  wishing  to  exchange  information using PPP will
  260. issue an LCP packet in native PPP format, according  to  the
  261. requirements  of RFC 1331; i.e. the first byte will be 0xff,
  262. and the second byte will be 0x3, etc.
  263.  
  264. A system wishing to use X.25  will  issue  a  SABM  with  an
  265. address  of  station  A,  according  to the OSI implementors
  266. agreement [10].
  267.  
  268. 7.2.  Callee's Algorithm
  269.  
  270. The called system will wait until it  has  received  a  cor-
  271. rectly  framed  and  checksummed HDLC packet and inspect the
  272. very first byte.  PPP requires that the station  address  be
  273. all  ones (0xff).  Conventional X.25 HDLC requires a station
  274. address of either 1 or 3.  The 2,3 or 4 byte DLCI Q.922 for-
  275. mats all require that the low order bit of the first byte to
  276. be zero.  Thus, it is possible for a called system  support-
  277. ing  all  three  methods  to  unambiguously  determine which
  278. encapsulation is desired and respond in the appropriate man-
  279. ner.
  280.  
  281. In the past, many networks required that CPE that sent digi-
  282. tal data maintain a minimum one's density.  One of the  com-
  283. mon methods of achieving this was to use inverted HDLC data.
  284. Inverted HDLC data was the simple inversion of the output of
  285. the  transmitter.  Because HDLC data cannot have more than 5
  286. ones in a row  (Abort  avoidance).  Consequently,  inverting
  287. HDLC data guarantees no more than 5 zeroes in a row, meeting
  288. one's density.
  289.  
  290. Even though this  restriction  no  longer  applies  on  B8ZS
  291. lines,  some  installed  equipment still use data inversion.
  292. The following details a method which the receiver of a  call
  293. may use to discriminate between equipment using normal (non-
  294. inverted) data and equipment using inverted data.  Note that
  295. the  recommended method for both Caller and Callee is to use
  296. normal data.
  297.  
  298. Upon call establishment, the receiver should  program  their
  299. CPE  to  accept  normal  data.   If  a correctly-framed HDLC
  300. packet with a correct CRC (hereafter referred to as a "good"
  301. frame) is received, the procedures described above should be
  302. followed.  If, after 10 seconds, no "good"  frame  has  been
  303. received,  the  hardware  should  be  reprogrammed to accept
  304. inverted data.  If a "good" packet has been received, handle
  305. as   above.   Otherwise,  wait  10  seconds  and  revert  to
  306. inverted.
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311. Sklower                                     [Page 5]
  312.  
  313.  
  314.  
  315. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  316.  
  317.  
  318. Continue this as long as makes sense.  One thought on  total
  319. time  is that, at this point, the call has been established.
  320. Thus, you will likely be charged for 1 minute anyway, so you
  321. might as well try for a minute.
  322.  
  323. 8.  Out of Band Signaling
  324.  
  325. {Warning - Meta paragraph.  At the last IETF meeting, it was
  326. agreed that somebody would approach  ANSI  for  obtaining  a
  327. code  point  for the LLC-IE byte 7 "user information layer 3
  328. protocol" that would indicate PPP.  I probably have  botched
  329. this  section  but I'm going to include it to make it easier
  330. for whoever edits this next}.
  331.  
  332. 8.1.  Caller's Requirements
  333.  
  334. In cases where the LLC information element is available  and
  335. can  be transmitted to be relied on end to end, and the sys-
  336. tem wishes to communicate using the RFC-1294  encapsulation,
  337. a  system MUST encode the LLC-IE in the following way in his
  338. setup message:
  339.  
  340.  
  341.  
  342.  
  343.  
  344.  
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373. Sklower                                     [Page 6]
  374.  
  375.  
  376.  
  377. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  378.  
  379.  
  380. 8        7     6       5    4    3    2    1
  381. -----------------------------------------------------------
  382. 0        1     1       1    1    1    0    0
  383. 0               Low Layer Compatibility                     Octet 1
  384. -----------------------------------------------------------
  385.                            .
  386.                            .
  387.                            .
  388. -----------------------------------------------------------
  389. 1        1     0       0    1    1    1    1                Octet 6
  390. ext   layer 2 ident    Core Aspects of Q.922 (Frame Relay)
  391.  
  392. -or-
  393.  
  394. 1        1     0       0    1    1    1    0                Octet 6
  395. ext   layer 2 ident    Full Q.922 (LAPF)
  396. -----------------------------------------------------------
  397. 1        1     1       0    1    0    1    1                Octet 7
  398. ext   layer 3 ident    ISO/IEC TR 9577 (Protocol Identifi-
  399.                  cation in the Network Layer)
  400. -----------------------------------------------------------
  401.  
  402. In cases where the system  wishes  to  exchange  information
  403. using RFC-1356/X.25 PLP/LAPB a system MUST encode the LLC-IE
  404. in the following way in his setup message:
  405.  
  406.  
  407. 8        7     6       5    4    3    2    1
  408. -----------------------------------------------------------
  409. 0        1     1       1    1    1    0    0
  410. 0               Low Layer Compatibility                     Octet 1
  411. -----------------------------------------------------------
  412.                            .
  413.                            .
  414.                            .
  415. -----------------------------------------------------------
  416. 1        1     0       0    0    1    1    0                Octet 6
  417. ext   layer 2 ident    CCITT Recommendation X.25 link level
  418. -----------------------------------------------------------
  419. 1        1     1       0    0    1    1    0                Octet 7
  420. ext   layer 3 ident    CCITT Recommendation X.25 packet level
  421. -----------------------------------------------------------
  422.  
  423. 8.2.  Callee's Algorithm
  424.  
  425. If the LLC-IE exactly matches that generated by the caller's
  426. algorithm, the system SHOULD proceed according to the encap-
  427. sulations spelled out here.   The  callee  MAY  inspect  the
  428. first  correctly  framed  HDLC packet to see that it matches
  429. the encapsulation scheme described.
  430.  
  431. If the LLC-IE contains other values, the system SHOULD  pro-
  432. ceed  according  to the ``wait-and-see'' algorithm described
  433.  
  434.  
  435. Sklower                                     [Page 7]
  436.  
  437.  
  438.  
  439. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  440.  
  441.  
  442. above.  However, system MAY refuse the  connection,  or  the
  443. system MAY make the following inferences: If the User infor-
  444. mation layer 3 protocol is 0 1 0 0 0  (ISO  8348  Connection
  445. oriented  network  service),  the  system  MAY  assume  that
  446. RFC-1356/X.25 operation is requested.  If the User  informa-
  447. tion  layer  3  protocol  is 0 1 0 0 1 the system MAY assume
  448. that only ISO 8473 packets will be routed, (just  as  if  an
  449. X.25 call had been placed with a CUD of 81).
  450.  
  451. A  system  MAY  also  assume  that  octet  7 with a value of
  452. 0 1 1 1 0 indicates a desire  to  encapsulate  according  to
  453. RFC-1294.
  454.  
  455. 9.  Addressing Stated Requirements of Earlier Work
  456.  
  457. 9.1.  Leifer et al
  458.  
  459. A  goal  of this proposal was to be able to use bandwidth on
  460. demand, and obtain the advantage of using multiple  B  chan-
  461. nels  for transmitting traffic between two hosts.  There are
  462. a number of possible ways of doing this which will  be  dis-
  463. cussed at length in a separate draft.[12]
  464.  
  465. 9.2.  Murakami et al
  466.  
  467. A  major  concern  of  this paper was the use of out-of-band
  468. signaling to negotiate compatible configuration  parameters.
  469. It is the contention of this author that any parameter need-
  470. ing to be negotiated in this scheme should  be  able  to  be
  471. done so by PNMI, and if it can't then PPP should be extended
  472. to negotiate that parameter.
  473.  
  474. 10.  References
  475.  
  476. [1]  Leifer, D., Sheldon, S., and Gorsline B., "A Subnetwork
  477.      Control  Protocol  for  ISDN  Circuit-Switching" IPLPDN
  478.      Working Group, Internet Draft (Expired), March 1991.
  479.  
  480. [2]  Muramaki, K., and Sugawara, T., "A Negotiation Protocol
  481.      for  Mutliple  Link-Protocol  over ISDN Circuit Switch-
  482.      ing", IPLPDN Working  Group,  Committee  Document,  May
  483.      1992.
  484.  
  485. [3]  Romkey,  J.L.,  "A  Nonstandard  for Transmission of IP
  486.      Datagrams over Serial Lines:  SLIP."   Network  Working
  487.      Group, RFC-1055, June 1988.
  488.  
  489. [4]  Simpson, W., "The Point-to-Point Protocol (PPP) for the
  490.      Transmission of Multi-protocol Datagrams over Point-to-
  491.      Point  Links",  Network  Working  Group,  RFC-1331, May
  492.      1992.
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  
  497. Sklower                                     [Page 8]
  498.  
  499.  
  500.  
  501. Draft            Encapsulation Determination     April. 1993
  502.  
  503.  
  504. [5]  McGregor, G., "The PPP Internet Protocol Control Proto-
  505.      col  (IPCP)" Network Working Group, RFC-1332, May 1992.
  506.  
  507. [6]  CCITT, "Recommendation V.120: Data Communications  over
  508.      the Telephone Network" Blue Book, ITU 1988
  509.  
  510. [7]  Malis,  A.,  Robinson,  D.,  Ullman  R., "Multiprotocol
  511.      Interconnect on X.25 and ISDN in the Packet Mode", Net-
  512.      work Working Group, RFC-1356, August 1992.
  513.  
  514. [8]  Bradley,  T.,  Brown, C., and Malis, A., "Multiprotocol
  515.      Interconnect over Frame Relay", Network Working  Group,
  516.      RFC-1294, January 1992.
  517.  
  518. [9]  Sklower,  K.  and Frost, C.  "Parameter Negotiation for
  519.      the Multiprotocol Interconnect" IPLPDN  Working  Group,
  520.      Committee Document, November 1992.
  521.  
  522. [10] Boland,  F.,  editor, "Stable Implementation Agreements
  523.      for Open Systems Interconnection Protocols:  Version  2
  524.      Edition  1",  NIST  Workshop  for  Implementors of OSI,
  525.      NIST, February 1989.
  526.  
  527. [11] Internation Organisation for Standardization,  "HDLC  -
  528.      Description  of  the X.25 LAPB-Compatible DTE Data Link
  529.      Procedures", Internation Standard 7776, 1988
  530.  
  531. [12] Sklower, K., "A Multilink Proceedure for  Synchronizing
  532.      the transmission of Multi-protocol Datagrams", Internet
  533.      Draft, CNRI, April 1993
  534.  
  535. 11.  Author's Address
  536.  
  537. Keith Sklower
  538. Computer Science Department
  539. 570 Evans Hall
  540. University of California
  541. Berkeley, CA  94720
  542.  
  543. Phone:  (510) 642-9587
  544. Email:  sklower@cs.Berkeley.EDU
  545.  
  546. 12.  Expiration Date of this Draft
  547.  
  548. October 16, 1993
  549.  
  550.  
  551.  
  552.  
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558.  
  559. Sklower                                     [Page 9]
  560.  
  561.