home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hackers Toolkit 2.0 / Hackers_Toolkit_v2.0.iso / HTML / archive / Texts / Rfc / RFC1112.TXT < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1999-11-04  |  38.0 KB  |  969 lines

  1. Network Working Group                                        S. Deering
  2. Request for Comments: 1112                          Stanford University
  3. Obsoletes: RFCs 988, 1054                                   August 1989
  4.  
  5.  
  6.                   Host Extensions for IP Multicasting
  7.  
  8. 1. STATUS OF THIS MEMO
  9.  
  10.    This memo specifies the extensions required of a host implementation
  11.    of the Internet Protocol (IP) to support multicasting.  It is the
  12.    recommended standard for IP multicasting in the Internet.
  13.    Distribution of this memo is unlimited.
  14.  
  15. 2. INTRODUCTION
  16.  
  17.    IP multicasting is the transmission of an IP datagram to a "host
  18.    group", a set of zero or more hosts identified by a single IP
  19.    destination address.  A multicast datagram is delivered to all
  20.    members of its destination host group with the same "best-efforts"
  21.    reliability as regular unicast IP datagrams, i.e., the datagram is
  22.    not guaranteed to arrive intact at all members of the destination
  23.    group or in the same order relative to other datagrams.
  24.  
  25.    The membership of a host group is dynamic; that is, hosts may join
  26.    and leave groups at any time.  There is no restriction on the
  27.    location or number of members in a host group.  A host may be a
  28.    member of more than one group at a time.  A host need not be a member
  29.    of a group to send datagrams to it.
  30.  
  31.    A host group may be permanent or transient.  A permanent group has a
  32.    well-known, administratively assigned IP address.  It is the address,
  33.    not the membership of the group, that is permanent; at any time a
  34.    permanent group may have any number of members, even zero.  Those IP
  35.    multicast addresses that are not reserved for permanent groups are
  36.    available for dynamic assignment to transient groups which exist only
  37.    as long as they have members.
  38.  
  39.    Internetwork forwarding of IP multicast datagrams is handled by
  40.    "multicast routers" which may be co-resident with, or separate from,
  41.    internet gateways.  A host transmits an IP multicast datagram as a
  42.    local network multicast which reaches all immediately-neighboring
  43.    members of the destination host group.  If the datagram has an IP
  44.    time-to-live greater than 1, the multicast router(s) attached to the
  45.    local network take responsibility for forwarding it towards all other
  46.    networks that have members of the destination group.  On those other
  47.    member networks that are reachable within the IP time-to-live, an
  48.    attached multicast router completes delivery by transmitting the
  49.  
  50.  
  51.  
  52. Deering                                                         [Page 1]
  53.  
  54.  
  55. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  56.  
  57.  
  58.    datagram as a local multicast.
  59.  
  60.    This memo specifies the extensions required of a host IP
  61.    implementation to support IP multicasting, where a "host" is any
  62.    internet host or gateway other than those acting as multicast
  63.    routers.  The algorithms and protocols used within and between
  64.    multicast routers are transparent to hosts and will be specified in
  65.    separate documents.  This memo also does not specify how local
  66.    network multicasting is accomplished for all types of network,
  67.    although it does specify the required service interface to an
  68.    arbitrary local network and gives an Ethernet specification as an
  69.    example.  Specifications for other types of network will be the
  70.    subject of future memos.
  71.  
  72. 3. LEVELS OF CONFORMANCE
  73.  
  74.    There are three levels of conformance to this specification:
  75.  
  76.       Level 0: no support for IP multicasting.
  77.  
  78.    There is, at this time, no requirement that all IP implementations
  79.    support IP multicasting.  Level 0 hosts will, in general, be
  80.    unaffected by multicast activity.  The only exception arises on some
  81.    types of local network, where the presence of level 1 or 2 hosts may
  82.    cause misdelivery of multicast IP datagrams to level 0 hosts.  Such
  83.    datagrams can easily be identified by the presence of a class D IP
  84.    address in their destination address field; they should be quietly
  85.    discarded by hosts that do not support IP multicasting.  Class D
  86.    addresses are described in section 4 of this memo.
  87.  
  88.       Level 1: support for sending but not receiving multicast IP
  89.       datagrams.
  90.  
  91.    Level 1 allows a host to partake of some multicast-based services,
  92.    such as resource location or status reporting, but it does not allow
  93.    a host to join any host groups.  An IP implementation may be upgraded
  94.    from level 0 to level 1 very easily and with little new code.  Only
  95.    sections 4, 5, and 6 of this memo are applicable to level 1
  96.    implementations.
  97.  
  98.       Level 2: full support for IP multicasting.
  99.  
  100.    Level 2 allows a host to join and leave host groups, as well as send
  101.    IP datagrams to host groups.  It requires implementation of the
  102.    Internet Group Management Protocol (IGMP) and extension of the IP and
  103.    local network service interfaces within the host.  All of the
  104.    following sections of this memo are applicable to level 2
  105.    implementations.
  106.  
  107.  
  108.  
  109. Deering                                                         [Page 2]
  110.  
  111.  
  112. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  113.  
  114.  
  115. 4. HOST GROUP ADDRESSES
  116.  
  117.    Host groups are identified by class D IP addresses, i.e., those with
  118.    "1110" as their high-order four bits.  Class E IP addresses, i.e.,
  119.    those with "1111" as their high-order four bits, are reserved for
  120.    future addressing modes.
  121.  
  122.    In Internet standard "dotted decimal" notation, host group addresses
  123.    range from 224.0.0.0 to 239.255.255.255.  The address 224.0.0.0 is
  124.    guaranteed not to be assigned to any group, and 224.0.0.1 is assigned
  125.    to the permanent group of all IP hosts (including gateways).  This is
  126.    used to address all multicast hosts on the directly connected
  127.    network.  There is no multicast address (or any other IP address) for
  128.    all hosts on the total Internet.  The addresses of other well-known,
  129.    permanent groups are to be published in "Assigned Numbers".
  130.  
  131.    Appendix II contains some background discussion of several issues
  132.    related to host group addresses.
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166. Deering                                                         [Page 3]
  167.  
  168.  
  169. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  170.  
  171.  
  172. 5. MODEL OF A HOST IP IMPLEMENTATION
  173.  
  174.    The multicast extensions to a host IP implementation are specified in
  175.    terms of the layered model illustrated below.  In this model, ICMP
  176.    and (for level 2 hosts) IGMP are considered to be implemented within
  177.    the IP module, and the mapping of IP addresses to local network
  178.    addresses is considered to be the responsibility of local network
  179.    modules.  This model is for expository purposes only, and should not
  180.    be construed as constraining an actual implementation.
  181.  
  182.          |                                                          |
  183.          |              Upper-Layer Protocol Modules                |
  184.          |__________________________________________________________|
  185.  
  186.       --------------------- IP Service Interface -----------------------
  187.           __________________________________________________________
  188.          |                            |              |              |
  189.          |                            |     ICMP     |     IGMP     |
  190.          |             IP             |______________|______________|
  191.          |           Module                                         |
  192.          |                                                          |
  193.          |__________________________________________________________|
  194.  
  195.       ---------------- Local Network Service Interface -----------------
  196.           __________________________________________________________
  197.          |                            |                             |
  198.          |           Local            | IP-to-local address mapping |
  199.          |          Network           |         (e.g., ARP)         |
  200.          |          Modules           |_____________________________|
  201.          |      (e.g., Ethernet)                                    |
  202.          |                                                          |
  203.  
  204.    To provide level 1 multicasting, a host IP implementation must
  205.    support the transmission of multicast IP datagrams.  To provide level
  206.    2 multicasting, a host must also support the reception of multicast
  207.    IP datagrams.  Each of these two new services is described in a
  208.    separate section, below.  For each service, extensions are specified
  209.    for the IP service interface, the IP module, the local network
  210.    service interface, and an Ethernet local network module.  Extensions
  211.    to local network modules other than Ethernet are mentioned briefly,
  212.    but are not specified in detail.
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223. Deering                                                         [Page 4]
  224.  
  225.  
  226. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  227.  
  228.  
  229. 6. SENDING MULTICAST IP DATAGRAMS
  230.  
  231. 6.1. Extensions to the IP Service Interface
  232.  
  233.    Multicast IP datagrams are sent using the same "Send IP" operation
  234.    used to send unicast IP datagrams; an upper-layer protocol module
  235.    merely specifies an IP host group address, rather than an individual
  236.    IP address, as the destination.  However, a number of extensions may
  237.    be necessary or desirable.
  238.  
  239.    First, the service interface should provide a way for the upper-layer
  240.    protocol to specify the IP time-to-live of an outgoing multicast
  241.    datagram, if such a capability does not already exist.  If the
  242.    upper-layer protocol chooses not to specify a time-to-live, it should
  243.    default to 1 for all multicast IP datagrams, so that an explicit
  244.    choice is required to multicast beyond a single network.
  245.  
  246.    Second, for hosts that may be attached to more than one network, the
  247.    service interface should provide a way for the upper-layer protocol
  248.    to identify which network interface is be used for the multicast
  249.    transmission.  Only one interface is used for the initial
  250.    transmission; multicast routers are responsible for forwarding to any
  251.    other networks, if necessary.  If the upper-layer protocol chooses
  252.    not to identify an outgoing interface, a default interface should be
  253.    used, preferably under the control of system management.
  254.  
  255.    Third (level 2 implementations only), for the case in which the host
  256.    is itself a member of a group to which a datagram is being sent, the
  257.    service interface should provide a way for the upper-layer protocol
  258.    to inhibit local delivery of the datagram; by default, a copy of the
  259.    datagram is looped back.  This is a performance optimization for
  260.    upper-layer protocols that restrict the membership of a group to one
  261.    process per host (such as a routing protocol), or that handle
  262.    loopback of group communication at a higher layer (such as a
  263.    multicast transport protocol).
  264.  
  265. 6.2. Extensions to the IP Module
  266.  
  267.    To support the sending of multicast IP datagrams, the IP module must
  268.    be extended to recognize IP host group addresses when routing
  269.    outgoing datagrams.  Most IP implementations include the following
  270.    logic:
  271.  
  272.         if IP-destination is on the same local network,
  273.            send datagram locally to IP-destination
  274.         else
  275.            send datagram locally to GatewayTo( IP-destination )
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280. Deering                                                         [Page 5]
  281.  
  282.  
  283. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  284.  
  285.  
  286.    To allow multicast transmissions, the routing logic must be changed
  287.    to:
  288.  
  289.         if IP-destination is on the same local network
  290.         or IP-destination is a host group,
  291.            send datagram locally to IP-destination
  292.         else
  293.            send datagram locally to GatewayTo( IP-destination )
  294.  
  295.  
  296.    If the sending host is itself a member of the destination group on
  297.    the outgoing interface, a copy of the outgoing datagram must be
  298.    looped-back for local delivery, unless inhibited by the sender.
  299.    (Level 2 implementations only.)
  300.  
  301.    The IP source address of the outgoing datagram must be one of the
  302.    individual addresses corresponding to the outgoing interface.
  303.  
  304.    A host group address must never be placed in the source address field
  305.    or anywhere in a source route or record route option of an outgoing
  306.    IP datagram.
  307.  
  308. 6.3. Extensions to the Local Network Service Interface
  309.  
  310.    No change to the local network service interface is required to
  311.    support the sending of multicast IP datagrams.  The IP module merely
  312.    specifies an IP host group destination, rather than an individual IP
  313.    destination, when it invokes the existing "Send Local" operation.
  314.  
  315. 6.4. Extensions to an Ethernet Local Network Module
  316.  
  317.    The Ethernet directly supports the sending of local multicast packets
  318.    by allowing multicast addresses in the destination field of Ethernet
  319.    packets.  All that is needed to support the sending of multicast IP
  320.    datagrams is a procedure for mapping IP host group addresses to
  321.    Ethernet multicast addresses.
  322.  
  323.    An IP host group address is mapped to an Ethernet multicast address
  324.    by placing the low-order 23-bits of the IP address into the low-order
  325.    23 bits of the Ethernet multicast address 01-00-5E-00-00-00 (hex).
  326.    Because there are 28 significant bits in an IP host group address,
  327.    more than one host group address may map to the same Ethernet
  328.    multicast address.
  329.  
  330. 6.5. Extensions to Local Network Modules other than Ethernet
  331.  
  332.    Other networks that directly support multicasting, such as rings or
  333.    buses conforming to the IEEE 802.2 standard, may be handled the same
  334.  
  335.  
  336.  
  337. Deering                                                         [Page 6]
  338.  
  339.  
  340. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  341.  
  342.  
  343.    way as Ethernet for the purpose of sending multicast IP datagrams.
  344.    For a network that supports broadcast but not multicast, such as the
  345.    Experimental Ethernet, all IP host group addresses may be mapped to a
  346.    single local broadcast address (at the cost of increased overhead on
  347.    all local hosts).  For a point-to-point link joining two hosts (or a
  348.    host and a multicast router), multicasts should be transmitted
  349.    exactly like unicasts.  For a store-and-forward network like the
  350.    ARPANET or a public X.25 network, all IP host group addresses might
  351.    be mapped to the well-known local address of an IP multicast router;
  352.    a router on such a network would take responsibility for completing
  353.    multicast delivery within the network as well as among networks.
  354.  
  355. 7. RECEIVING MULTICAST IP DATAGRAMS
  356.  
  357. 7.1. Extensions to the IP Service Interface
  358.  
  359.    Incoming multicast IP datagrams are received by upper-layer protocol
  360.    modules using the same "Receive IP" operation as normal, unicast
  361.    datagrams.  Selection of a destination upper-layer protocol is based
  362.    on the protocol field in the IP header, regardless of the destination
  363.    IP address.  However, before any datagrams destined to a particular
  364.    group can be received, an upper-layer protocol must ask the IP module
  365.    to join that group.  Thus, the IP service interface must be extended
  366.    to provide two new operations:
  367.  
  368.                  JoinHostGroup  ( group-address, interface )
  369.  
  370.                  LeaveHostGroup ( group-address, interface )
  371.  
  372.    The JoinHostGroup operation requests that this host become a member
  373.    of the host group identified by "group-address" on the given network
  374.    interface.  The LeaveGroup operation requests that this host give up
  375.    its membership in the host group identified by "group-address" on the
  376.    given network interface.  The interface argument may be omitted on
  377.    hosts that support only one interface.  For hosts that may be
  378.    attached to more than one network, the upper-layer protocol may
  379.    choose to leave the interface unspecified, in which case the request
  380.    will apply to the default interface for sending multicast datagrams
  381.    (see section 6.1).
  382.  
  383.    It is permissible to join the same group on more than one interface,
  384.    in which case duplicate multicast datagrams may be received.  It is
  385.    also permissible for more than one upper-layer protocol to request
  386.    membership in the same group.
  387.  
  388.    Both operations should return immediately (i.e., they are non-
  389.    blocking operations), indicating success or failure.  Either
  390.    operation may fail due to an invalid group address or interface
  391.  
  392.  
  393.  
  394. Deering                                                         [Page 7]
  395.  
  396.  
  397. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  398.  
  399.  
  400.    identifier.  JoinHostGroup may fail due to lack of local resources.
  401.    LeaveHostGroup may fail because the host does not belong to the given
  402.    group on the given interface.  LeaveHostGroup may succeed, but the
  403.    membership persist, if more than one upper-layer protocol has
  404.    requested membership in the same group.
  405.  
  406. 7.2. Extensions to the IP Module
  407.  
  408.    To support the reception of multicast IP datagrams, the IP module
  409.    must be extended to maintain a list of host group memberships
  410.    associated with each network interface.  An incoming datagram
  411.    destined to one of those groups is processed exactly the same way as
  412.    datagrams destined to one of the host's individual addresses.
  413.  
  414.    Incoming datagrams destined to groups to which the host does not
  415.    belong are discarded without generating any error report or log
  416.    entry.  On hosts with more than one network interface, if a datagram
  417.    arrives via one interface, destined for a group to which the host
  418.    belongs only on a different interface, the datagram is quietly
  419.    discarded.  (These cases should occur only as a result of inadequate
  420.    multicast address filtering in a local network module.)
  421.  
  422.    An incoming datagram is not rejected for having an IP time-to-live of
  423.    1 (i.e., the time-to-live should not automatically be decremented on
  424.    arriving datagrams that are not being forwarded).  An incoming
  425.    datagram with an IP host group address in its source address field is
  426.    quietly discarded.  An ICMP error message (Destination Unreachable,
  427.    Time Exceeded, Parameter Problem, Source Quench, or Redirect) is
  428.    never generated in response to a datagram destined to an IP host
  429.    group.
  430.  
  431.    The list of host group memberships is updated in response to
  432.    JoinHostGroup and LeaveHostGroup requests from upper-layer protocols.
  433.    Each membership should have an associated reference count or similar
  434.    mechanism to handle multiple requests to join and leave the same
  435.    group.  On the first request to join and the last request to leave a
  436.    group on a given interface, the local network module for that
  437.    interface is notified, so that it may update its multicast reception
  438.    filter (see section 7.3).
  439.  
  440.    The IP module must also be extended to implement the IGMP protocol,
  441.    specified in Appendix I. IGMP is used to keep neighboring multicast
  442.    routers informed of the host group memberships present on a
  443.    particular local network.  To support IGMP, every level 2 host must
  444.    join the "all-hosts" group (address 224.0.0.1) on each network
  445.    interface at initialization time and must remain a member for as long
  446.    as the host is active.
  447.  
  448.  
  449.  
  450.  
  451. Deering                                                         [Page 8]
  452.  
  453.  
  454. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  455.  
  456.  
  457.    (Datagrams addressed to the all-hosts group are recognized as a
  458.    special case by the multicast routers and are never forwarded beyond
  459.    a single network, regardless of their time-to-live.  Thus, the all-
  460.    hosts address may not be used as an internet-wide broadcast address.
  461.    For the purpose of IGMP, membership in the all-hosts group is really
  462.    necessary only while the host belongs to at least one other group.
  463.    However, it is specified that the host shall remain a member of the
  464.    all-hosts group at all times because (1) it is simpler, (2) the
  465.    frequency of reception of unnecessary IGMP queries should be low
  466.    enough that overhead is negligible, and (3) the all-hosts address may
  467.    serve other routing-oriented purposes, such as advertising the
  468.    presence of gateways or resolving local addresses.)
  469.  
  470. 7.3. Extensions to the Local Network Service Interface
  471.  
  472.    Incoming local network multicast packets are delivered to the IP
  473.    module using the same "Receive Local" operation as local network
  474.    unicast packets.  To allow the IP module to tell the local network
  475.    module which multicast packets to accept, the local network service
  476.    interface is extended to provide two new operations:
  477.  
  478.                       JoinLocalGroup  ( group-address )
  479.  
  480.                       LeaveLocalGroup ( group-address )
  481.  
  482.    where "group-address" is an IP host group address.  The
  483.    JoinLocalGroup operation requests the local network module to accept
  484.    and deliver up subsequently arriving packets destined to the given IP
  485.    host group address.  The LeaveLocalGroup operation requests the local
  486.    network module to stop delivering up packets destined to the given IP
  487.    host group address.  The local network module is expected to map the
  488.    IP host group addresses to local network addresses as required to
  489.    update its multicast reception filter.  Any local network module is
  490.    free to ignore LeaveLocalGroup requests, and may deliver up packets
  491.    destined to more addresses than just those specified in
  492.    JoinLocalGroup requests, if it is unable to filter incoming packets
  493.    adequately.
  494.  
  495.    The local network module must not deliver up any multicast packets
  496.    that were transmitted from that module; loopback of multicasts is
  497.    handled at the IP layer or higher.
  498.  
  499. 7.4. Extensions to an Ethernet Local Network Module
  500.  
  501.    To support the reception of multicast IP datagrams, an Ethernet
  502.    module must be able to receive packets addressed to the Ethernet
  503.    multicast addresses that correspond to the host's IP host group
  504.    addresses.  It is highly desirable to take advantage of any address
  505.  
  506.  
  507.  
  508. Deering                                                         [Page 9]
  509.  
  510.  
  511. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  512.  
  513.  
  514.    filtering capabilities that the Ethernet hardware interface may have,
  515.    so that the host receives only those packets that are destined to it.
  516.  
  517.    Unfortunately, many current Ethernet interfaces have a small limit on
  518.    the number of addresses that the hardware can be configured to
  519.    recognize.  Nevertheless, an implementation must be capable of
  520.    listening on an arbitrary number of Ethernet multicast addresses,
  521.    which may mean "opening up" the address filter to accept all
  522.    multicast packets during those periods when the number of addresses
  523.    exceeds the limit of the filter.
  524.  
  525.    For interfaces with inadequate hardware address filtering, it may be
  526.    desirable (for performance reasons) to perform Ethernet address
  527.    filtering within the software of the Ethernet module.  This is not
  528.    mandatory, however, because the IP module performs its own filtering
  529.    based on IP destination addresses.
  530.  
  531. 7.5. Extensions to Local Network Modules other than Ethernet
  532.  
  533.    Other multicast networks, such as IEEE 802.2 networks, can be handled
  534.    the same way as Ethernet for the purpose of receiving multicast IP
  535.    datagrams.  For pure broadcast networks, such as the Experimental
  536.    Ethernet, all incoming broadcast packets can be accepted and passed
  537.    to the IP module for IP-level filtering.  On point-to-point or
  538.    store-and-forward networks, multicast IP datagrams will arrive as
  539.    local network unicasts, so no change to the local network module
  540.    should be necessary.
  541.  
  542.  
  543.  
  544.  
  545.  
  546.  
  547.  
  548.  
  549.  
  550.  
  551.  
  552.  
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558.  
  559.  
  560.  
  561.  
  562.  
  563.  
  564.  
  565. Deering                                                        [Page 10]
  566.  
  567.  
  568. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  569.  
  570.  
  571. APPENDIX I. INTERNET GROUP MANAGEMENT PROTOCOL (IGMP)
  572.  
  573.    The Internet Group Management Protocol (IGMP) is used by IP hosts to
  574.    report their host group memberships to any immediately-neighboring
  575.    multicast routers.  IGMP is an asymmetric protocol and is specified
  576.    here from the point of view of a host, rather than a multicast
  577.    router.  (IGMP may also be used, symmetrically or asymmetrically,
  578.    between multicast routers.  Such use is not specified here.)
  579.  
  580.    Like ICMP, IGMP is a integral part of IP.  It is required to be
  581.    implemented by all hosts conforming to level 2 of the IP multicasting
  582.    specification.  IGMP messages are encapsulated in IP datagrams, with
  583.    an IP protocol number of 2.  All IGMP messages of concern to hosts
  584.    have the following format:
  585.  
  586.        0                   1                   2                   3
  587.        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  588.       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  589.       |Version| Type  |    Unused     |           Checksum            |
  590.       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  591.       |                         Group Address                         |
  592.       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  593.  
  594.       Version
  595.  
  596.          This memo specifies version 1 of IGMP.  Version 0 is specified
  597.          in RFC-988 and is now obsolete.
  598.  
  599.       Type
  600.  
  601.          There are two types of IGMP message of concern to hosts:
  602.  
  603.             1 = Host Membership Query
  604.             2 = Host Membership Report
  605.  
  606.       Unused
  607.  
  608.          Unused field, zeroed when sent, ignored when received.
  609.  
  610.       Checksum
  611.  
  612.          The checksum is the 16-bit one's complement of the one's
  613.          complement sum of the 8-octet IGMP message.  For computing
  614.          the checksum, the checksum field is zeroed.
  615.  
  616.       Group Address
  617.  
  618.          In a Host Membership Query message, the group address field
  619.  
  620.  
  621.  
  622. Deering                                                        [Page 11]
  623.  
  624.  
  625. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  626.  
  627.  
  628.          is zeroed when sent, ignored when received.
  629.  
  630.          In a Host Membership Report message, the group address field
  631.          holds the IP host group address of the group being reported.
  632.  
  633. Informal Protocol Description
  634.  
  635.    Multicast routers send Host Membership Query messages (hereinafter
  636.    called Queries) to discover which host groups have members on their
  637.    attached local networks.  Queries are addressed to the all-hosts
  638.    group (address 224.0.0.1), and carry an IP time-to-live of 1.
  639.  
  640.    Hosts respond to a Query by generating Host Membership Reports
  641.    (hereinafter called Reports), reporting each host group to which they
  642.    belong on the network interface from which the Query was received.
  643.    In order to avoid an "implosion" of concurrent Reports and to reduce
  644.    the total number of Reports transmitted, two techniques are used:
  645.  
  646.       1. When a host receives a Query, rather than sending Reports
  647.          immediately, it starts a report delay timer for each of its
  648.          group memberships on the network interface of the incoming
  649.          Query.  Each timer is set to a different, randomly-chosen
  650.          value between zero and D seconds.  When a timer expires, a
  651.          Report is generated for the corresponding host group.  Thus,
  652.          Reports are spread out over a D second interval instead of
  653.          all occurring at once.
  654.  
  655.       2. A Report is sent with an IP destination address equal to the
  656.          host group address being reported, and with an IP
  657.          time-to-live of 1, so that other members of the same group on
  658.          the same network can overhear the Report.  If a host hears a
  659.          Report for a group to which it belongs on that network, the
  660.          host stops its own timer for that group and does not generate
  661.          a Report for that group.  Thus, in the normal case, only one
  662.          Report will be generated for each group present on the
  663.          network, by the member host whose delay timer expires first.
  664.          Note that the multicast routers receive all IP multicast
  665.          datagrams, and therefore need not be addressed explicitly.
  666.          Further note that the routers need not know which hosts
  667.          belong to a group, only that at least one host belongs to a
  668.          group on a particular network.
  669.  
  670.    There are two exceptions to the behavior described above.  First, if
  671.    a report delay timer is already running for a group membership when a
  672.    Query is received, that timer is not reset to a new random value, but
  673.    rather allowed to continue running with its current value.  Second, a
  674.    report delay timer is never set for a host's membership in the all-
  675.    hosts group (224.0.0.1), and that membership is never reported.
  676.  
  677.  
  678.  
  679. Deering                                                        [Page 12]
  680.  
  681.  
  682. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  683.  
  684.  
  685.    If a host uses a pseudo-random number generator to compute the
  686.    reporting delays, one of the host's own individual IP address should
  687.    be used as part of the seed for the generator, to reduce the chance
  688.    of multiple hosts generating the same sequence of delays.
  689.  
  690.    A host should confirm that a received Report has the same IP host
  691.    group address in its IP destination field and its IGMP group address
  692.    field, to ensure that the host's own Report is not cancelled by an
  693.    erroneous received Report.  A host should quietly discard any IGMP
  694.    message of type other than Host Membership Query or Host Membership
  695.    Report.
  696.  
  697.    Multicast routers send Queries periodically to refresh their
  698.    knowledge of memberships present on a particular network.  If no
  699.    Reports are received for a particular group after some number of
  700.    Queries, the routers assume that that group has no local members and
  701.    that they need not forward remotely-originated multicasts for that
  702.    group onto the local network.  Queries are normally sent infrequently
  703.    (no more than once a minute) so as to keep the IGMP overhead on hosts
  704.    and networks very low.  However, when a multicast router starts up,
  705.    it may issue several closely-spaced Queries in order to build up its
  706.    knowledge of local memberships quickly.
  707.  
  708.    When a host joins a new group, it should immediately transmit a
  709.    Report for that group, rather than waiting for a Query, in case it is
  710.    the first member of that group on the network.  To cover the
  711.    possibility of the initial Report being lost or damaged, it is
  712.    recommended that it be repeated once or twice after short delays.  (A
  713.    simple way to accomplish this is to act as if a Query had been
  714.    received for that group only, setting the group's random report delay
  715.    timer.  The state transition diagram below illustrates this
  716.    approach.)
  717.  
  718.    Note that, on a network with no multicast routers present, the only
  719.    IGMP traffic is the one or more Reports sent whenever a host joins a
  720.    new group.
  721.  
  722. State Transition Diagram
  723.  
  724.    IGMP behavior is more formally specified by the state transition
  725.    diagram below.  A host may be in one of three possible states, with
  726.    respect to any single IP host group on any single network interface:
  727.  
  728.       - Non-Member state, when the host does not belong to the group
  729.         on the interface.  This is the initial state for all
  730.         memberships on all network interfaces; it requires no storage
  731.         in the host.
  732.  
  733.  
  734.  
  735.  
  736. Deering                                                        [Page 13]
  737.  
  738.  
  739. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  740.  
  741.  
  742.       - Delaying Member state, when the host belongs to the group on
  743.         the interface and has a report delay timer running for that
  744.         membership.
  745.  
  746.       - Idle Member state, when the host belongs to the group on the
  747.         interface and does not have a report delay timer running for
  748.         that membership.
  749.  
  750.    There are five significant events that can cause IGMP state
  751.    transitions:
  752.  
  753.       - "join group" occurs when the host decides to join the group on
  754.         the interface.  It may occur only in the Non-Member state.
  755.  
  756.       - "leave group" occurs when the host decides to leave the group
  757.         on the interface.  It may occur only in the Delaying Member
  758.         and Idle Member states.
  759.  
  760.       - "query received" occurs when the host receives a valid IGMP
  761.         Host Membership Query message.  To be valid, the Query message
  762.         must be at least 8 octets long, have a correct IGMP
  763.         checksum and have an IP destination address of 224.0.0.1.
  764.         A single Query applies to all memberships on the
  765.         interface from which the Query is received.  It is ignored for
  766.         memberships in the Non-Member or Delaying Member state.
  767.  
  768.       - "report received" occurs when the host receives a valid IGMP
  769.         Host Membership Report message.  To be valid, the Report
  770.         message must be at least 8 octets long, have a correct IGMP
  771.         checksum, and contain the same IP host group address in its IP
  772.         destination field and its IGMP group address field.  A Report
  773.         applies only to the membership in the group identified by the
  774.         Report, on the interface from which the Report is received.
  775.         It is ignored for memberships in the Non-Member or Idle Member
  776.         state.
  777.  
  778.       - "timer expired" occurs when the report delay timer for the
  779.         group on the interface expires.  It may occur only in the
  780.         Delaying Member state.
  781.  
  782.    All other events, such as receiving invalid IGMP messages, or IGMP
  783.    messages other than Query or Report, are ignored in all states.
  784.  
  785.    There are three possible actions that may be taken in response to the
  786.    above events:
  787.  
  788.       - "send report" for the group on the interface.
  789.  
  790.  
  791.  
  792.  
  793. Deering                                                        [Page 14]
  794.  
  795.  
  796. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  797.  
  798.  
  799.       - "start timer" for the group on the interface, using a random
  800.         delay value between 0 and D seconds.
  801.  
  802.       - "stop timer" for the group on the interface.
  803.  
  804.    In the following diagram, each state transition arc is labelled with
  805.    the event that causes the transition, and, in parentheses, any
  806.    actions taken during the transition.
  807.  
  808.                               ________________
  809.                              |                |
  810.                              |                |
  811.                              |                |
  812.                              |                |
  813.                    --------->|   Non-Member   |<---------
  814.                   |          |                |          |
  815.                   |          |                |          |
  816.                   |          |                |          |
  817.                   |          |________________|          |
  818.                   |                   |                  |
  819.                   | leave group       | join group       | leave group
  820.                   | (stop timer)      |(send report,     |
  821.                   |                   | start timer)     |
  822.           ________|________           |          ________|________
  823.          |                 |<---------          |                 |
  824.          |                 |                    |                 |
  825.          |                 |<-------------------|                 |
  826.          |                 |   query received   |                 |
  827.          | Delaying Member |    (start timer)   |   Idle Member   |
  828.          |                 |------------------->|                 |
  829.          |                 |   report received  |                 |
  830.          |                 |    (stop timer)    |                 |
  831.          |_________________|------------------->|_________________|
  832.                                 timer expired
  833.                                 (send report)
  834.  
  835.    The all-hosts group (address 224.0.0.1) is handled as a special case.
  836.    The host starts in Idle Member state for that group on every
  837.    interface, never transitions to another state, and never sends a
  838.    report for that group.
  839.  
  840. Protocol Parameters
  841.  
  842.    The maximum report delay, D, is 10 seconds.
  843.  
  844.  
  845.  
  846.  
  847.  
  848.  
  849.  
  850. Deering                                                        [Page 15]
  851.  
  852.  
  853. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  854.  
  855.  
  856. APPENDIX II. HOST GROUP ADDRESS ISSUES
  857.  
  858.    This appendix is not part of the IP multicasting specification, but
  859.    provides background discussion of several issues related to IP host
  860.    group addresses.
  861.  
  862. Group Address Binding
  863.  
  864.    The binding of IP host group addresses to physical hosts may be
  865.    considered a generalization of the binding of IP unicast addresses.
  866.    An IP unicast address is statically bound to a single local network
  867.    interface on a single IP network.  An IP host group address is
  868.    dynamically bound to a set of local network interfaces on a set of IP
  869.    networks.
  870.  
  871.    It is important to understand that an IP host group address is NOT
  872.    bound to a set of IP unicast addresses.  The multicast routers do not
  873.    need to maintain a list of individual members of each host group.
  874.    For example, a multicast router attached to an Ethernet need
  875.    associate only a single Ethernet multicast address with each host
  876.    group having local members, rather than a list of the members'
  877.    individual IP or Ethernet addresses.
  878.  
  879. Allocation of Transient Host Group Addresses
  880.  
  881.    This memo does not specify how transient group address are allocated.
  882.    It is anticipated that different portions of the IP transient host
  883.    group address space will be allocated using different techniques.
  884.    For example, there may be a number of servers that can be contacted
  885.    to acquire a new transient group address.  Some higher-level
  886.    protocols (such as VMTP, specified in RFC-1045) may generate higher-
  887.    level transient "process group" or "entity group" addresses which are
  888.    then algorithmically mapped to a subset of the IP transient host
  889.    group addresses, similarly to the way that IP host group addresses
  890.    are mapped to Ethernet multicast addresses.  A portion of the IP
  891.    group address space may be set aside for random allocation by
  892.    applications that can tolerate occasional collisions with other
  893.    multicast users, perhaps generating new addresses until a suitably
  894.    "quiet" one is found.
  895.  
  896.    In general, a host cannot assume that datagrams sent to any host
  897.    group address will reach only the intended hosts, or that datagrams
  898.    received as a member of a transient host group are intended for the
  899.    recipient.  Misdelivery must be detected at a level above IP, using
  900.    higher-level identifiers or authentication tokens.  Information
  901.    transmitted to a host group address should be encrypted or governed
  902.    by administrative routing controls if the sender is concerned about
  903.    unwanted listeners.
  904.  
  905.  
  906.  
  907. Deering                                                        [Page 16]
  908.  
  909.  
  910. RFC 1112          Host Extensions for IP Multicasting        August 1989
  911.  
  912.  
  913. Author's Address
  914.  
  915.    Steve Deering
  916.    Stanford University
  917.    Computer Science Department
  918.    Stanford, CA 94305-2140
  919.  
  920.    Phone: (415) 723-9427
  921.  
  922.    EMail: deering@PESCADERO.STANFORD.EDU
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939.  
  940.  
  941.  
  942.  
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948.  
  949.  
  950.  
  951.  
  952.  
  953.  
  954.  
  955.  
  956.  
  957.  
  958.  
  959.  
  960.  
  961.  
  962.  
  963.  
  964. Deering                                                        [Page 17]
  965.  
  966.  
  967.  
  968.  
  969.