home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga Collections: Amiga Amateur Radio User Group / AARUG UK #17 (199x)(Amiga Amateur Radio User Group UK)(PD)[WB][G4DCV].zip / AARUG UK #17 (199x)(Amiga Amateur Radio User Group UK)(PD)[WB][G4DCV].adf / HitchHikers.Guide (.txt) < prev    next >
Amigaguide Document  |  1990-01-08  |  60KB  |  919 lines

  1.                      The Hitchhikers Guide to the Internet
  2.                                  25 August 1987
  3.                                     Ed Krol
  4.                              krol@uxc.cso.uiuc.edu
  5.                                                                        Page  2
  6.           This document was produced through funding of the National
  7.           Science Foundation.
  8.           Copyright (C) 1987, by the Board of Trustees of The Univer-
  9.           sity of Illinois.  Permission to duplicate this document, in
  10.           whole or part, is granted provided reference is made to the
  11.           source and this copyright is included in whole copies.
  12.                                                                        Page  3
  13.           _P_u_r_p_o_s_e _a_n_d _A_u_d_i_e_n_c_e
  14.           This document assumes that one is familiar with the workings
  15.           of a non-connected simple IP network (e.g. a few 4.2 BSD
  16.           systems on an Ethernet not connected to anywhere else).
  17.           Appendix A contains remedial information to get one to this
  18.           point.  Its purpose is to get that person, familiar with a
  19.           simple net, versed in the "oral tradition" of the Internet
  20.           to the point that that net can be connected to the Internet
  21.           with little danger to either.  It is not a tutorial, it con-
  22.           sists of pointers to other places, literature, and hints
  23.           which are not normally documented.  Since the Internet is a
  24.           dynamic environment, changes to this document will be made
  25.           regularly.  The author welcomes comments and suggestions.
  26.           This is especially true of terms for the glossary (defini-
  27.           tions are not necessary).
  28.           _W_h_a_t _i_s _t_h_e _I_n_t_e_r_n_e_t?
  29.           In the beginning there was the ARPAnet, a wide area experi-
  30.           mental network connecting hosts and terminal servers
  31.           together.  Procedures were set up to regulate the allocation
  32.           of addresses and to create voluntary standards for the net-
  33.           work.  As local area networks became more pervasive, many
  34.           hosts became gateways to local networks.  A network layer to
  35.           allow the interoperation of these networks was developed and
  36.           called IP (Internet Protocol).  Over time other groups
  37.           created long haul IP based networks (NASA, NSF, states...).
  38.           These nets, too, inter-operate because of IP.  The collec-
  39.           tion of all of these interoperating networks is the Inter-
  40.           net.
  41.           Two groups do much of the research and information work of
  42.           the Internet (ISI and SRI).  ISI (the Informational Sciences
  43.           Institute) does much of the research, standardization, and
  44.           allocation work of the Internet.  SRI International provides
  45.           information services for the Internet.  In fact, after you
  46.           are connected to the Internet most of the information in
  47.           this document can be retrieved from the Network Information
  48.           Center (NIC) run by SRI.
  49.           _O_p_e_r_a_t_i_n_g _t_h_e _I_n_t_e_r_n_e_t
  50.           Each network, be it the ARPAnet, NSFnet or a regional net-
  51.           work, has its own operations center.  The ARPAnet is run by
  52.           BBN, Inc. under contract from DARPA.  Their facility is
  53.           called the Network Operations Center or NOC.  Cornell
  54.           University temporarily operates NSFnet (called the Network
  55.           Information Service Center, NISC).  It goes on to the
  56.           regionals having similar facilities to monitor and keep
  57.                                                                        Page  4
  58.           watch over the goings on of their portion of the Internet.
  59.           In addition, they all should have some knowledge of what is
  60.           happening to the Internet in total. If a problem comes up,
  61.           it is suggested that a campus network liaison should contact
  62.           the network operator to which he is directly connected. That
  63.           is, if you are connected to a regional network (which is
  64.           gatewayed to the NSFnet, which is connected to the
  65.           ARPAnet...)  and have a problem, you should contact your
  66.           regional network operations center.
  67.           _R_F_C_s
  68.           The internal workings of the Internet are defined by a set
  69.           of documents called RFCs (Request for Comments).  The gen-
  70.           eral process for creating an RFC is for someone wanting
  71.           something formalized to write a document describing the
  72.           issue and mailing it to Jon Postel (postel@isi.edu).  He
  73.           acts as a referee for the proposal.  It is then commented
  74.           upon by all those wishing to take part in the discussion
  75.           (electronically of course).  It may go through multiple
  76.           revisions.  Should it be generally accepted as a good idea,
  77.           it will be assigned a number and filed with the RFCs.
  78.           The RFCs can be divided into five groups: required, sug-
  79.           gested, directional, informational and obsolete.  Required
  80.           RFC's (e.g. RFC-791, The Internet Protocol) must be imple-
  81.           mented on any host connected to the Internet.  Suggested
  82.           RFCs are generally implemented by network hosts.  Lack of
  83.           them does not preclude access to the Internet, but may
  84.           impact its usability.  RFC-793 (Transmission Control Proto-
  85.           col) is a suggested RFC.  Directional RFCs were discussed
  86.           and agreed to, but their application has never come into
  87.           wide use.  This may be due to the lack of wide need for the
  88.           specific application (RFC-937 The Post Office Protocol) or
  89.           that, although technically superior, ran against other per-
  90.           vasive approaches (RFC-891 Hello).  It is suggested that
  91.           should the facility be required by a particular site, an
  92.           implementation be done in accordance with the RFC.  This
  93.           insures that, should the idea be one whose time has come,
  94.           the implementation will be in accordance with some standard
  95.           and will be generally usable.  Informational RFCs contain
  96.           factual information about the Internet and its operation
  97.           (RFC-990, Assigned Numbers).  Finally, as the Internet and
  98.           technology have grown, some RFCs have become unnecessary.
  99.           These obsolete RFCs cannot be ignored, however.  Frequently
  100.           when a change is made to some RFC that causes a new one to
  101.           be issued obsoleting others, the new RFC only contains
  102.           explanations and motivations for the change.  Understanding
  103.           the model on which the whole facility is based may involve
  104.           reading the original and subsequent RFCs on the topic.
  105.           (Appendix B contains a list of what are considered to be the
  106.           major RFCs necessary for understanding the Internet).
  107.                                                                        Page  5
  108.           _T_h_e _N_e_t_w_o_r_k _I_n_f_o_r_m_a_t_i_o_n _C_e_n_t_e_r
  109.           The NIC is a facility available to all Internet users which
  110.           provides information to the community.  There are three
  111.           means of NIC contact: network, telephone, and mail.  The
  112.           network accesses are the most prevalent.  Interactive access
  113.           is frequently used to do queries of NIC service overviews,
  114.           look up user and host names, and scan lists of NIC docu-
  115.           ments.  It is available by using
  116.                %telnet sri-nic.arpa
  117.           on a BSD system and following the directions provided by a
  118.           user friendly prompter.  From poking around in the databases
  119.           provided one might decide that a document named
  120.           NETINFO:NUG.DOC (The Users Guide to the ARPAnet) would be
  121.           worth having.  It could be retrieved via an anonymous FTP.
  122.           An anonymous FTP would proceed something like the following.
  123.           (The dialogue may vary slightly depending on the implementa-
  124.           tion of FTP you are using).
  125.                %ftp sri-nic.arpa
  126.                Connected to sri-nic.arpa.
  127.                220 SRI_NIC.ARPA FTP Server Process 5Z(47)-6 at Wed 17-Jun-87 12:00 PDT
  128.                Name (sri-nic.arpa:myname): anonymous
  129.                331 ANONYMOUS user ok, send real ident as password.
  130.                Password: myname
  131.                230 User ANONYMOUS logged in at Wed 17-Jun-87 12:01 PDT, job 15.
  132.                ftp> get netinfo:nug.doc
  133.                200 Port 18.144 at host 128.174.5.50 accepted.
  134.                150 ASCII retrieve of <NETINFO>NUG.DOC.11 started.
  135.                226 Transfer Completed 157675 (8) bytes transferred
  136.                local: netinfo:nug.doc  remote:netinfo:nug.doc
  137.                157675 bytes in 4.5e+02 seconds (0.34 Kbytes/s)
  138.                ftp> quit
  139.                221 QUIT command received. Goodbye.
  140.           (Another good initial document to fetch is NETINFO:WHAT-
  141.           THE-NIC-DOES.TXT)!
  142.           Questions of the NIC or problems with services can be asked
  143.           of or reported to using electronic mail.  The following
  144.           addresses can be used:
  145.                NIC@SRI-NIC.ARPA         General user assistance, document requests
  146.                REGISTRAR@SRI-NIC.ARPA   User registration and WHOIS updates
  147.                HOSTMASTER@SRI-NIC.ARPA  Hostname and domain changes and updates
  148.                ACTION@SRI-NIC.ARPA      SRI-NIC computer operations
  149.                SUGGESTIONS@SRI-NIC.ARPA Comments on NIC publications and services
  150.                                                                        Page  6
  151.           For people without network access, or if the number of docu-
  152.           ments is large, many of the NIC documents are available in
  153.           printed form for a small charge.  One frequently ordered
  154.           document for starting sites is a compendium of major RFCs.
  155.           Telephone access is used primarily for questions or problems
  156.           with network access.  (See appendix B for mail/telephone
  157.           contact numbers).
  158.           _T_h_e _N_S_F_n_e_t _N_e_t_w_o_r_k _S_e_r_v_i_c_e _C_e_n_t_e_r
  159.           The NSFnet Network Service Center (NNSC) is funded by NSF to
  160.           provide a first level of aid to users of NSFnet should they
  161.           have questions or encounter problems traversing the network.
  162.           It is run by BBN Inc.  Karen Roubicek
  163.           (roubicek@nnsc.nsf.net) is the NNSC user liaison.
  164.           The NNSC, which currently has information and documents
  165.           online and in printed form, plans to distribute news through
  166.           network mailing lists, bulletins, newsletters, and online
  167.           reports.  The NNSC also maintains a database of contact
  168.           points and sources of additional information about NSFnet
  169.           component networks and supercomputer centers.
  170.           Prospective or current users who do not know whom to call
  171.           concerning questions about NSFnet use, should contact the
  172.           NNSC.  The NNSC will answer general questions, and, for
  173.           detailed information relating to specific components of the
  174.           Internet, will help users find the appropriate contact for
  175.           further assistance.  (Appendix B)
  176.           _M_a_i_l _R_e_f_l_e_c_t_o_r_s
  177.           The way most people keep up to date on network news is
  178.           through subscription to a number of mail reflectors.  Mail
  179.           reflectors are special electronic mailboxes which, when they
  180.           receive a message, resend it to a list of other mailboxes.
  181.           This in effect creates a discussion group on a particular
  182.           topic.  Each subscriber sees all the mail forwarded by the
  183.           reflector, and if one wants to put his "two cents" in sends
  184.           a message with the comments to the reflector....
  185.           The general format to subscribe to a mail list is to find
  186.           the address reflector and append the string -REQUEST to the
  187.           mailbox name (not the host name).  For example, if you
  188.           wanted to take part in the mailing list for NSFnet reflected
  189.           by NSFNET@NNSC.NSF.NET, one sends a request to
  190.           NSFNET-REQUEST@NNSC.NSF.NET.  This may be a wonderful
  191.           scheme, but the problem is that you must know the list
  192.           exists in the first place.  It is suggested that, if you are
  193.           interested, you read the mail from one list (like NSFNET)
  194.                                                                        Page  7
  195.           and you will probably become familiar with the existence of
  196.           others.  A registration service for mail reflectors is pro-
  197.           vided by the NIC in the files NETINFO:INTEREST-GROUPS-1.TXT,
  198.           NETINFO:INTEREST-GROUPS-2.TXT, and NETINFO:INTEREST-GROUPS-
  199.           3.TXT.
  200.           The NSFNET mail reflector is targeted at those people who
  201.           have a day to day interest in the news of the NSFnet (the
  202.           backbone, regional network, and Internet inter-connection
  203.           site workers).  The messages are reflected by a central
  204.           location and are sent as separate messages to each sub-
  205.           scriber.  This creates hundreds of messages on the wide area
  206.           networks where bandwidth is the scarcest.
  207.           There are two ways in which a campus could spread the news
  208.           and not cause these messages to inundate the wide area net-
  209.           works.  One is to re-reflect the message on the campus.
  210.           That is, set up a reflector on a local machine which for-
  211.           wards the message to a campus distribution list.  The other
  212.           is to create an alias on a campus machine which places the
  213.           messages into a notesfile on the topic.  Campus users who
  214.           want the information could access the notesfile and see the
  215.           messages that have been sent since their last access.  One
  216.           might also elect to have the campus wide area network
  217.           liaison screen the messages in either case and only forward
  218.           those which are considered of merit.  Either of these
  219.           schemes allows one message to be sent to the campus, while
  220.           allowing wide distribution within.
  221.           _A_d_d_r_e_s_s _A_l_l_o_c_a_t_i_o_n
  222.           Before a local network can be connected to the Internet it
  223.           must be allocated a unique IP address.  These addresses are
  224.           allocated by ISI.  The allocation process consists of get-
  225.           ting an application form received from ISI.  (Send a message
  226.           to hostmaster@sri-nic.arpa and ask for the template for a
  227.           connected address).  This template is filled out and mailed
  228.           back to hostmaster.  An address is allocated and e-mailed
  229.           back to you.  This can also be done by postal mail (Appendix
  230.           B).
  231.           IP addresses are 32 bits long.  It is usually written as
  232.           four decimal numbers separated by periods (e.g.,
  233.           192.17.5.100).  Each number is the value of an octet of the
  234.           32 bits.  It was seen from the beginning that some networks
  235.           might choose to organize themselves as very flat (one net
  236.           with a lot of nodes) and some might organize hierarchically
  237.           (many interconnected nets with fewer nodes each and a back-
  238.           bone).  To provide for these cases, addresses were differen-
  239.           tiated into class A, B, and C networks.  This classification
  240.           had to with the interpretation of the octets.  Class A net-
  241.           works have the first octet as a network address and the
  242.                                                                        Page  8
  243.           remaining three as a host address on that network.  Class C
  244.           addresses have three octets of network address and one of
  245.           host.  Class B is split two and two.  Therefore, there is an
  246.           address space for a few large nets, a reasonable number of
  247.           medium nets and a large number of small nets.  The top two
  248.           bits in the first octet are coded to tell the address for-
  249.           mat.  All of the class A nets have been allocated.  So one
  250.           has to choose between Class B and Class C when placing an
  251.           order.  (There are also class D (Multicast) and E (Experi-
  252.           mental) formats.  Multicast addresses will likely come into
  253.           greater use in the near future, but are not frequently used
  254.           now).
  255.           In the past sites requiring multiple network addresses
  256.           requested multiple discrete addresses (usually Class C).
  257.           This was done because much of the software available (not-
  258.           ably 4.2BSD) could not deal with subnetted addresses.
  259.           Information on how to reach a particular network (routing
  260.           information) must be stored in Internet gateways and packet
  261.           switches.  Some of these nodes have a limited capability to
  262.           store and exchange routing information (limited to about 300
  263.           networks).  Therefore, it is suggested that any campus
  264.           announce (make known to the Internet) no more than two
  265.           discrete network numbers.
  266.           If a campus expects to be constrained by this, it should
  267.           consider subnetting.  Subnetting (RFC-932) allows one to
  268.           announce one address to the Internet and use a  set of
  269.           addresses on the campus.  Basically, one defines a mask
  270.           which allows the network to differentiate between the net-
  271.           work portion and host portion of the address.  By using a
  272.           different mask on the Internet and the campus, the address
  273.           can be interpreted in multiple ways.  For example, if a
  274.           campus requires two networks internally and has the 32,000
  275.           addresses beginning 128.174.X.X (a Class B address) allo-
  276.           cated to it,  the campus could allocate 128.174.5.X to one
  277.           part of campus and 128.174.10.X to another.  By advertising
  278.           128.174 to the Internet with a subnet mask of FF.FF.00.00,
  279.           the Internet would treat these two addresses as one. Within
  280.           the campus a mask of FF.FF.FF.00 would be used, allowing the
  281.           campus to treat the addresses as separate entities. (In
  282.           reality you don't pass the subnet mask of FF.FF.00.00 to the
  283.           Internet, the octet meaning is implicit in its being a class
  284.           B address).
  285.           A word of warning is necessary.  Not all systems know how to
  286.           do subnetting.  Some 4.2BSD systems require additional
  287.           software.  4.3BSD systems subnet as released.  Other devices
  288.           and operating systems vary in the problems they have dealing
  289.           with subnets.  Frequently these machines can be used as a
  290.           leaf on a network but not as a gateway within the subnetted
  291.           portion of the network.  As time passes and more systems
  292.           become 4.3BSD based, these problems should disappear.
  293.                                                                        Page  9
  294.           There has been some confusion in the past over the format of
  295.           an IP broadcast address.  Some machines used an address of
  296.           all zeros to mean broadcast and some all ones.  This was
  297.           confusing when machines of both type were connected to the
  298.           same network. The broadcast address of all ones has been
  299.           adopted to end the grief.  Some systems (e.g. 4.2 BSD) allow
  300.           one to choose the format of the broadcast address.  If a
  301.           system does allow this choice, care should be taken that the
  302.           all ones format is chosen.  (This is explained in RFC-1009
  303.           and RFC-1010).
  304.           _I_n_t_e_r_n_e_t _P_r_o_b_l_e_m_s
  305.           There are a number of problems with the Internet.  Solutions
  306.           to the problems range from software changes to long term
  307.           research projects. Some of the major ones are detailed
  308.           below:
  309.           Number of Networks
  310.                When the Internet was designed it was to have about 50
  311.                connected networks.  With the explosion of networking,
  312.                the number is now approaching 300.  The software in a
  313.                group of critical gateways (called the core gateways of
  314.                the ARPAnet) are not able to pass or store much more
  315.                than that number.  In the short term, core reallocation
  316.                and recoding has raised the number slightly.  By the
  317.                summer of '88 the current PDP-11 core gateways will be
  318.                replaced with BBN Butterfly gateways which will solve
  319.                the problem.
  320.           Routing Issues
  321.                Along with sheer mass of the data necessary to route
  322.                packets to a large number of networks, there are many
  323.                problems with the updating, stability, and optimality
  324.                of the routing algorithms.  Much research is being done
  325.                in the area, but the optimal solution to these routing
  326.                problems is still years away.  In most cases the the
  327.                routing we have today works, but sub-optimally and
  328.                sometimes unpredictably.
  329.           Trust Issues
  330.                Gateways exchange network routing information.
  331.                Currently, most gateways accept on faith that the
  332.                information provided about the state of the network is
  333.                correct.  In the past this was not a big problem since
  334.                most of the gateways belonged to a single administra-
  335.                tive entity (DARPA).  Now with multiple wide area net-
  336.                works under different administrations, a rogue gateway
  337.                somewhere in the net could cripple the Internet.  There
  338.                                                                        Page 10
  339.                is design work going on to solve both the problem of a
  340.                gateway doing unreasonable things and providing enough
  341.                information to reasonably route data between multiply
  342.                connected networks (multi-homed networks).
  343.           Capacity & Congestion
  344.                Many portions of the ARPAnet are very congested during
  345.                the busy part of the day.  Additional links are planned
  346.                to alleviate this congestion, but the implementation
  347.                will take a few months.
  348.           These problems and the future direction of the Internet are
  349.           determined by the Internet Architect (Dave Clark of MIT)
  350.           being advised by the Internet Activities Board (IAB).  This
  351.           board is composed of chairmen of a number of committees with
  352.           responsibility for various specialized areas of the Inter-
  353.           net.  The committees composing the IAB and their chairmen
  354.           are:
  355.                   _C_o_m_m_i_t_t_e_e                            _C_h_a_i_r
  356.                Autonomous Networks                  Deborah Estrin
  357.                End-to-End Services                  Bob Braden
  358.                Internet Architecture                Dave Mills
  359.                Internet Engineering                 Phil Gross
  360.                     EGP2                            Mike Petry
  361.                     Name Domain Planning            Doug Kingston
  362.                     Gateway Monitoring              Craig Partridge
  363.                     Internic                        Jake Feinler
  364.                     Performance & Congestion ControlRobert Stine
  365.                     NSF Routing                     Chuck Hedrick
  366.                     Misc. MilSup Issues             Mike St. Johns
  367.                Privacy                              Steve Kent
  368.                IRINET Requirements                  Vint Cerf
  369.                Robustness & Survivability           Jim Mathis
  370.                Scientific Requirements              Barry Leiner
  371.           Note that under Internet Engineering, there are a set of
  372.           task forces and chairs to look at short term concerns.  The
  373.           chairs of these task forces are not part of the IAB.
  374.           _R_o_u_t_i_n_g
  375.           Routing is the algorithm by which a network directs a packet
  376.           from its source to its destination.  To appreciate the prob-
  377.           lem, watch a small child trying to find a table in a restau-
  378.           rant.  From the adult point of view the structure of the
  379.           dining room is seen and an optimal route easily chosen.  The
  380.           child, however, is presented with a set of paths between
  381.           tables where a good path, let alone the optimal one to the
  382.           goal is not discernible.
  383.                                                                        Page 11
  384.           A little more background might be appropriate.  IP gateways
  385.           (more correctly routers) are boxes which have connections to
  386.           multiple networks and pass traffic  between these nets.
  387.           They decide how the packet is to be sent based on the infor-
  388.           mation in the IP header of the packet and the state of the
  389.           network.  Each interface on a router has an unique address
  390.           appropriate to the network to which it is connected.  The
  391.           information in the IP header which is used is primarily the
  392.           destination address.  Other information (e.g. type of ser-
  393.           vice) is largely ignored at this time.  The state of the
  394.           network is determined by the routers passing information
  395.           among themselves.  The distribution of the database (what
  396.           each node knows), the form of the updates, and metrics used
  397.           to measure the value of a connection, are the parameters
  398.           which determine the characteristics of a routing protocol.
  399.           Under some algorithms each node in the network has complete
  400.           knowledge of the state of the network (the adult algorithm).
  401.           This implies the nodes must have larger amounts of local
  402.           storage and enough CPU to search the large tables in a short
  403.           enough time (remember this must be done for each packet).
  404.           Also, routing updates usually contain only changes to the
  405.           existing information (or you spend a large amount of the
  406.           network capacity passing around megabyte routing updates).
  407.           This type of algorithm has several problems.  Since the only
  408.           way the routing information can be passed around is across
  409.           the network and the propagation time is non-trivial, the
  410.           view of the network at each node is a correct historical
  411.           view of the network at varying times in the past.  (The
  412.           adult algorithm, but rather than looking directly at the
  413.           dining area, looking at a photograph of the dining room.
  414.           One is likely to pick the optimal route and find a bus-cart
  415.           has moved in to block the path after the photo was taken).
  416.           These inconsistencies can cause circular routes (called
  417.           routing loops) where once a packet enters it is routed in a
  418.           closed path until its time to live (TTL) field expires and
  419.           it is discarded.
  420.           Other algorithms may know about only a subset of the net-
  421.           work.  To prevent loops in these protocols, they are usually
  422.           used in a hierarchical network.  They know completely about
  423.           their own area, but to leave that area they go to one par-
  424.           ticular place (the default gateway).  Typically these are
  425.           used in smaller networks (campus, regional...).
  426.           Routing protocols in current use:
  427.           Static (no protocol-table/default routing)
  428.                Don't laugh.  It is probably the most reliable, easiest
  429.                to implement, and least likely to get one into trouble
  430.                for a small network or a leaf on the Internet.  This
  431.                is, also, the only method available on some
  432.                                                                        Page 12
  433.                CPU-operating system combinations. If a host is con-
  434.                nected to an Ethernet which has only one gateway off of
  435.                it, one should make that the default gateway for the
  436.                host and do no other routing.  (Of course that gateway
  437.                may pass the reachablity information somehow on the
  438.                other side of itself).
  439.                One word of warning, it is only with extreme caution
  440.                that one should use static routes in the middle of a
  441.                network which is also using dynamic routing.  The
  442.                routers passing dynamic information are sometimes con-
  443.                fused by conflicting dynamic and static routes.  If
  444.                your host is on an ethernet with multiple routers to
  445.                other networks on it and the routers are doing dynamic
  446.                routing among themselves, it is usually better to take
  447.                part in the dynamic routing than to use static routes.
  448.           RIP
  449.                RIP is a routing protocol based on XNS (Xerox Network
  450.                System) adapted for IP networks.  It is used by many
  451.                routers (Proteon, cisco, UB...) and many BSD Unix sys-
  452.                tems.  BSD systems typically run a program called
  453.                _r_o_u_t_e_d to exchange information with other systems run-
  454.                ning RIP.  RIP works best for nets of small diameter
  455.                where the links are of equal speed.  The reason for
  456.                this is that the metric used to determine which path is
  457.                best is the hop-count.  A hop is a traversal across a
  458.                gateway.  So, all machines on the same Ethernet are
  459.                zero hops away.  If a router connects connects two net-
  460.                works directly, a machine on the other side of the
  461.                router is one hop away....  As the routing information
  462.                is passed through a gateway, the gateway adds one to
  463.                the hop counts to keep them consistent across the net-
  464.                work.  The diameter of a network is defined as the
  465.                largest hop-count possible within a network.  Unfor-
  466.                tunately, a hop count of 16 is defined as infinity in
  467.                RIP meaning the link is down. Therefore, RIP will not
  468.                allow hosts separated by more than 15 gateways in the
  469.                RIP space to communicate.
  470.                The other problem with hop-count metrics is that if
  471.                links have different speeds, that difference is not
  472.                reflected in the hop-count. So a one hop satellite link
  473.                (with a .5 sec delay) at 56kb would be used instead of
  474.                a two hop T1 connection. Congestion can be viewed as a
  475.                decrease in the efficacy of a link. So, as a link gets
  476.                more congested, RIP will still know it is the best
  477.                hop-count route and congest it even more by throwing
  478.                more packets on the queue for that link.
  479.                The protocol is not well documented.  A group of people
  480.                are working on producing an RFC to both define the
  481.                current RIP and to do some extensions to it to allow it
  482.                                                                        Page 13
  483.                to better cope with larger networks.  Currently, the
  484.                best documentation for RIP appears to be the code to
  485.                BSD _r_o_u_t_e_d.
  486.           Routed
  487.                The _r_o_u_t_e_d program, which does RIP for 4.2BSD systems,
  488.                has many options. One of the most frequently used is:
  489.                _r_o_u_t_e_d -_q (quiet mode) which means listen to RIP infor-
  490.                mation but never broadcast it.  This would be used by a
  491.                machine on a network with multiple RIP speaking gate-
  492.                ways.  It allows the host to determine which gateway is
  493.                best (hopwise) to use to reach a distant network.  (Of
  494.                course you might want to have a default gateway to
  495.                prevent having to pass all the addresses known to the
  496.                Internet around with RIP).
  497.                There are two ways to insert static routes into _r_o_u_t_e_d,
  498.                the /_e_t_c/_g_a_t_e_w_a_y_s file and the _r_o_u_t_e _a_d_d command.
  499.                Static routes are useful if you know how to reach a
  500.                distant network, but you are not receiving that route
  501.                using RIP.  For the most part the _r_o_u_t_e _a_d_d command is
  502.                preferable to use.  The reason for this is that the
  503.                command adds the route to that machine's routing table
  504.                but does not export it through RIP.  The /_e_t_c/_g_a_t_e_w_a_y_s
  505.                file takes precedence over any routing information
  506.                received through a RIP update.  It is also broadcast as
  507.                fact in RIP updates produced by the host without ques-
  508.                tion, so if a mistake is made in the /_e_t_c/_g_a_t_e_w_a_y_s
  509.                file, that mistake will soon permeate the RIP space and
  510.                may bring the network to its knees.
  511.                One of the problems with _r_o_u_t_e_d is that you have very
  512.                little control over what gets broadcast and what
  513.                doesn't.  Many times in larger networks where various
  514.                parts of the network are under different administrative
  515.                controls, you would like to pass on through RIP only
  516.                nets which you receive from RIP and you know are rea-
  517.                sonable.  This prevents people from adding IP addresses
  518.                to the network which may be illegal and you being
  519.                responsible for passing them on to the Internet.  This
  520.                type of reasonability checks are not available with
  521.                _r_o_u_t_e_d and leave it usable, but inadequate for large
  522.                networks.
  523.           Hello (RFC-891)
  524.                Hello is a routing protocol which was designed and
  525.                implemented in a experimental software router called a
  526.                "Fuzzball" which runs on a PDP-11. It does not have
  527.                wide usage, but is the routing protocol currently used
  528.                on the NSFnet backbone.  The data transferred between
  529.                                                                        Page 14
  530.                nodes is similar to RIP (a list of networks and their
  531.                metrics).  The metric, however, is milliseconds of
  532.                delay.  This allows Hello to be used over nets of vari-
  533.                ous link speeds and performs better in congestive
  534.                situations.
  535.                One of the most interesting side effects of Hello based
  536.                networks is their great timekeeping ability.  If you
  537.                consider the problem of measuring delay on a link for
  538.                the metric, you find that it is not an easy thing to
  539.                do.  You cannot measure round trip time since the
  540.                return link may be more congested, of a different
  541.                speed, or even not there.  It is not really feasible
  542.                for each node on the network to have a builtin WWV
  543.                (nationwide radio time standard) receiver.  So, you
  544.                must design an algorithm to pass around time between
  545.                nodes over the network links where the delay in
  546.                transmission can only be approximated.  Hello routers
  547.                do this and in a nationwide network maintain synchron-
  548.                ized time within milliseconds.
  549.           Exterior Gateway Protocol (EGP RFC-904)
  550.                EGP is not strictly a routing protocol, it is a reacha-
  551.                bility protocol. It tells only if nets can be reached
  552.                through a particular gateway, not how good the connec-
  553.                tion is.  It is the standard by which gateways to local
  554.                nets inform the ARPAnet of the nets they can reach.
  555.                There is a metric passed around by EGP but its usage is
  556.                not standardized formally.  Its typical value is value
  557.                is 1 to 8 which are arbitrary goodness of link values
  558.                understood by the internal DDN gateways. The smaller
  559.                the value the better and a value of 8 being unreach-
  560.                able.  A quirk of the protocol prevents distinguishing
  561.                between 1 and 2, 3 and 4..., so the usablity of this as
  562.                a metric is as three values and unreachable.  Within
  563.                NSFnet the values used are 1, 3, and unreachable.  Many
  564.                routers talk EGP so they can be used for ARPAnet gate-
  565.                ways.
  566.           Gated
  567.                So we have regional and campus networks talking RIP
  568.                among   themselves,  the  NSFnet  backbone  talking
  569.                Hello, and the DDN speaking EGP.
  570.                How do they interoperate?  In the beginning there was
  571.                static routing, assembled into the Fuzzball software
  572.                configured for each site.  The problem with doing
  573.                static routing in the middle of the network is that it
  574.                is broadcast to the Internet whether it is usable or
  575.                not.  Therefore, if a net becomes unreachable and you
  576.                                                                        Page 15
  577.                try to get there, dynamic routing will immediately
  578.                issue a net unreachable to you.  Under static routing
  579.                the routers would think the net could be reached and
  580.                would continue trying until the application gave up (in
  581.                2 or more minutes).  Mark Fedor of Cornell
  582.                (fedor@devvax.tn.cornell.edu) attempted to solve these
  583.                problems with a replacement for _r_o_u_t_e_d called _g_a_t_e_d.
  584.                _G_a_t_e_d talks RIP to RIP speaking hosts, EGP to EGP
  585.                speakers, and Hello to Hello'ers.  These speakers fre-
  586.                quently all live on one Ethernet, but luckily (or
  587.                unluckily) cannot understand each others ruminations.
  588.                In addition, under configuration file control it can
  589.                filter the conversion.  For example, one can produce a
  590.                configuration saying announce RIP nets via Hello only
  591.                if they are specified in a list and are reachable by
  592.                way of a RIP broadcast as well.  This means that if a
  593.                rogue network appears in your local site's RIP space,
  594.                it won't be passed through to the Hello side of the
  595.                world.  There are also configuration options to do
  596.                static routing and name trusted gateways.
  597.                This may sound like the greatest thing since sliced
  598.                bread, but there is a catch called metric conversion.
  599.                You have RIP measuring in hops, Hello measuring in mil-
  600.                liseconds, and EGP using arbitrary small numbers.  The
  601.                big questions is how many hops to a millisecond, how
  602.                many milliseconds in the EGP number 3....  Also,
  603.                remember that infinity (unreachability) is 16 to RIP,
  604.                30000 or so to Hello, and 8 to the DDN with EGP.  Get-
  605.                ting all these metrics to work well together is no
  606.                small feat.  If done incorrectly and you translate an
  607.                RIP of 16 into an EGP of 6, everyone in the ARPAnet
  608.                will still think your gateway can reach the unreachable
  609.                and will send every packet in the world your way.  For
  610.                these reasons, Mark requests that you consult closely
  611.                with him when configuring and using _g_a_t_e_d.
  612.           _N_a_m_e_s
  613.           All routing across the network is done by means of the IP
  614.           address associated with a packet. Since humans find it dif-
  615.           ficult to remember addresses like 128.174.5.50, a symbolic
  616.           name register was set up at the NIC where people would say
  617.           "I would like my host to be named 'uiucuxc'".  Machines con-
  618.           nected to the Internet across the nation would connect to
  619.           the NIC in the middle of the night, check modification dates
  620.           on the hosts file, and if modified move it to their local
  621.           machine.  With the advent of workstations and micros,
  622.           changes to the host file would have to be made nightly.  It
  623.           would also be very labor intensive and consume a lot of net-
  624.           work bandwidth. RFC-882 and a number of others describe
  625.           domain name service, a distributed data base system for map-
  626.                                                                        Page 16
  627.           ping names into addresses.
  628.           We must look a little more closely into what's in a name.
  629.           First, note that an address specifies a particular connec-
  630.           tion on a specific network.  If the machine moves, the
  631.           address changes.  Second, a machine can have one or more
  632.           names and one or more network addresses (connections) to
  633.           different networks.  Names point to a something which does
  634.           useful work (i.e. the machine) and IP addresses point to an
  635.           interface on that provider.  A name is a purely symbolic
  636.           representation of a list of addresses on the network.  If a
  637.           machine moves to a different network, the addresses will
  638.           change but the name could remain the same.
  639.           Domain names are tree structured names with the root of the
  640.           tree at the right.  For example:
  641.                                 uxc.cso.uiuc.edu
  642.           is a machine called 'uxc' (purely arbitrary), within the
  643.           subdomains method of allocation of the U of I) and 'uiuc'
  644.           (the University of Illinois at Urbana), registered with
  645.           'edu' (the set of educational institutions).
  646.           A simplified model of how a name is resolved is that on the
  647.           user's machine there is a resolver.  The resolver knows how
  648.           to contact across the network a root name server. Root
  649.           servers are the base of the tree structured data retrieval
  650.           system.  They know who is responsible for handling first
  651.           level domains (e.g. 'edu').  What root servers to use is an
  652.           installation parameter. From the root server the resolver
  653.           finds out who provides 'edu' service.  It contacts the 'edu'
  654.           name server which supplies it with a list of addresses of
  655.           servers for the subdomains (like 'uiuc').  This action is
  656.           repeated with the subdomain servers until the final sub-
  657.           domain returns a list of addresses of interfaces on the host
  658.           in question.  The user's machine then has its choice of
  659.           which of these addresses to use for communication.
  660.           A group may apply for its own domain name (like 'uiuc'
  661.           above).  This is done in a manner similar to the IP address
  662.           allocation.  The only requirements are that the requestor
  663.           have two machines reachable from the Internet, which will
  664.           act as name servers for that domain.  Those servers could
  665.           also act as servers for subdomains or other servers could be
  666.           designated as such.  Note that the servers need not be
  667.           located in any particular place, as long as they are reach-
  668.           able for name resolution.  (U of I could ask Michigan State
  669.           to act on its behalf and that would be fine).  The biggest
  670.           problem is that someone must do maintenance on the database.
  671.           If the machine is not convenient, that might not be done in
  672.           a timely fashion.  The other thing to note is that once the
  673.           domain is allocated to an administrative entity, that entity
  674.           can freely allocate subdomains using what ever manner it
  675.                                                                        Page 17
  676.           sees fit.
  677.           The Berkeley Internet Name Domain (BIND) Server implements
  678.           the Internet name server for UNIX systems.  The name server
  679.           is a distributed data base system that allows clients to
  680.           name resources and to share that information with other net-
  681.           work hosts.  BIND is integrated with 4.3BSD and is used to
  682.           lookup and store host names, addresses, mail agents, host
  683.           information, and more.  It replaces the /_e_t_c/_h_o_s_t_s file for
  684.           host name lookup.  BIND is still an evolving program.  To
  685.           keep up with reports on operational problems, future design
  686.           decisions, etc, join the BIND mailing list by sending a
  687.           request to _b_i_n_d-_r_e_q_u_e_s_t@_u_c_b_a_r_p_a._B_e_r_k_e_l_e_y._E_D_U.  BIND can also
  688.           be obtained via anonymous FTP from ucbarpa.berkley.edu.
  689.           There are several advantages in using BIND.  One of the most
  690.           important is that it frees a host from relying on /_e_t_c/_h_o_s_t_s
  691.           being up to date and complete.  Within the .uiuc.edu domain,
  692.           only a few hosts are included in the host table distributed
  693.           by SRI.  The remainder are listed locally within the BIND
  694.           tables on uxc.cso.uiuc.edu (the server machine for most of
  695.           the .uiuc.edu domain).  All are equally reachable from any
  696.           other Internet host running BIND.
  697.           BIND can also provide mail forwarding information for inte-
  698.           rior hosts not directly reachable from the Internet.  These
  699.           hosts can either be on non-advertised networks, or not con-
  700.           nected to a network at all, as in the case of UUCP-reachable
  701.           hosts.  More information on BIND is available in the "Name
  702.           Server Operations Guide for BIND" in _U_N_I_X _S_y_s_t_e_m _M_a_n_a_g_e_r'_s
  703.           _M_a_n_u_a_l, 4.3BSD release.
  704.           There are a few special domains on the network, like SRI-
  705.           NIC.ARPA.  The 'arpa' domain is historical, referring to
  706.           hosts registered in the old hosts database at the NIC.
  707.           There are others of the form NNSC.NSF.NET.  These special
  708.           domains are used sparingly and require ample justification.
  709.           They refer to servers under the administrative control of
  710.           the network rather than any single organization.  This
  711.           allows for the actual server to be moved around the net
  712.           while the user interface to that machine remains constant.
  713.           That is, should BBN relinquish control of the NNSC, the new
  714.           provider would be pointed to by that name.
  715.           In actuality, the domain system is a much more general and
  716.           complex system than has been described.  Resolvers and some
  717.           servers cache information to allow steps in the resolution
  718.           to be skipped.  Information provided by the servers can be
  719.           arbitrary, not merely IP addresses.  This allows the system
  720.           to be used both by non-IP networks and for mail, where it
  721.           may be necessary to give information on intermediate mail
  722.           bridges.
  723.                                                                        Page 18
  724.           _W_h_a_t'_s _w_r_o_n_g _w_i_t_h _B_e_r_k_e_l_e_y _U_n_i_x
  725.           University of California at Berkeley has been funded by
  726.           DARPA to modify the Unix system in a number of ways.
  727.           Included in these modifications is support for the Internet
  728.           protocols.  In earlier versions (e.g. BSD 4.2) there was
  729.           good support for the basic Internet protocols (TCP, IP,
  730.           SMTP, ARP) which allowed it to perform nicely on IP ether-
  731.           nets and smaller Internets.  There were deficiencies, how-
  732.           ever, when it was connected to complicated networks.  Most
  733.           of these problems have been resolved under the newest
  734.           release (BSD 4.3).  Since it is the springboard from which
  735.           many vendors have launched Unix implementations (either by
  736.           porting the existing code or by using it as a model), many
  737.           implementations (e.g. Ultrix) are still based on BSD 4.2.
  738.           Therefore, many implementations still exist with the BSD 4.2
  739.           problems.  As time goes on, when BSD 4.3 trickles through
  740.           vendors as new release, many of the problems will be
  741.           resolved.  Following is a list of some problem scenarios and
  742.           their handling under each of these releases.
  743.           ICMP redirects
  744.                Under the Internet model, all a system needs to know to
  745.                get anywhere in the Internet is its own address, the
  746.                address of where it wants to go, and how to reach a
  747.                gateway which knows about the Internet.  It doesn't
  748.                have to be the best gateway.  If the system is on a
  749.                network with multiple gateways, and a host sends a
  750.                packet for delivery to a gateway which feels another
  751.                directly connected gateway is more appropriate, the
  752.                gateway sends the sender a message.  This message is an
  753.                ICMP redirect, which politely says "I'll deliver this
  754.                message for you, but you really ought to use that gate-
  755.                way over there to reach this host".  BSD 4.2 ignores
  756.                these messages.  This creates more stress on the gate-
  757.                ways and the local network, since for every packet
  758.                sent, the gateway sends a packet to the originator.
  759.                BSD 4.3 uses the redirect to update its routing tables,
  760.                will use the route until it times out, then revert to
  761.                the use of the route it thinks is should use.  The
  762.                whole process then repeats, but it is far better than
  763.                one per packet.
  764.           Trailers
  765.                An application (like FTP) sends a string of octets to
  766.                TCP which breaks it into chunks, and adds a TCP header.
  767.                TCP then sends blocks of data to IP which adds its own
  768.                headers and ships the packets over the network.  All
  769.                this prepending of the data with headers causes memory
  770.                moves in both the sending and the receiving machines.
  771.                Someone got the bright idea that if packets were long
  772.                and they stuck the headers on the end (they became
  773.                                                                        Page 19
  774.                trailers), the receiving machine could put the packet
  775.                on the beginning of a page boundary and if the trailer
  776.                was OK merely delete it and transfer control of the
  777.                page with no memory moves involved.  The problem is
  778.                that trailers were never standardized and most gateways
  779.                don't know to look for the routing information at the
  780.                end of the block.  When trailers are used, the machine
  781.                typically works fine on the local network (no gateways
  782.                involved) and for short blocks through gateways (on
  783.                which trailers aren't used).  So TELNET and FTP's of
  784.                very short files work just fine and FTP's of long files
  785.                seem to hang.  On BSD 4.2 trailers are a boot option
  786.                and one should make sure they are off when using the
  787.                Internet.  BSD 4.3 negotiates trailers, so it uses them
  788.                on its local net and doesn't use them when going across
  789.                the network.
  790.           Retransmissions
  791.                TCP fires off blocks to its partner at the far end of
  792.                the connection.  If it doesn't receive an acknowledge-
  793.                ment in a reasonable amount of time it retransmits the
  794.                blocks.  The determination of what is reasonable is
  795.                done by TCP's retransmission algorithm.  There is no
  796.                correct algorithm but some are better than others,
  797.                where better is measured by the number of retransmis-
  798.                sions done unnecessarily.  BSD 4.2 had a retransmission
  799.                algorithm which retransmitted quickly and often.  This
  800.                is exactly what you would want if you had a bunch of
  801.                machines on an ethernet (a low delay network of large
  802.                bandwidth).  If you have a network of relatively longer
  803.                delay and scarce bandwidth (e.g. 56kb lines), it tends
  804.                to retransmit too aggressively.  Therefore, it makes
  805.                the networks and gateways pass more traffic than is
  806.                really necessary for a given conversation.  Retransmis-
  807.                sion algorithms do adapt to the delay of the network
  808.                after a few packets, but 4.2's adapts slowly in delay
  809.                situations.  BSD 4.3 does a lot better and tries to do
  810.                the best for both worlds.  It fires off a few
  811.                retransmissions really quickly assuming it is on a low
  812.                delay network, and then backs off very quickly.  It
  813.                also allows the delay to be about 4 minutes before it
  814.                gives up and declares the connection broken.
  815.                                                                        Page 20
  816.                                      Appendix A
  817.                          References to Remedial Information
  818.                Quaterman and Hoskins, "Notable Computer Networks",
  819.                _C_o_m_m_u_n_i_c_a_t_i_o_n_s _o_f _t_h_e _A_C_M, Vol 29, #10, pp. 932-971
  820.                (October, 1986).
  821.                Tannenbaum, Andrew S., _C_o_m_p_u_t_e_r _N_e_t_w_o_r_k_s, Prentice
  822.                Hall, 1981.
  823.                Hedrick, Chuck, _I_n_t_r_o_d_u_c_t_i_o_n _t_o _t_h_e _I_n_t_e_r_n_e_t _P_r_o_t_o_c_o_l_s,
  824.                Anonymous FTP from topaz.rutgers.edu, directory
  825.                pub/tcp-ip-docs, file tcp-ip-intro.doc.
  826.                                                                        Page 21
  827.                                       Appendix B
  828.                                    List of Major RFCs
  829.                RFC-768        User Datagram Protocol (UDP)
  830.                RFC-791        Internet Protocol (IP)
  831.                RFC-792        Internet Control Message Protocol (ICMP)
  832.                RFC-793        Transmission Control Protocol (TCP)
  833.                RFC-821        Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
  834.                RFC-822        Standard for the Format of ARPA Internet
  835.                               Text Messages
  836.                RFC-854        Telnet Protocol
  837.                RFC-917 *      Internet Subnets
  838.                RFC-919 *      Broadcasting Internet Datagrams
  839.                RFC-922 *      Broadcasting Internet Datagrams in the
  840.                               Presence of Subnets
  841.                RFC-940 *      Toward an Internet Standard Scheme for
  842.                               Subnetting
  843.                RFC-947 *      Multi-network Broadcasting within the
  844.                               Internet
  845.                RFC-950 *      Internet Standard Subnetting Procedure
  846.                RFC-959        File Transfer Protocol (FTP)
  847.                RFC-966 *      Host Groups: A Multicast Extension to
  848.                               the Internet Protocol
  849.                RFC-988 *      Host Extensions for IP Multicasting
  850.                RFC-997 *      Internet Numbers
  851.                RFC-1010 *     Assigned Numbers
  852.                RFC-1011 *     Official ARPA-Internet Protocols
  853.           RFC's marked with the asterisk (*) are not included in
  854.           the 1985 DDN Protocol Handbook.
  855.           Note: This list is a portion of a list of RFC's by
  856.           topic retrieved from the NIC under NETINFO:RFC-SETS.TXT
  857.           (anonymous FTP of course).
  858.           The following list is not necessary for connection to
  859.           the Internet, but is useful in understanding the domain
  860.           system, mail system, and gateways:
  861.                RFC-882        Domain Names - Concepts and Facilities
  862.                RFC-883        Domain Names - Implementation
  863.                RFC-973        Domain System Changes and Observations
  864.                RFC-974        Mail Routing and the Domain System
  865.                RFC-1009       Requirements for Internet Gateways
  866.                                                                        Page 22
  867.                        Contact Points for Network Information
  868.           Network Information Center (NIC)
  869.                DDN Network Information Center
  870.                SRI International, Room EJ291
  871.                333 Ravenswood Avenue
  872.                Menlo Park, CA 94025
  873.                (800) 235-3155 or (415) 859-3695
  874.                NIC@SRI-NIC.ARPA
  875.           NSF Network Service Center (NNSC)
  876.                NNSC
  877.                BBN Laboratories Inc.
  878.                10 Moulton St.
  879.                Cambridge, MA 02238
  880.                (617) 497-3400
  881.                NNSC@NNSC.NSF.NET
  882.                                                                        Page 23
  883.                                     Glossary
  884.           core gateway   The innermost gateways of the ARPAnet.  These
  885.                          gateways have a total picture of the reacha-
  886.                          bility to all networks known to the ARPAnet
  887.                          with EGP.  They then redistribute reachabil-
  888.                          ity information to all those gateways speak-
  889.                          ing EGP.  It is from them your EGP agent
  890.                          (there is one acting for you somewhere if you
  891.                          can reach the ARPAnet) finds out it can reach
  892.                          all the nets on the ARPAnet. Which is then
  893.                          passed to you via Hello, gated, RIP....
  894.           count to infinityThe symptom of a routing problem where
  895.                          routing information is passed in a circular
  896.                          manner through multiple gateways.  Each gate-
  897.                          way increments the metric appropriately and
  898.                          passes it on.  As the metric is passed around
  899.                          the loop, it increments to ever increasing
  900.                          values til it reaches the maximum for the
  901.                          routing protocol being used, which typically
  902.                          denotes a link outage.
  903.           hold down      When a router discovers a path in the network
  904.                          has gone down announcing that that path is
  905.                                                                        Page 24
  906.                          down for a minimum amount of time (usually at
  907.                          least two minutes).  This allows for the pro-
  908.                          pagation of the routing information across
  909.                          the network and prevents the formation of
  910.                          routing loops.
  911.           split horizon  When a router (or group of routers working in
  912.                          consort) accept routing information from mul-
  913.                          tiple external networks, but do not pass on
  914.                          information learned from one external network
  915.                          to any others.  This is an attempt to prevent
  916.                          bogus routes to a network from being pro-
  917.                          pagated because of gossip or counting to
  918.                          infinity.
  919.