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-mospf-analysis-01.txt < prev    next >
Text File  |  1993-06-07  |  32KB  |  784 lines

  1.  
  2.  
  3. Network Working Group                                             J. Moy
  4. Internet Draft                                             Proteon, Inc.
  5. Expiration date: November 1993                                  May 1993
  6.  
  7.  
  8.                      MOSPF: Analysis and Experience
  9.  
  10.  
  11.  
  12. Status of this Memo
  13.  
  14.     This document is an Internet  Draft.  Internet  Drafts  are  working
  15.     documents  of the Internet Engineering Task Force (IETF), its Areas,
  16.     and its Working Groups. Note that other groups may  also  distribute
  17.     working documents as Internet Drafts.
  18.  
  19.     Internet Drafts are draft documents  valid  for  a  maximum  of  six
  20.     months.  Internet  Drafts  may be updated, replaced, or obsoleted by
  21.     other documents at any time. It is not appropriate to  use  Internet
  22.     Drafts as reference material or to cite them other than as a ``work-
  23.     ing  draft''  or  ``work  in  progress.''  Please  check  the   1id-
  24.     abstracts.txt listing contained in the internet-drafts Shadow Direc-
  25.     tories     on     nic.ddn.mil,     nnsc.nsf.net,      nic.nordu.net,
  26.     ftp.nisc.sri.com,  or  munnari.oz.au  to learn the current status of
  27.     any Internet Draft.
  28.  
  29. Abstract
  30.  
  31.     This memo documents how the MOSPF protocol  satisfies  the  require-
  32.     ments imposed on Internet routing protocols by "Internet Engineering
  33.     Task Force internet routing protocol standardization criteria" ([RFC
  34.     1264]).  This  memo provides information for the Internet community.
  35.     It does not specify any Internet standard. Distribution of this memo
  36.     is unlimited.
  37.  
  38.     Please send comments to mospf@gated.cornell.edu.
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54. [Moy]                                                           [Page 1]
  55.  
  56. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  57.  
  58.  
  59. 1.  Summary of MOSPF features and algorithms
  60.  
  61.     MOSPF is an enhancement of OSPF V2, enabling the routing of IP  mul-
  62.     ticast  datagrams.  OSPF is a link-state (unicast) routing protocol,
  63.     providing a database describing the  Autonomous  System's  topology.
  64.     IP  multicast is an extension of LAN multicasting to a TCP/IP Inter-
  65.     net.  IP Multicast permits an IP host  to  send  a  single  datagram
  66.     (called an IP multicast datagram) that will be delivered to multiple
  67.     destinations.  IP multicast datagrams are identified as those  pack-
  68.     ets  whose  destinations  are  class D IP addresses (i.e., addresses
  69.     whose first byte lies in the range 224-239 inclusive). Each class  D
  70.     address defines a multicast group.
  71.  
  72.     The extensions required of an IP host to participate  in  IP  multi-
  73.     casting are specified in "Host extensions for IP multicasting" ([RFC
  74.     1112]). That document defines a protocol, the Internet Group Manage-
  75.     ment  Protocol  (IGMP),  that  enables hosts to dynamically join and
  76.     leave multicast groups.
  77.  
  78.     MOSPF routers use the  IGMP  protocol  to  monitor  multicast  group
  79.     membership on local LANs through the sending of IGMP Host Membership
  80.     Queries and the reception of IGMP Host Membership Reports.  A  MOSPF
  81.     router  then  distributes this group location information throughout
  82.     the routing domain by flooding a new type of OSPF link state  adver-
  83.     tisement,  the  group-membership-LSA  (type 6). This in turn enables
  84.     the MOSPF routers to most efficiently forward a  multicast  datagram
  85.     to its multiple destinations: each router calculates the path of the
  86.     multicast datagram  as  a  shortest-path  tree  whose  root  is  the
  87.     datagram  source,  and  whose  terminal branches are LANs containing
  88.     group members.
  89.  
  90.     A separate tree is built for each [source network, multicast  desti-
  91.     nation]  combination.  To  ease  the  computational  demand  on  the
  92.     routers, these trees are built "on demand", i.e., the first  time  a
  93.     datagram  having a particular combination of source network and mul-
  94.     ticast destination is received. The results  of  these  "on  demand"
  95.     tree calculations are then cached for later use by subsequent match-
  96.     ing datagrams.
  97.  
  98.     MOSPF is meant to be used internal to a  single  Autonomous  System.
  99.     When  supporting  IP multicast over the entire Internet, MOSPF would
  100.     have to be used in concert with an inter-AS multicast routing proto-
  101.     col (something like DVMRP would work).
  102.  
  103.     The MOSPF protocol is based on the work of Steve Deering  in  [Deer-
  104.     ing].  The MOSPF specification is documented in [MOSPF].
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110. [Moy]                                                           [Page 2]
  111.  
  112. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  113.  
  114.  
  115.     1.1.  Characteristics of the multicast datagram's path
  116.  
  117.         As a multicast datagram is  forwarded  along  its  shortest-path
  118.         tree,  the  datagram is delivered to each member of the destina-
  119.         tion multicast group. In MOSPF, the forwarding of the  multicast
  120.         datagram has the following properties:
  121.  
  122.         o   The path taken by a multicast datagram depends both  on  the
  123.             datagram's  source  and  its  multicast  destination. Called
  124.             source/destination routing, this is in contrast to most uni-
  125.             cast  datagram  forwarding algorithms (like OSPF) that route
  126.             based solely on destination.
  127.  
  128.         o   The path taken between the datagram's source and any partic-
  129.             ular  destination group member is the least cost path avail-
  130.             able. Cost is expressed in  terms  of  the  OSPF  link-state
  131.             metric.
  132.  
  133.         o   MOSPF takes advantage of any commonality of least cost paths
  134.             to  destination  group members. However, when members of the
  135.             multicast group are spread out over multiple  networks,  the
  136.             multicast  datagram must at times be replicated. This repli-
  137.             cation is performed as few times as possible  (at  the  tree
  138.             branches), taking maximum advantage of common path segments.
  139.  
  140.         o   For a given multicast datagram,  all  routers  calculate  an
  141.             identical  shortest-path  tree.  This  is possible since the
  142.             shortest-path tree is rooted at the datagram source, instead
  143.             of being rooted at the calculating router (as is done in the
  144.             unicast case). Tie-breakers  have  been  defined  to  ensure
  145.             that, when several equal-cost paths exist, all routers agree
  146.             on which single path to use. As a result, there is a  single
  147.             path between the datagram's source and any particular desti-
  148.             nation group member. This means that, unlike  OSPF's  treat-
  149.             ment  of regular (unicast) IP data traffic, there is no pro-
  150.             vision for equal-cost multipath.
  151.  
  152.         o   While MOSPF optimizes the path to any given group member, it
  153.             does not necessarily optimize the use of the internetwork as
  154.             a whole. To  do  so,  instead  of  calculating  source-based
  155.             shortest-path trees, something similar to a minimal spanning
  156.             tree (containing only the group members) would  need  to  be
  157.             calculated.  This  type of minimal spanning tree is called a
  158.             Steiner  tree  in  the  literature.  For  a  comparison   of
  159.             shortest-path  tree  routing to routing using Steiner trees,
  160.             see [Deering2] and [Bharath-Kumar].
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166. [Moy]                                                           [Page 3]
  167.  
  168. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  169.  
  170.  
  171.         o   When forwarding a multicast datagram, MOSPF conforms to  the
  172.             link-layer   encapsulation   standards   for   IP  multicast
  173.             datagrams as specified in "Host extensions for IP multicast-
  174.             ing"  ([RFC  1112]),  "Transmission of IP datagrams over the
  175.             SMDS Service" ([RFC 1209]) and "Transmission of IP  and  ARP
  176.             over  FDDI Networks" ([RFC 1390]). In particular, for ether-
  177.             net and FDDI  the  explicit  mapping  between  IP  multicast
  178.             addresses and data-link multicast addresses is used.
  179.  
  180.     1.2.  Miscellaneous features
  181.  
  182.         This section lists, in no particular order,  the  other  miscel-
  183.         laneous features that the MOSPF protocol supports:
  184.  
  185.         o   MOSPF routers can be mixed within an Autonomous System  (and
  186.             even  within  a  single  OSPF  area) with non-multicast OSPF
  187.             routers. When this is done, all routers will interoperate in
  188.             the  routing  of  unicasts.  Unicast  routing  will  not  be
  189.             affected by this mixing; all unicast paths will be the  same
  190.             as before the introduction of multicast. This mixing of mul-
  191.             ticast and non-multicast routers enables phased introduction
  192.             of  a multicast capability into an internetwork. However, it
  193.             should be noted that some configurations of MOSPF  and  non-
  194.             MOSPF  routers  may produce unexpected failures in multicast
  195.             routing (see Section 6.1 of [MOSPF]).
  196.  
  197.         o   MOSPF does not  include  the  ability  to  tunnel  multicast
  198.             datagrams  through  non-multicast routers. A tunneling capa-
  199.             bility has proved valuable when used by the  DVMRP  protocol
  200.             in the MBONE. However, it is assumed that, since MOSPF is an
  201.             intra-AS protocol, multicast can be turned on in  enough  of
  202.             the Autonomous System's routers to achieve the required con-
  203.             nectivity without resorting to tunneling. The more  central-
  204.             ized  control  that  exists in most Autonomous Systems, when
  205.             compared to the Internet as a whole, should make this possi-
  206.             ble.
  207.  
  208.         o   In addition to calculating a separate datagram path for each
  209.             [source  network,  multicast destination] combination, MOSPF
  210.             can also vary the path based on IP Type of Service (TOS). As
  211.             with  OSPF  unicast  routing, TOS-based multicast routing is
  212.             optional, and routers supporting it can be freely mixed with
  213.             those that don't.
  214.  
  215.         o   MOSPF supports all network types that are supported  by  the
  216.             base OSPF protocol: broadcast networks, point-to-points net-
  217.             works and non-broadcast multi-access (NBMA)  networks.  Note
  218.             however  that IGMP is not defined on NBMA networks, so while
  219.  
  220.  
  221.  
  222. [Moy]                                                           [Page 4]
  223.  
  224. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  225.  
  226.  
  227.             these networks  can  support  the  forwarding  of  multicast
  228.             datagrams,  they  cannot  support  directly  connected group
  229.             members.
  230.  
  231.         o   MOSPF supports all Autonomous System configurations that are
  232.             supported by the base OSPF protocol. In particular, an algo-
  233.             rithm for forwarding multicast datagrams between OSPF  areas
  234.             is  included.  Also, areas with configured virtual links can
  235.             be used for transit multicast traffic.
  236.  
  237.         o   A way of forwarding multicast  datagrams  across  Autonomous
  238.             System boundaries has been defined. This means that a multi-
  239.             cast datagram having an external source can  still  be  for-
  240.             warded  throughout  the  Autonomous  System. Facilities also
  241.             exist for forwarding locally generated  datagrams  to  Auto-
  242.             nomous  System  exit  points, from which they can be further
  243.             distributed. The effectiveness of this support  will  depend
  244.             upon  the nature of the inter-AS multicast routing protocol.
  245.             The one assumption that has been made is that  the  inter-AS
  246.             multicast  routing  protocol will operate in an reverse path
  247.             forwarding (RPF) fashion: namely, that  multicast  datagrams
  248.             originating  from  an  external  source will enter the Auto-
  249.             nomous System at the same place that unicast datagrams  des-
  250.             tined for that source will exit.
  251.  
  252.         o   To deal with the fact that the external unicast  and  multi-
  253.             cast  topologies  will be different for some time to come, a
  254.             way to indicate that a route is available for multicast  but
  255.             not unicast (or vice versa) has been defined. This for exam-
  256.             ple would allow a MOSPF system to use DVMRP as its  inter-AS
  257.             multicast  routing protocol, while using BGP as its inter-AS
  258.             unicast routing protocol.
  259.  
  260.         o   For those physical networks that have been assigned multiple
  261.             IP network/subnet numbers, multicast routing can be disabled
  262.             on all but one OSPF interface to the physical network.  This
  263.             avoids unwanted replication of multicast datagrams.
  264.  
  265.         o   For those networks residing on Autonomous System boundaries,
  266.             which  may  be  running multiple multicast routing protocols
  267.             (or multiple copies of the same multicast routing protocol),
  268.             MOSPF  can  be configured to encapsulate multicast datagrams
  269.             with unicast (rather  than  multicast)  link-level  destina-
  270.             tions.   This  also avoids unwanted replication of multicast
  271.             datagrams.
  272.  
  273.         o   MOSPF provides an optimization for IP multicast's "expanding
  274.             ring  search" (sometimes called "TTL scoping") procedure. In
  275.  
  276.  
  277.  
  278. [Moy]                                                           [Page 5]
  279.  
  280. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  281.  
  282.  
  283.             an expanding ring search, an application finds  the  nearest
  284.             server  by  sending  out  successive multicasts, each with a
  285.             larger TTL. The first responding server  will  then  be  the
  286.             closest  (in  terms of hops, but not necessarily in terms of
  287.             the OSPF metric). MOSPF minimizes the network bandwidth con-
  288.             sumed  by  an  expanding  ring search by refusing to forward
  289.             multicast datagrams whose TTL is too small to ever  reach  a
  290.             group member.
  291.  
  292. 2.  Security architecture
  293.  
  294.     All MOSPF protocol packet exchanges (excluding IGMP)  are  specified
  295.     by the base OSPF protocol, and as such are authenticated. For a dis-
  296.     cussion of  OSPF's  authentication  mechanism,  see  Appendix  D  of
  297.     [OSPF].
  298.  
  299. 3.  MIB support
  300.  
  301.     Management support for MOSPF has been added to the base OSPF V2  MIB
  302.     [OSPF MIB]. These additions consist of the ability to read and write
  303.     the configuration parameters specified  in  Section  B  of  [MOSPF],
  304.     together with the ability to dump the new group-membership-LSAs.
  305.  
  306. 4.  Implementations
  307.  
  308.     There is currently one MOSPF  implementation,  written  by  Proteon,
  309.     Inc.   It  was  released for general use in April 1992. It is a full
  310.     MOSPF implementation, with  the  exception  of  TOS-based  multicast
  311.     routing. It also does not contain an inter-AS multicast routing pro-
  312.     tocol.
  313.  
  314.     The multicast applications included with the Proteon MOSPF implemen-
  315.     tation  include:  a  multicast  pinger, console commands so that the
  316.     router itself can join and leave multicast groups (and so respond to
  317.     multicast  pings), and the ability to send SNMP traps to a multicast
  318.     address. Proteon is also using IP multicast to support the tunneling
  319.     of  other  protocols over IP.  For example, source route bridging is
  320.     tunneled over a MOSPF domain, using one  IP  multicast  address  for
  321.     explorer   frames   and   mapping  the  segment/bridge  found  in  a
  322.     specifically-routed  frame's  RIF  field  to  other   IP   multicast
  323.     addresses.   This last application has proved popular, since it pro-
  324.     vides a lightweight transport that is resistant to reordering.
  325.  
  326.     The Proteon MOSPF implementation is currently  running  in  approxi-
  327.     mately a dozen sites, each site consisting of 10-20 routers.
  328.  
  329.     Table 1 gives a comparison between the code size of  Proteon's  base
  330.     OSPF  implementation and its MOSPF implementation. Two dimensions of
  331.  
  332.  
  333.  
  334. [Moy]                                                           [Page 6]
  335.  
  336. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  337.  
  338.  
  339.  
  340.  
  341.                       lines of C   bytes of 68020 object code
  342.           ___________________________________________________
  343.           OSPF base   11,693       63,160
  344.           MOSPF       15,247       81,956
  345.  
  346.             Table 1: Comparison of OSPF and MOSPF code sizes
  347.  
  348.     size are indicated: lines of C (comments and blanks  included),  and
  349.     bytes  of 68020 object code. In both cases, the multicast extensions
  350.     to OSPF have engendered a 30% size increase.
  351.  
  352.     Note that in these sizes, the code used to configure and monitor the
  353.     implementation  has been included. Also, in the MOSPF code size fig-
  354.     ure, the IGMP implementation has been included.
  355.  
  356. 5.  Testing
  357.  
  358.     Figure 1 shows the topology that was used for the initial  debugging
  359.     of  Proteon's  MOSPF  implementation.  It  consists  of  seven MOSPF
  360.     routers, interconnected by ethernets, token rings, FDDIs and  serial
  361.     lines. The applications used to test the routing were multicast ping
  362.     and the sending of traps to a multicast  address  (the  box  labeled
  363.     "NAZ" was a network analyzer that was occasionally sending IGMP Host
  364.     Membership Reports and then continuously  receiving  multicast  SNMP
  365.     traps). The "vat" application was also used on workstations (without
  366.     running the DVMRP "mrouted" daemon; see "Distance  Vector  Multicast
  367.     Routing  Protocol", [RFC 1075]) which were multicasting packet voice
  368.     across the MOSPF domain.
  369.  
  370.  
  371.     The MOSPF features tested in this setup were:
  372.  
  373.     o   Re-routing in response to topology changes.
  374.  
  375.     o   Path verification after altering costs.
  376.  
  377.     o   Routing multicast datagrams between areas.
  378.  
  379.     o   Routing multicast datagrams to and from external addresses.
  380.  
  381.     o   The various  tiebreakers  employed  when  constructing  datagram
  382.         shortest-path trees.
  383.  
  384.     o   MOSPF over non-broadcast multi-access networks.
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390. [Moy]                                                           [Page 7]
  391.  
  392. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  393.  
  394.  
  395.  
  396.                                               +---+
  397.               +-------------------------------|RT1|
  398.               |                               +---+
  399.               |             +---------+         |
  400.               |                  |              |
  401.               |  +---+         +---+    +---+   |
  402.               |  |RT5|---------|RT2|    |NAZ|   |
  403.               |  +---+    +----+---+    +---+   |
  404.               |           |      |        |     |
  405.               |           |   +------------------------+
  406.               |           |                         |      +
  407.               |           |                         |      |
  408.               |           |                         |      |  +---+
  409.               |   +------------+      +             |      |--|RT7|
  410.               |            |          |             |      |  +---+
  411.               |          +---+        |           +---+    |
  412.               |          |RT4|--------|-----------|RT3|----|
  413.               |          +---+        |           +---+    |
  414.               |                       |                    |
  415.               |               +       +                    |
  416.               |               |           +---+            |
  417.               +---------------|-----------|RT6|------------|
  418.                               |           +---+            |
  419.                               +                            +
  420.  
  421.                   Figure 1: Initial MOSPF test setup
  422.  
  423.  
  424.     o   Interoperability of MOSPF and non-multicast OSPF routers.
  425.  
  426.     Due to the commercial tunneling applications  developed  by  Proteon
  427.     that use IP multicast, MOSPF has been deployed in a number of opera-
  428.     tional  but  non-Internet-connected  sites.  MOSPF  has  been   also
  429.     deployed in some Internet-connected sites (e.g., OARnet) for testing
  430.     purposes. The desire of these sites is to use MOSPF to attach to the
  431.     "mbone".   However, an implementation of both MOSPF and DVMRP in the
  432.     same box is needed; without this  one  way  communication  has  been
  433.     achieved (sort of like lecture mode in vat) by configuring multicast
  434.     static routes in the MOSPF implementation. The problem is that there
  435.     is no current way to inject the MOSPF source information into DVMRP.
  436.  
  437.     The MOSPF features that have not yet been tested are:
  438.  
  439.     o   The interaction between MOSPF and virtual links.
  440.  
  441.     o   Interaction between MOSPF and other multicast routing  protocols
  442.         (e.g., DVMRP).
  443.  
  444.  
  445.  
  446. [Moy]                                                           [Page 8]
  447.  
  448. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  449.  
  450.  
  451.     o   TOS-based routing in MOSPF.
  452.  
  453. 6.  A brief analysis of MOSPF scaling
  454.  
  455.     MOSPF uses the Dijkstra algorithm to calculate the path of a  multi-
  456.     cast  datagram  through any given OSPF area. This calculation encom-
  457.     passes all the transit nodes (routers and networks) in the area; its
  458.     cost  scales  as  O(N*log(N)) where N is the number of transit nodes
  459.     (same as the cost of the OSPF unicast  intra-area  routing  calcula-
  460.     tion). This is the cost of a single path calculation; however, MOSPF
  461.     calculates a separate path for each [source network, multicast  des-
  462.     tination, TOS] tuple. This is potentially a lot of Dijkstra calcula-
  463.     tions.
  464.  
  465.     MOSPF proposes to deal with this calculation burden  by  calculating
  466.     datagram  paths in an "on demand" fashion. That is, the path is cal-
  467.     culated only when receiving the first datagram in  a  stream.  After
  468.     the  calculation,  the  results are cached for use by later matching
  469.     datagrams. This on demand calculation alleviates  the  cost  of  the
  470.     routing calculations in two ways: 1) It spreads the routing calcula-
  471.     tions out over time and 2) the router does fewer calculations, since
  472.     it  does  not  even calculate the paths of datagrams whose path will
  473.     not even touch the router.
  474.  
  475.     Cache entries need never be timed out, although they are removed  on
  476.     topological  changes.  If  an  implementation  chooses  to limit the
  477.     amount of  memory  consumed  by  the  cache,  probably  by  removing
  478.     selected  entries, care must be taken to ensure that cache thrashing
  479.     does not occur.
  480.  
  481.     The effectiveness of this "on demand" calculation will  need  to  be
  482.     proven  over  time,  as  multicast usage and traffic patterns become
  483.     more evident.
  484.  
  485.     As a simple example, suppose an OSPF area consists of  200  routers.
  486.     Suppose  each router represents a site, and each site is participat-
  487.     ing simultaneously with three other local sites (inside the area) in
  488.     a  video  conference. This gives 200/4 = 50 groups, and 200 separate
  489.     datagram trees. Assuming  each  datagram  tree  goes  through  every
  490.     router (which probably won't be true), each router will be doing 200
  491.     Dijkstras initially (and on internal topology changes). The time  to
  492.     run  a  200 node Dijkstra on a 10 mips processor was estimated to be
  493.     15 milliseconds in "OSPF protocol analysis" ([RFC 1245]). So if  all
  494.     200  Dijkstras need to be done at once, it will take 3 seconds total
  495.     on a 10 mips processor. In contrast, assuming each video  stream  is
  496.     64Kb/sec,  the  routers will constantly forward 12Mb/sec of applica-
  497.     tion data (the cost of this soon dwarfing the  cost  of  the  Dijks-
  498.     tras).
  499.  
  500.  
  501.  
  502. [Moy]                                                           [Page 9]
  503.  
  504. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  505.  
  506.  
  507.     In this example there are  also  200  group-membership-LSAs  in  the
  508.     area;  since each group membership-LSA is around 64 bytes, this adds
  509.     64*200 = 12K bytes to the OSPF link state database.
  510.  
  511.     Other things to keep in mind when evaluating  the  cost  of  MOSPF's
  512.     routing calculation are:
  513.  
  514.     o   Assuming that the guidelines of "OSPF protocol  analysis"  ([RFC
  515.         1245]) are followed and areas are limited to 200 nodes, the cost
  516.         of the Dijkstra will not grow unbounded,  but  will  instead  be
  517.         capped at the Dijkstra for 200 nodes.  One need then worry about
  518.         the number of Dijkstras, which is determined by  the  number  of
  519.         [datagram source, multicast destination] combinations.
  520.  
  521.     o   A datagram whose destination has no group members in the  domain
  522.         can  still  be  forwarded through the MOSPF system. However, the
  523.         Dijkstra calculation here depends only on the [datagram  source,
  524.         TOS],  since  the datagram will be forwarded along to "wild-card
  525.         receivers" only. Since the number of  group  members  in  a  200
  526.         router  area  is  probably  also  bounded,  the  possibility  of
  527.         unbounded calculation growth lies  in  the  number  of  possible
  528.         datagram  sources. (However, it should be noted that some future
  529.         multicast applications, such as distributed computing, may  gen-
  530.         erate a large number of short-lived multicast groups).
  531.  
  532.     o   By collapsing routing information before importing it  into  the
  533.         area/AS,  the  number of sources can be reduced dramatically. In
  534.         particular, if the AS relies on a default external  route,  most
  535.         external  sources  will be covered by a single Dijkstra calcula-
  536.         tion (the one using 0.0.0.0 as the source).
  537.  
  538.     One other factor to be considered in  MOSPF  scaling  is  how  often
  539.     cache  entries  need  to  be  recalculated, as a result of a network
  540.     topology change. The rules for MOSPF cache maintenance are explained
  541.     in  Section  13  of [MOSPF]. Note that the further away the topology
  542.     change happens from the calculating router, the fewer cache  entries
  543.     need  to be recalculated. For example, if an external route changes,
  544.     many fewer cache entries need to be purged as compared to  a  change
  545.     in  a  MOSPF  domain's  internal link. For scaling purposes, this is
  546.     exactly the desired behavior. Note  that  "OSPF  protocol  analysis"
  547.     ([RFC  1245])  bears this out when it shows that changes in external
  548.     routes (on the order of once a minute for the networks surveyed) are
  549.     much  more frequent than internal changes (between 15 and 15 minutes
  550.     for the networks surveyed).
  551.  
  552.  
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558. [Moy]                                                          [Page 10]
  559.  
  560. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  561.  
  562.  
  563. 7.  Known difficulties
  564.  
  565.     The following are known difficulties with the MOSPF protocol:
  566.  
  567.     o   When a MOSPF router itself contains multicast applications,  the
  568.         choice  of its application datagrams' source addresses should be
  569.         made with care.  Due to OSPF's representation of  serial  lines,
  570.         using  a  serial  line  interface  address as source can lead to
  571.         excess data traffic on the  serial  line.  In  fact,  using  any
  572.         interface address as source can lead to excess traffic, owing to
  573.         MOSPF's decision to always multicast the packet onto the  source
  574.         network  as  part of the forwarding process (see Section 11.3 of
  575.         [MOSPF]). However, optimal behavior can be achieved by assigning
  576.         the  router  an interface-independent address, and using this as
  577.         the datagram source.
  578.  
  579.         This concern does not apply to regular  IP  hosts  (i.e.,  those
  580.         that are not MOSPF routers).
  581.  
  582.     o   It is necessary to ensure, when mixing MOSPF  and  non-multicast
  583.         routers on a LAN, that a MOSPF router becomes Designated Router.
  584.         Otherwise multicast datagrams will not be forwarded on the  LAN,
  585.         nor  will group membership be monitored on the LAN, nor will the
  586.         group-membership-LSAs be flooded over the LAN. This  can  be  an
  587.         operational  nuisance,  since  OSPF's Designated Router election
  588.         algorithm is designed to discourage  Designated  Router  transi-
  589.         tions,  rather  than  to  guarantee  that certain routers become
  590.         Designated Router. However, assigning a DR Priority of 0 to  all
  591.         non-multicast  routers will always guarantee that a MOSPF router
  592.         is selected as Designated Router.
  593.  
  594. 8.  Future work
  595.  
  596.     In the future, it is expected that the following work will  be  done
  597.     on the MOSPF protocol:
  598.  
  599.     o   More analysis of multicast traffic patterns needs to be done, in
  600.         order to see whether the MOSPF routing calculations will pose an
  601.         undue processing burden  on  multicast  routers.  If  necessary,
  602.         further  ways  to  ease  this burden may need to be defined. One
  603.         suggestion that has been made is to revert to reverse path  for-
  604.         warding  when  the  router  is  unable to calculate the detailed
  605.         MOSPF forwarding cache entries.
  606.  
  607.     o   Experience needs to be gained with the interactions between mul-
  608.         tiple multicast routing algorithms (e.g., MOSPF and DVMRP).
  609.  
  610.  
  611.  
  612.  
  613.  
  614. [Moy]                                                          [Page 11]
  615.  
  616. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  617.  
  618.  
  619.     o   Additional MIB support for the  retrieval  of  forwarding  cache
  620.         entries,  along the lines of the "IP forwarding table MIB" ([RFC
  621.         1354]), would be useful.
  622.  
  623.  
  624.  
  625.  
  626.  
  627.  
  628.  
  629.  
  630.  
  631.  
  632.  
  633.  
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638.  
  639.  
  640.  
  641.  
  642.  
  643.  
  644.  
  645.  
  646.  
  647.  
  648.  
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653.  
  654.  
  655.  
  656.  
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.  
  665.  
  666.  
  667.  
  668.  
  669.  
  670. [Moy]                                                          [Page 12]
  671.  
  672. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  673.  
  674.  
  675. 9.  References
  676.  
  677.     [Bharath-Kumar] Bharath-Kumar, K. and Jaffe, J. M. Routing to multi-
  678.                     ple destinations in Computer Networks. IEEE Transac-
  679.                     tions on Communications, COM-31[3], March 1983.
  680.  
  681.     [Deering]       Deering, S. Multicast Routing in  Internetworks  and
  682.                     Extended  LANs.   SIGCOMM  Summer  1988 Proceedings,
  683.                     August 1988.
  684.  
  685.     [Deering2]      Deering, S. Multicast routing in a  datagram  inter-
  686.                     network.  Stanford Technical Report STAN-CS-92-1415,
  687.                     Department of Computer Science, Stanford University,
  688.                     December 1991.
  689.  
  690.     [OSPF]          Moy, J. OSPF Version 2. Internet Draft. March 1993.
  691.  
  692.     [OSPF MIB]      Baker F. and Coltun R.  OSPF  Version  2  Management
  693.                     Information Base.  Internet Draft. November 1992.
  694.  
  695.     [MOSPF]         Moy,  J.  Multicast  Extensions  to  OSPF.  Internet
  696.                     Draft. March 1993.
  697.  
  698.     [RFC 1075]      Waitzman, D., Partridge, C. and Deering, S. Distance
  699.                     Vector   Multicast   Routing   Protocol.  RFC  1175,
  700.                     November 1988.
  701.  
  702.     [RFC 1112]      Deering, S.E. Host extensions for  IP  multicasting.
  703.                     RFC 1112, May 1988.
  704.  
  705.     [RFC 1209]      Piscitello, D.M. Transmission of IP  datagrams  over
  706.                     the SMDS Service.  RFC 1209, March 1991.
  707.  
  708.     [RFC 1245]      Moy, J.,ed. OSPF protocol analysis. RFC  1245,  July
  709.                     1991.
  710.  
  711.     [RFC 1246]      Moy, J.,ed. Experience with the OSPF  protocol.  RFC
  712.                     1245, July 1991.
  713.  
  714.     [RFC 1264]      Hinden, R. Internet Routing Protocol Standardization
  715.                     Criteria. RFC 1264, October 1991.
  716.  
  717.     [RFC 1390]      Katz, D. Transmission of IP and ARP over  FDDI  Net-
  718.                     works. RFC 1390, January 1993.
  719.  
  720.     [RFC 1354]      Baker, F. IP forwarding table MIB.  RFC  1354,  July
  721.                     1992.
  722.  
  723.  
  724.  
  725.  
  726. [Moy]                                                          [Page 13]
  727.  
  728. Internet Draft       MOSPF: Analysis and Experience             May 1993
  729.  
  730.  
  731. Security Considerations
  732.  
  733.     Security issues are not discussed in this memo.
  734.  
  735. Author's Address
  736.  
  737.     John Moy
  738.     Proteon, Inc.
  739.     9 Technology Drive
  740.     Westborough, MA 01581
  741.     Phone: (508) 898-2800
  742.     Email: jmoy@proteon.com
  743.  
  744.     This document expires in November 1993.
  745.  
  746.  
  747.  
  748.  
  749.  
  750.  
  751.  
  752.  
  753.  
  754.  
  755.  
  756.  
  757.  
  758.  
  759.  
  760.  
  761.  
  762.  
  763.  
  764.  
  765.  
  766.  
  767.  
  768.  
  769.  
  770.  
  771.  
  772.  
  773.  
  774.  
  775.  
  776.  
  777.  
  778.  
  779.  
  780.  
  781.  
  782. [Moy]                                                          [Page 14]
  783.  
  784.