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-02.txt < prev    next >
Text File  |  1993-09-02  |  20KB  |  623 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5. Draft            Encapsulation Determination     August 1993
  6.  
  7.  
  8. INTERNET DRAFT
  9. Expires: Februrary 16, 1994
  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. 27th 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     August 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 [13], and both the
  117. Multiprotocol 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     August 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     August 1993
  192.  
  193.  
  194. 6.1.2.  Advantages of Frame Relay Encapsulation
  195.  
  196. A primary advantage for Frame Relay  Encapsulation  is  that
  197. communication  providers such as the Regional Bell Operating
  198. Companies may be able to offer ISDN accessible  frame  relay
  199. service  which  is  high integrated with the voice switching
  200. fabric.
  201.  
  202. Proponents for this method have claimed that RFC 1294 encap-
  203. sulation is very simple to implement; in fact it is possible
  204. to prepend a fixed header to all datagrams  sent,  and  com-
  205. pletely ignore the first few bytes of any datagram received.
  206.  
  207. When systems have been compatibly preconfigured, no  further
  208. state  must be maintained on a per B-channel basis.  This is
  209. clearly of concern for circumstances like  multiple  primary
  210. rate  interfaces  coming  into  a single router, thus poten-
  211. tially supporting hundreds of B-Channels.
  212.  
  213. Furthermore, it is possible to start  transmitting  data  as
  214. soon  as  the circuit has been established, thereby reducing
  215. latency.  PPP and X.25, by contrast require an  exchange  of
  216. packets  to  declare  the  link  up.   However,  to be fair,
  217. changes have been proposed to PPP suggesting that it too may
  218. be  manually  configured,  and in such cases may not require
  219. the usual exchange of packets
  220.  
  221. 6.2.  PPP
  222.  
  223. The proponents for PPP argue that it is widely  implemented,
  224. and  constructed  in  such  a way to force interoperability.
  225. The details of the  protocol  are  completely  specified  by
  226. RFC's  1331  and 1332, and are also applicable to any situa-
  227. tion where synchronous transmission  of  data  is  possible.
  228. They argue that any commercial router one procures is likely
  229. already to have code supporting  PPP,  and  it  is  flexible
  230. enough  to adapt to all the situations cited as applications
  231. in this memo.
  232.  
  233. 6.3.  RFC 1356/B-Channel X.25
  234.  
  235. Systems supporting exchanging information according  to  OSI
  236. conventions are required to support X.25 over the B-channel,
  237. and RFC 1356 provides means for conveying Internet Protocols
  238. in this situation.
  239.  
  240. 7.  In-Band Link Protocol Determination
  241.  
  242. The algorithm is that the caller starts transmitting data or
  243. negotiation according to his  preferred  encapsulation,  and
  244. the callee just figures out what is desired by inspection of
  245. the first correctly  framed  HDLC  packet.   If  either  the
  246. caller  or callee selects PPP or X.25, they will be required
  247.  
  248.  
  249. Sklower                                     [Page 4]
  250.  
  251.  
  252.  
  253. Draft            Encapsulation Determination     August 1993
  254.  
  255.  
  256. to retransmit either PPP LCPs or X.25 SABM until  they  time
  257. out.
  258.  
  259. 7.1.  Caller's Algorithm
  260.  
  261. A  system  wishing  to  exchange  information using RFC-1294
  262. encapsulation MUST transmit some packet with  a  valid  two-
  263. byte  DLCI.   The  calling system MAY transmit protocol data
  264. immediately, given suitable preconfiguration.   The  calling
  265. system  MAY also initiate parameter negotiation according to
  266. PNMI, using the RFC-1294 encapsulation.
  267.  
  268. A system wishing to  exchange  information  using  PPP  will
  269. issue  an  LCP packet in native PPP format, according to the
  270. requirements of RFC 1331; i.e. the first byte will be  0xff,
  271. and the second byte will be 0x3, etc.
  272.  
  273. A  system  wishing  to  use  X.25  will issue a SABM with an
  274. address of station A,  according  to  the  OSI  implementors
  275. agreement [10].
  276.  
  277. 7.2.  Callee's Algorithm
  278.  
  279. The  called  system  will  wait until it has received a cor-
  280. rectly framed and checksummed HDLC packet  and  inspect  the
  281. very  first  byte.  PPP requires that the station address be
  282. all ones (0xff).  Conventional X.25 HDLC requires a  station
  283. address of either 1 or 3.  The 2,3 or 4 byte DLCI Q.922 for-
  284. mats all require that the low order bit of the first byte to
  285. be  zero.  Thus, it is possible for a called system support-
  286. ing all  three  methods  to  unambiguously  determine  which
  287. encapsulation is desired and respond in the appropriate man-
  288. ner.
  289.  
  290. In the past, many networks required that CPE that sent digi-
  291. tal  data maintain a minimum one's density.  One of the com-
  292. mon methods of achieving this was to use inverted HDLC data.
  293. Inverted HDLC data was the simple inversion of the output of
  294. the transmitter.  Because HDLC data cannot have more than  5
  295. ones  in  a  row  (Abort avoidance). Consequently, inverting
  296. HDLC data guarantees no more than 5 zeroes in a row, meeting
  297. one's density.
  298.  
  299. Even  though  this  restriction  no  longer  applies on B8ZS
  300. lines, some installed equipment still  use  data  inversion.
  301. The  following details a method which the receiver of a call
  302. may use to discriminate between equipment using normal (non-
  303. inverted) data and equipment using inverted data.  Note that
  304. the recommended method for both Caller and Callee is to  use
  305. normal data.
  306.  
  307. Upon  call  establishment, the receiver should program their
  308. CPE to accept  normal  data.   If  a  correctly-framed  HDLC
  309.  
  310.  
  311. Sklower                                     [Page 5]
  312.  
  313.  
  314.  
  315. Draft            Encapsulation Determination     August 1993
  316.  
  317.  
  318. packet with a correct CRC (hereafter referred to as a "good"
  319. frame) is received, the procedures described above should be
  320. followed.   If,  after  10 seconds, no "good" frame has been
  321. received, the hardware  should  be  reprogrammed  to  accept
  322. inverted data.  If a "good" packet has been received, handle
  323. as  above.   Otherwise,  wait  10  seconds  and  revert   to
  324. inverted.
  325.  
  326. Continue  this as long as makes sense.  One thought on total
  327. time is that, at this point, the call has been  established.
  328. Thus, you will likely be charged for 1 minute anyway, so you
  329. might as well try for a minute.
  330.  
  331. 8.  Out of Band Signaling
  332.  
  333. {Warning - Meta paragraph.  At the last IETF meeting, it was
  334. agreed  that  somebody  would  approach ANSI for obtaining a
  335. code point for the LLC-IE byte 7 "user information  layer  3
  336. protocol"  that would indicate PPP.  I probably have botched
  337. this section but I'm going to include it to make  it  easier
  338. for whoever edits this next}.
  339.  
  340. 8.1.  Caller's Requirements
  341.  
  342. In  cases where the LLC information element is available and
  343. can be transmitted to be relied on end to end, and the  sys-
  344. tem  wishes to communicate using the RFC-1294 encapsulation,
  345. a system MUST encode the LLC-IE in the following way in  his
  346. setup message:
  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     August 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     August 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.  Interoperability Defaults and Recommendations.
  456.  
  457. It is REQUIRED that all systems wishing to  exchange  multi-
  458. protocol  datagrams over circuit mode ISDN implement the PPP
  459. protocol.  Such systems encapsulate packets MAY  encapsulate
  460. packets  according  to  any of the metchods delineated here:
  461. PPP, Frame Relay, or X.25.  (Systems cannot expect to inter-
  462. operate  if  they  use  PPP  inside  V.120,  or  transmit IP
  463. directly inside HDLC framed packets).  If a  calling  system
  464. does  not get a response to its initial choice of encapsula-
  465. tion, it MUST eventually try using the PPP encapsulation.
  466.  
  467. 10.  Addressing Stated Requirements of Earlier Work
  468.  
  469. 10.1.  Leifer et al
  470.  
  471. A goal of this proposal was to be able to use  bandwidth  on
  472. demand,  and  obtain the advantage of using multiple B chan-
  473. nels for transmitting traffic between two hosts.  There  are
  474. a  number  of possible ways of doing this which will be dis-
  475. cussed at length in a separate draft.[12]
  476.  
  477. 10.2.  Murakami et al
  478.  
  479. A major concern of this paper was  the  use  of  out-of-band
  480. signaling  to negotiate compatible configuration parameters.
  481. It is the contention of this author that any parameter need-
  482. ing  to  be  negotiated  in this scheme should be able to be
  483. done so by PNMI, and if it can't then PPP should be extended
  484. to negotiate that parameter.
  485.  
  486. 11.  References
  487.  
  488. [1]  Leifer, D., Sheldon, S., and Gorsline B., "A Subnetwork
  489.      Control Protocol  for  ISDN  Circuit-Switching"  IPLPDN
  490.      Working Group, Internet Draft (Expired), March 1991.
  491.  
  492. [2]  Muramaki, K., and Sugawara, T., "A Negotiation Protocol
  493.      for Mutliple Link-Protocol over  ISDN  Circuit  Switch-
  494.      ing",  IPLPDN  Working  Group,  Committee Document, May
  495.  
  496.  
  497. Sklower                                     [Page 8]
  498.  
  499.  
  500.  
  501. Draft            Encapsulation Determination     August 1993
  502.  
  503.  
  504.      1992.
  505.  
  506. [3]  Romkey, J.L., "A Nonstandard  for  Transmission  of  IP
  507.      Datagrams  over  Serial  Lines: SLIP."  Network Working
  508.      Group, RFC-1055, June 1988.
  509.  
  510. [4]  Simpson, W., "The Point-to-Point Protocol (PPP) for the
  511.      Transmission of Multi-protocol Datagrams over Point-to-
  512.      Point Links",  Network  Working  Group,  RFC-1331,  May
  513.      1992.
  514.  
  515. [5]  McGregor, G., "The PPP Internet Protocol Control Proto-
  516.      col (IPCP)" Network Working Group, RFC-1332, May  1992.
  517.  
  518. [6]  CCITT,  "Recommendation V.120: Data Communications over
  519.      the Telephone Network" Blue Book, ITU 1988
  520.  
  521. [7]  Malis, A.,  Robinson,  D.,  Ullman  R.,  "Multiprotocol
  522.      Interconnect on X.25 and ISDN in the Packet Mode", Net-
  523.      work Working Group, RFC-1356, August 1992.
  524.  
  525. [8]  Bradley, T., Brown, C., and Malis,  A.,  "Multiprotocol
  526.      Interconnect  over Frame Relay", Network Working Group,
  527.      RFC-1294, January 1992.
  528.  
  529. [9]  Sklower, K. and Frost, C.  "Parameter  Negotiation  for
  530.      the  Multiprotocol  Interconnect" IPLPDN Working Group,
  531.      Committee Document, November 1992.
  532.  
  533. [10] Boland, F., editor, "Stable  Implementation  Agreements
  534.      for  Open  Systems Interconnection Protocols: Version 2
  535.      Edition 1", NIST  Workshop  for  Implementors  of  OSI,
  536.      NIST, February 1989.
  537.  
  538. [11] Internation  Organisation  for Standardization, "HDLC -
  539.      Description of the X.25 LAPB-Compatible DTE  Data  Link
  540.      Procedures", Internation Standard 7776, 1988
  541.  
  542. [12] Sklower,  K., "A Multilink Proceedure for Synchronizing
  543.      the transmission of Multi-protocol Datagrams", Internet
  544.      Draft, CNRI, April 1993
  545.  
  546. 12.  Author's Address
  547.  
  548. [13] Simpson,  W.,  "PPP  over  ISDN", Internet Draft, CNRI,
  549.      August 1993.
  550.  
  551. Keith Sklower
  552. Computer Science Department
  553. 570 Evans Hall
  554. University of California
  555. Berkeley, CA  94720
  556.  
  557.  
  558.  
  559. Sklower                                     [Page 9]
  560.  
  561.  
  562.  
  563. Draft            Encapsulation Determination     August 1993
  564.  
  565.  
  566. Phone:  (510) 642-9587
  567. Email:  sklower@cs.Berkeley.EDU
  568.  
  569. 13.  Expiration Date of this Draft
  570.  
  571. February 16, 1994
  572.  
  573.  
  574.  
  575.  
  576.  
  577.  
  578.  
  579.  
  580.  
  581.  
  582.  
  583.  
  584.  
  585.  
  586.  
  587.  
  588.  
  589.  
  590.  
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598.  
  599.  
  600.  
  601.  
  602.  
  603.  
  604.  
  605.  
  606.  
  607.  
  608.  
  609.  
  610.  
  611.  
  612.  
  613.  
  614.  
  615.  
  616.  
  617.  
  618.  
  619.  
  620.  
  621. Sklower                                    [Page 10]
  622.  
  623.