home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Unix System Administration Handbook 1997 October / usah_oct97.iso / rfc / 1100s / rfc1122.txt < prev    next >
Text File  |  1989-10-01  |  289KB  |  6,845 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                    Internet Engineering Task Force
  8. Request for Comments: 1122                             R. Braden, Editor
  9.                                                             October 1989
  10.  
  11.  
  12.         Requirements for Internet Hosts -- Communication Layers
  13.  
  14.  
  15. Status of This Memo
  16.  
  17.    This RFC is an official specification for the Internet community.  It
  18.    incorporates by reference, amends, corrects, and supplements the
  19.    primary protocol standards documents relating to hosts.  Distribution
  20.    of this document is unlimited.
  21.  
  22. Summary
  23.  
  24.    This is one RFC of a pair that defines and discusses the requirements
  25.    for Internet host software.  This RFC covers the communications
  26.    protocol layers: link layer, IP layer, and transport layer; its
  27.    companion RFC-1123 covers the application and support protocols.
  28.  
  29.  
  30.  
  31.                            Table of Contents
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.    1.  INTRODUCTION ...............................................    5
  37.       1.1  The Internet Architecture ..............................    6
  38.          1.1.1  Internet Hosts ....................................    6
  39.          1.1.2  Architectural Assumptions .........................    7
  40.          1.1.3  Internet Protocol Suite ...........................    8
  41.          1.1.4  Embedded Gateway Code .............................   10
  42.       1.2  General Considerations .................................   12
  43.          1.2.1  Continuing Internet Evolution .....................   12
  44.          1.2.2  Robustness Principle ..............................   12
  45.          1.2.3  Error Logging .....................................   13
  46.          1.2.4  Configuration .....................................   14
  47.       1.3  Reading this Document ..................................   15
  48.          1.3.1  Organization ......................................   15
  49.          1.3.2  Requirements ......................................   16
  50.          1.3.3  Terminology .......................................   17
  51.       1.4  Acknowledgments ........................................   20
  52.  
  53.    2. LINK LAYER ..................................................   21
  54.       2.1  INTRODUCTION ...........................................   21
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Internet Engineering Task Force                                 [Page 1]
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  64.  
  65.  
  66.       2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH ..................................   21
  67.       2.3  SPECIFIC ISSUES ........................................   21
  68.          2.3.1  Trailer Protocol Negotiation ......................   21
  69.          2.3.2  Address Resolution Protocol -- ARP ................   22
  70.             2.3.2.1  ARP Cache Validation .........................   22
  71.             2.3.2.2  ARP Packet Queue .............................   24
  72.          2.3.3  Ethernet and IEEE 802 Encapsulation ...............   24
  73.       2.4  LINK/INTERNET LAYER INTERFACE ..........................   25
  74.       2.5  LINK LAYER REQUIREMENTS SUMMARY ........................   26
  75.  
  76.    3. INTERNET LAYER PROTOCOLS ....................................   27
  77.       3.1 INTRODUCTION ............................................   27
  78.       3.2  PROTOCOL WALK-THROUGH ..................................   29
  79.          3.2.1 Internet Protocol -- IP ............................   29
  80.             3.2.1.1  Version Number ...............................   29
  81.             3.2.1.2  Checksum .....................................   29
  82.             3.2.1.3  Addressing ...................................   29
  83.             3.2.1.4  Fragmentation and Reassembly .................   32
  84.             3.2.1.5  Identification ...............................   32
  85.             3.2.1.6  Type-of-Service ..............................   33
  86.             3.2.1.7  Time-to-Live .................................   34
  87.             3.2.1.8  Options ......................................   35
  88.          3.2.2 Internet Control Message Protocol -- ICMP ..........   38
  89.             3.2.2.1  Destination Unreachable ......................   39
  90.             3.2.2.2  Redirect .....................................   40
  91.             3.2.2.3  Source Quench ................................   41
  92.             3.2.2.4  Time Exceeded ................................   41
  93.             3.2.2.5  Parameter Problem ............................   42
  94.             3.2.2.6  Echo Request/Reply ...........................   42
  95.             3.2.2.7  Information Request/Reply ....................   43
  96.             3.2.2.8  Timestamp and Timestamp Reply ................   43
  97.             3.2.2.9  Address Mask Request/Reply ...................   45
  98.          3.2.3  Internet Group Management Protocol IGMP ...........   47
  99.       3.3  SPECIFIC ISSUES ........................................   47
  100.          3.3.1  Routing Outbound Datagrams ........................   47
  101.             3.3.1.1  Local/Remote Decision ........................   47
  102.             3.3.1.2  Gateway Selection ............................   48
  103.             3.3.1.3  Route Cache ..................................   49
  104.             3.3.1.4  Dead Gateway Detection .......................   51
  105.             3.3.1.5  New Gateway Selection ........................   55
  106.             3.3.1.6  Initialization ...............................   56
  107.          3.3.2  Reassembly ........................................   56
  108.          3.3.3  Fragmentation .....................................   58
  109.          3.3.4  Local Multihoming .................................   60
  110.             3.3.4.1  Introduction .................................   60
  111.             3.3.4.2  Multihoming Requirements .....................   61
  112.             3.3.4.3  Choosing a Source Address ....................   64
  113.          3.3.5  Source Route Forwarding ...........................   65
  114.  
  115.  
  116.  
  117. Internet Engineering Task Force                                 [Page 2]
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  123.  
  124.  
  125.          3.3.6  Broadcasts ........................................   66
  126.          3.3.7  IP Multicasting ...................................   67
  127.          3.3.8  Error Reporting ...................................   69
  128.       3.4  INTERNET/TRANSPORT LAYER INTERFACE .....................   69
  129.       3.5  INTERNET LAYER REQUIREMENTS SUMMARY ....................   72
  130.  
  131.    4. TRANSPORT PROTOCOLS .........................................   77
  132.       4.1  USER DATAGRAM PROTOCOL -- UDP ..........................   77
  133.          4.1.1  INTRODUCTION ......................................   77
  134.          4.1.2  PROTOCOL WALK-THROUGH .............................   77
  135.          4.1.3  SPECIFIC ISSUES ...................................   77
  136.             4.1.3.1  Ports ........................................   77
  137.             4.1.3.2  IP Options ...................................   77
  138.             4.1.3.3  ICMP Messages ................................   78
  139.             4.1.3.4  UDP Checksums ................................   78
  140.             4.1.3.5  UDP Multihoming ..............................   79
  141.             4.1.3.6  Invalid Addresses ............................   79
  142.          4.1.4  UDP/APPLICATION LAYER INTERFACE ...................   79
  143.          4.1.5  UDP REQUIREMENTS SUMMARY ..........................   80
  144.       4.2  TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL -- TCP ...................   82
  145.          4.2.1  INTRODUCTION ......................................   82
  146.          4.2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH .............................   82
  147.             4.2.2.1  Well-Known Ports .............................   82
  148.             4.2.2.2  Use of Push ..................................   82
  149.             4.2.2.3  Window Size ..................................   83
  150.             4.2.2.4  Urgent Pointer ...............................   84
  151.             4.2.2.5  TCP Options ..................................   85
  152.             4.2.2.6  Maximum Segment Size Option ..................   85
  153.             4.2.2.7  TCP Checksum .................................   86
  154.             4.2.2.8  TCP Connection State Diagram .................   86
  155.             4.2.2.9  Initial Sequence Number Selection ............   87
  156.             4.2.2.10  Simultaneous Open Attempts ..................   87
  157.             4.2.2.11  Recovery from Old Duplicate SYN .............   87
  158.             4.2.2.12  RST Segment .................................   87
  159.             4.2.2.13  Closing a Connection ........................   87
  160.             4.2.2.14  Data Communication ..........................   89
  161.             4.2.2.15  Retransmission Timeout ......................   90
  162.             4.2.2.16  Managing the Window .........................   91
  163.             4.2.2.17  Probing Zero Windows ........................   92
  164.             4.2.2.18  Passive OPEN Calls ..........................   92
  165.             4.2.2.19  Time to Live ................................   93
  166.             4.2.2.20  Event Processing ............................   93
  167.             4.2.2.21  Acknowledging Queued Segments ...............   94
  168.          4.2.3  SPECIFIC ISSUES ...................................   95
  169.             4.2.3.1  Retransmission Timeout Calculation ...........   95
  170.             4.2.3.2  When to Send an ACK Segment ..................   96
  171.             4.2.3.3  When to Send a Window Update .................   97
  172.             4.2.3.4  When to Send Data ............................   98
  173.  
  174.  
  175.  
  176. Internet Engineering Task Force                                 [Page 3]
  177.  
  178.  
  179.  
  180.  
  181. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  182.  
  183.  
  184.             4.2.3.5  TCP Connection Failures ......................  100
  185.             4.2.3.6  TCP Keep-Alives ..............................  101
  186.             4.2.3.7  TCP Multihoming ..............................  103
  187.             4.2.3.8  IP Options ...................................  103
  188.             4.2.3.9  ICMP Messages ................................  103
  189.             4.2.3.10  Remote Address Validation ...................  104
  190.             4.2.3.11  TCP Traffic Patterns ........................  104
  191.             4.2.3.12  Efficiency ..................................  105
  192.          4.2.4  TCP/APPLICATION LAYER INTERFACE ...................  106
  193.             4.2.4.1  Asynchronous Reports .........................  106
  194.             4.2.4.2  Type-of-Service ..............................  107
  195.             4.2.4.3  Flush Call ...................................  107
  196.             4.2.4.4  Multihoming ..................................  108
  197.          4.2.5  TCP REQUIREMENT SUMMARY ...........................  108
  198.  
  199.    5.  REFERENCES .................................................  112
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235. Internet Engineering Task Force                                 [Page 4]
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  241.  
  242.  
  243. 1.  INTRODUCTION
  244.  
  245.    This document is one of a pair that defines and discusses the
  246.    requirements for host system implementations of the Internet protocol
  247.    suite.  This RFC covers the communication protocol layers:  link
  248.    layer, IP layer, and transport layer.  Its companion RFC,
  249.    "Requirements for Internet Hosts -- Application and Support"
  250.    [INTRO:1], covers the application layer protocols.  This document
  251.    should also be read in conjunction with "Requirements for Internet
  252.    Gateways" [INTRO:2].
  253.  
  254.    These documents are intended to provide guidance for vendors,
  255.    implementors, and users of Internet communication software.  They
  256.    represent the consensus of a large body of technical experience and
  257.    wisdom, contributed by the members of the Internet research and
  258.    vendor communities.
  259.  
  260.    This RFC enumerates standard protocols that a host connected to the
  261.    Internet must use, and it incorporates by reference the RFCs and
  262.    other documents describing the current specifications for these
  263.    protocols.  It corrects errors in the referenced documents and adds
  264.    additional discussion and guidance for an implementor.
  265.  
  266.    For each protocol, this document also contains an explicit set of
  267.    requirements, recommendations, and options.  The reader must
  268.    understand that the list of requirements in this document is
  269.    incomplete by itself; the complete set of requirements for an
  270.    Internet host is primarily defined in the standard protocol
  271.    specification documents, with the corrections, amendments, and
  272.    supplements contained in this RFC.
  273.  
  274.    A good-faith implementation of the protocols that was produced after
  275.    careful reading of the RFC's and with some interaction with the
  276.    Internet technical community, and that followed good communications
  277.    software engineering practices, should differ from the requirements
  278.    of this document in only minor ways.  Thus, in many cases, the
  279.    "requirements" in this RFC are already stated or implied in the
  280.    standard protocol documents, so that their inclusion here is, in a
  281.    sense, redundant.  However, they were included because some past
  282.    implementation has made the wrong choice, causing problems of
  283.    interoperability, performance, and/or robustness.
  284.  
  285.    This document includes discussion and explanation of many of the
  286.    requirements and recommendations.  A simple list of requirements
  287.    would be dangerous, because:
  288.  
  289.    o    Some required features are more important than others, and some
  290.         features are optional.
  291.  
  292.  
  293.  
  294. Internet Engineering Task Force                                 [Page 5]
  295.  
  296.  
  297.  
  298.  
  299. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  300.  
  301.  
  302.    o    There may be valid reasons why particular vendor products that
  303.         are designed for restricted contexts might choose to use
  304.         different specifications.
  305.  
  306.    However, the specifications of this document must be followed to meet
  307.    the general goal of arbitrary host interoperation across the
  308.    diversity and complexity of the Internet system.  Although most
  309.    current implementations fail to meet these requirements in various
  310.    ways, some minor and some major, this specification is the ideal
  311.    towards which we need to move.
  312.  
  313.    These requirements are based on the current level of Internet
  314.    architecture.  This document will be updated as required to provide
  315.    additional clarifications or to include additional information in
  316.    those areas in which specifications are still evolving.
  317.  
  318.    This introductory section begins with a brief overview of the
  319.    Internet architecture as it relates to hosts, and then gives some
  320.    general advice to host software vendors.  Finally, there is some
  321.    guidance on reading the rest of the document and some terminology.
  322.  
  323.    1.1  The Internet Architecture
  324.  
  325.       General background and discussion on the Internet architecture and
  326.       supporting protocol suite can be found in the DDN Protocol
  327.       Handbook [INTRO:3]; for background see for example [INTRO:9],
  328.       [INTRO:10], and [INTRO:11].  Reference [INTRO:5] describes the
  329.       procedure for obtaining Internet protocol documents, while
  330.       [INTRO:6] contains a list of the numbers assigned within Internet
  331.       protocols.
  332.  
  333.       1.1.1  Internet Hosts
  334.  
  335.          A host computer, or simply "host," is the ultimate consumer of
  336.          communication services.  A host generally executes application
  337.          programs on behalf of user(s), employing network and/or
  338.          Internet communication services in support of this function.
  339.          An Internet host corresponds to the concept of an "End-System"
  340.          used in the OSI protocol suite [INTRO:13].
  341.  
  342.          An Internet communication system consists of interconnected
  343.          packet networks supporting communication among host computers
  344.          using the Internet protocols.  The networks are interconnected
  345.          using packet-switching computers called "gateways" or "IP
  346.          routers" by the Internet community, and "Intermediate Systems"
  347.          by the OSI world [INTRO:13].  The RFC "Requirements for
  348.          Internet Gateways" [INTRO:2] contains the official
  349.          specifications for Internet gateways.  That RFC together with
  350.  
  351.  
  352.  
  353. Internet Engineering Task Force                                 [Page 6]
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  359.  
  360.  
  361.          the present document and its companion [INTRO:1] define the
  362.          rules for the current realization of the Internet architecture.
  363.  
  364.          Internet hosts span a wide range of size, speed, and function.
  365.          They range in size from small microprocessors through
  366.          workstations to mainframes and supercomputers.  In function,
  367.          they range from single-purpose hosts (such as terminal servers)
  368.          to full-service hosts that support a variety of online network
  369.          services, typically including remote login, file transfer, and
  370.          electronic mail.
  371.  
  372.          A host is generally said to be multihomed if it has more than
  373.          one interface to the same or to different networks.  See
  374.          Section 1.1.3 on "Terminology".
  375.  
  376.       1.1.2  Architectural Assumptions
  377.  
  378.          The current Internet architecture is based on a set of
  379.          assumptions about the communication system.  The assumptions
  380.          most relevant to hosts are as follows:
  381.  
  382.          (a)  The Internet is a network of networks.
  383.  
  384.               Each host is directly connected to some particular
  385.               network(s); its connection to the Internet is only
  386.               conceptual.  Two hosts on the same network communicate
  387.               with each other using the same set of protocols that they
  388.               would use to communicate with hosts on distant networks.
  389.  
  390.          (b)  Gateways don't keep connection state information.
  391.  
  392.               To improve robustness of the communication system,
  393.               gateways are designed to be stateless, forwarding each IP
  394.               datagram independently of other datagrams.  As a result,
  395.               redundant paths can be exploited to provide robust service
  396.               in spite of failures of intervening gateways and networks.
  397.  
  398.               All state information required for end-to-end flow control
  399.               and reliability is implemented in the hosts, in the
  400.               transport layer or in application programs.  All
  401.               connection control information is thus co-located with the
  402.               end points of the communication, so it will be lost only
  403.               if an end point fails.
  404.  
  405.          (c)  Routing complexity should be in the gateways.
  406.  
  407.               Routing is a complex and difficult problem, and ought to
  408.               be performed by the gateways, not the hosts.  An important
  409.  
  410.  
  411.  
  412. Internet Engineering Task Force                                 [Page 7]
  413.  
  414.  
  415.  
  416.  
  417. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  418.  
  419.  
  420.               objective is to insulate host software from changes caused
  421.               by the inevitable evolution of the Internet routing
  422.               architecture.
  423.  
  424.          (d)  The System must tolerate wide network variation.
  425.  
  426.               A basic objective of the Internet design is to tolerate a
  427.               wide range of network characteristics -- e.g., bandwidth,
  428.               delay, packet loss, packet reordering, and maximum packet
  429.               size.  Another objective is robustness against failure of
  430.               individual networks, gateways, and hosts, using whatever
  431.               bandwidth is still available.  Finally, the goal is full
  432.               "open system interconnection": an Internet host must be
  433.               able to interoperate robustly and effectively with any
  434.               other Internet host, across diverse Internet paths.
  435.  
  436.               Sometimes host implementors have designed for less
  437.               ambitious goals.  For example, the LAN environment is
  438.               typically much more benign than the Internet as a whole;
  439.               LANs have low packet loss and delay and do not reorder
  440.               packets.  Some vendors have fielded host implementations
  441.               that are adequate for a simple LAN environment, but work
  442.               badly for general interoperation.  The vendor justifies
  443.               such a product as being economical within the restricted
  444.               LAN market.  However, isolated LANs seldom stay isolated
  445.               for long; they are soon gatewayed to each other, to
  446.               organization-wide internets, and eventually to the global
  447.               Internet system.  In the end, neither the customer nor the
  448.               vendor is served by incomplete or substandard Internet
  449.               host software.
  450.  
  451.               The requirements spelled out in this document are designed
  452.               for a full-function Internet host, capable of full
  453.               interoperation over an arbitrary Internet path.
  454.  
  455.  
  456.       1.1.3  Internet Protocol Suite
  457.  
  458.          To communicate using the Internet system, a host must implement
  459.          the layered set of protocols comprising the Internet protocol
  460.          suite.  A host typically must implement at least one protocol
  461.          from each layer.
  462.  
  463.          The protocol layers used in the Internet architecture are as
  464.          follows [INTRO:4]:
  465.  
  466.  
  467.          o  Application Layer
  468.  
  469.  
  470.  
  471. Internet Engineering Task Force                                 [Page 8]
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  477.  
  478.  
  479.               The application layer is the top layer of the Internet
  480.               protocol suite.  The Internet suite does not further
  481.               subdivide the application layer, although some of the
  482.               Internet application layer protocols do contain some
  483.               internal sub-layering.  The application layer of the
  484.               Internet suite essentially combines the functions of the
  485.               top two layers -- Presentation and Application -- of the
  486.               OSI reference model.
  487.  
  488.               We distinguish two categories of application layer
  489.               protocols:  user protocols that provide service directly
  490.               to users, and support protocols that provide common system
  491.               functions.  Requirements for user and support protocols
  492.               will be found in the companion RFC [INTRO:1].
  493.  
  494.               The most common Internet user protocols are:
  495.  
  496.                 o  Telnet (remote login)
  497.                 o  FTP    (file transfer)
  498.                 o  SMTP   (electronic mail delivery)
  499.  
  500.               There are a number of other standardized user protocols
  501.               [INTRO:4] and many private user protocols.
  502.  
  503.               Support protocols, used for host name mapping, booting,
  504.               and management, include SNMP, BOOTP, RARP, and the Domain
  505.               Name System (DNS) protocols.
  506.  
  507.  
  508.          o  Transport Layer
  509.  
  510.               The transport layer provides end-to-end communication
  511.               services for applications.  There are two primary
  512.               transport layer protocols at present:
  513.  
  514.                 o Transmission Control Protocol (TCP)
  515.                 o User Datagram Protocol (UDP)
  516.  
  517.               TCP is a reliable connection-oriented transport service
  518.               that provides end-to-end reliability, resequencing, and
  519.               flow control.  UDP is a connectionless ("datagram")
  520.               transport service.
  521.  
  522.               Other transport protocols have been developed by the
  523.               research community, and the set of official Internet
  524.               transport protocols may be expanded in the future.
  525.  
  526.               Transport layer protocols are discussed in Chapter 4.
  527.  
  528.  
  529.  
  530. Internet Engineering Task Force                                 [Page 9]
  531.  
  532.  
  533.  
  534.  
  535. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  536.  
  537.  
  538.          o  Internet Layer
  539.  
  540.               All Internet transport protocols use the Internet Protocol
  541.               (IP) to carry data from source host to destination host.
  542.               IP is a connectionless or datagram internetwork service,
  543.               providing no end-to-end delivery guarantees. Thus, IP
  544.               datagrams may arrive at the destination host damaged,
  545.               duplicated, out of order, or not at all.  The layers above
  546.               IP are responsible for reliable delivery service when it
  547.               is required.  The IP protocol includes provision for
  548.               addressing, type-of-service specification, fragmentation
  549.               and reassembly, and security information.
  550.  
  551.               The datagram or connectionless nature of the IP protocol
  552.               is a fundamental and characteristic feature of the
  553.               Internet architecture.  Internet IP was the model for the
  554.               OSI Connectionless Network Protocol [INTRO:12].
  555.  
  556.               ICMP is a control protocol that is considered to be an
  557.               integral part of IP, although it is architecturally
  558.               layered upon IP, i.e., it uses IP to carry its data end-
  559.               to-end just as a transport protocol like TCP or UDP does.
  560.               ICMP provides error reporting, congestion reporting, and
  561.               first-hop gateway redirection.
  562.  
  563.               IGMP is an Internet layer protocol used for establishing
  564.               dynamic host groups for IP multicasting.
  565.  
  566.               The Internet layer protocols IP, ICMP, and IGMP are
  567.               discussed in Chapter 3.
  568.  
  569.  
  570.          o  Link Layer
  571.  
  572.               To communicate on its directly-connected network, a host
  573.               must implement the communication protocol used to
  574.               interface to that network.  We call this a link layer or
  575.               media-access layer protocol.
  576.  
  577.               There is a wide variety of link layer protocols,
  578.               corresponding to the many different types of networks.
  579.               See Chapter 2.
  580.  
  581.  
  582.       1.1.4  Embedded Gateway Code
  583.  
  584.          Some Internet host software includes embedded gateway
  585.          functionality, so that these hosts can forward packets as a
  586.  
  587.  
  588.  
  589. Internet Engineering Task Force                                [Page 10]
  590.  
  591.  
  592.  
  593.  
  594. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  595.  
  596.  
  597.          gateway would, while still performing the application layer
  598.          functions of a host.
  599.  
  600.          Such dual-purpose systems must follow the Gateway Requirements
  601.          RFC [INTRO:2]  with respect to their gateway functions, and
  602.          must follow the present document with respect to their host
  603.          functions.  In all overlapping cases, the two specifications
  604.          should be in agreement.
  605.  
  606.          There are varying opinions in the Internet community about
  607.          embedded gateway functionality.  The main arguments are as
  608.          follows:
  609.  
  610.          o    Pro: in a local network environment where networking is
  611.               informal, or in isolated internets, it may be convenient
  612.               and economical to use existing host systems as gateways.
  613.  
  614.               There is also an architectural argument for embedded
  615.               gateway functionality: multihoming is much more common
  616.               than originally foreseen, and multihoming forces a host to
  617.               make routing decisions as if it were a gateway.  If the
  618.               multihomed  host contains an embedded gateway, it will
  619.               have full routing knowledge and as a result will be able
  620.               to make more optimal routing decisions.
  621.  
  622.          o    Con: Gateway algorithms and protocols are still changing,
  623.               and they will continue to change as the Internet system
  624.               grows larger.  Attempting to include a general gateway
  625.               function within the host IP layer will force host system
  626.               maintainers to track these (more frequent) changes.  Also,
  627.               a larger pool of gateway implementations will make
  628.               coordinating the changes more difficult.  Finally, the
  629.               complexity of a gateway IP layer is somewhat greater than
  630.               that of a host, making the implementation and operation
  631.               tasks more complex.
  632.  
  633.               In addition, the style of operation of some hosts is not
  634.               appropriate for providing stable and robust gateway
  635.               service.
  636.  
  637.          There is considerable merit in both of these viewpoints.  One
  638.          conclusion can be drawn: an host administrator must have
  639.          conscious control over whether or not a given host acts as a
  640.          gateway.  See Section 3.1 for the detailed requirements.
  641.  
  642.  
  643.  
  644.  
  645.  
  646.  
  647.  
  648. Internet Engineering Task Force                                [Page 11]
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  654.  
  655.  
  656.    1.2  General Considerations
  657.  
  658.       There are two important lessons that vendors of Internet host
  659.       software have learned and which a new vendor should consider
  660.       seriously.
  661.  
  662.       1.2.1  Continuing Internet Evolution
  663.  
  664.          The enormous growth of the Internet has revealed problems of
  665.          management and scaling in a large datagram-based packet
  666.          communication system.  These problems are being addressed, and
  667.          as a result there will be continuing evolution of the
  668.          specifications described in this document.  These changes will
  669.          be carefully planned and controlled, since there is extensive
  670.          participation in this planning by the vendors and by the
  671.          organizations responsible for operations of the networks.
  672.  
  673.          Development, evolution, and revision are characteristic of
  674.          computer network protocols today, and this situation will
  675.          persist for some years.  A vendor who develops computer
  676.          communication software for the Internet protocol suite (or any
  677.          other protocol suite!) and then fails to maintain and update
  678.          that software for changing specifications is going to leave a
  679.          trail of unhappy customers.  The Internet is a large
  680.          communication network, and the users are in constant contact
  681.          through it.  Experience has shown that knowledge of
  682.          deficiencies in vendor software propagates quickly through the
  683.          Internet technical community.
  684.  
  685.       1.2.2  Robustness Principle
  686.  
  687.          At every layer of the protocols, there is a general rule whose
  688.          application can lead to enormous benefits in robustness and
  689.          interoperability [IP:1]:
  690.  
  691.                 "Be liberal in what you accept, and
  692.                  conservative in what you send"
  693.  
  694.          Software should be written to deal with every conceivable
  695.          error, no matter how unlikely; sooner or later a packet will
  696.          come in with that particular combination of errors and
  697.          attributes, and unless the software is prepared, chaos can
  698.          ensue.  In general, it is best to assume that the network is
  699.          filled with malevolent entities that will send in packets
  700.          designed to have the worst possible effect.  This assumption
  701.          will lead to suitable protective design, although the most
  702.          serious problems in the Internet have been caused by
  703.          unenvisaged mechanisms triggered by low-probability events;
  704.  
  705.  
  706.  
  707. Internet Engineering Task Force                                [Page 12]
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  713.  
  714.  
  715.          mere human malice would never have taken so devious a course!
  716.  
  717.          Adaptability to change must be designed into all levels of
  718.          Internet host software.  As a simple example, consider a
  719.          protocol specification that contains an enumeration of values
  720.          for a particular header field -- e.g., a type field, a port
  721.          number, or an error code; this enumeration must be assumed to
  722.          be incomplete.  Thus, if a protocol specification defines four
  723.          possible error codes, the software must not break when a fifth
  724.          code shows up.  An undefined code might be logged (see below),
  725.          but it must not cause a failure.
  726.  
  727.          The second part of the principle is almost as important:
  728.          software on other hosts may contain deficiencies that make it
  729.          unwise to exploit legal but obscure protocol features.  It is
  730.          unwise to stray far from the obvious and simple, lest untoward
  731.          effects result elsewhere.  A corollary of this is "watch out
  732.          for misbehaving hosts"; host software should be prepared, not
  733.          just to survive other misbehaving hosts, but also to cooperate
  734.          to limit the amount of disruption such hosts can cause to the
  735.          shared communication facility.
  736.  
  737.       1.2.3  Error Logging
  738.  
  739.          The Internet includes a great variety of host and gateway
  740.          systems, each implementing many protocols and protocol layers,
  741.          and some of these contain bugs and mis-features in their
  742.          Internet protocol software.  As a result of complexity,
  743.          diversity, and distribution of function, the diagnosis of
  744.          Internet problems is often very difficult.
  745.  
  746.          Problem diagnosis will be aided if host implementations include
  747.          a carefully designed facility for logging erroneous or
  748.          "strange" protocol events.  It is important to include as much
  749.          diagnostic information as possible when an error is logged.  In
  750.          particular, it is often useful to record the header(s) of a
  751.          packet that caused an error.  However, care must be taken to
  752.          ensure that error logging does not consume prohibitive amounts
  753.          of resources or otherwise interfere with the operation of the
  754.          host.
  755.  
  756.          There is a tendency for abnormal but harmless protocol events
  757.          to overflow error logging files; this can be avoided by using a
  758.          "circular" log, or by enabling logging only while diagnosing a
  759.          known failure.  It may be useful to filter and count duplicate
  760.          successive messages.  One strategy that seems to work well is:
  761.          (1) always count abnormalities and make such counts accessible
  762.          through the management protocol (see [INTRO:1]); and (2) allow
  763.  
  764.  
  765.  
  766. Internet Engineering Task Force                                [Page 13]
  767.  
  768.  
  769.  
  770.  
  771. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  772.  
  773.  
  774.          the logging of a great variety of events to be selectively
  775.          enabled.  For example, it might useful to be able to "log
  776.          everything" or to "log everything for host X".
  777.  
  778.          Note that different managements may have differing policies
  779.          about the amount of error logging that they want normally
  780.          enabled in a host.  Some will say, "if it doesn't hurt me, I
  781.          don't want to know about it", while others will want to take a
  782.          more watchful and aggressive attitude about detecting and
  783.          removing protocol abnormalities.
  784.  
  785.       1.2.4  Configuration
  786.  
  787.          It would be ideal if a host implementation of the Internet
  788.          protocol suite could be entirely self-configuring.  This would
  789.          allow the whole suite to be implemented in ROM or cast into
  790.          silicon, it would simplify diskless workstations, and it would
  791.          be an immense boon to harried LAN administrators as well as
  792.          system vendors.  We have not reached this ideal; in fact, we
  793.          are not even close.
  794.  
  795.          At many points in this document, you will find a requirement
  796.          that a parameter be a configurable option.  There are several
  797.          different reasons behind such requirements.  In a few cases,
  798.          there is current uncertainty or disagreement about the best
  799.          value, and it may be necessary to update the recommended value
  800.          in the future.  In other cases, the value really depends on
  801.          external factors -- e.g., the size of the host and the
  802.          distribution of its communication load, or the speeds and
  803.          topology of nearby networks -- and self-tuning algorithms are
  804.          unavailable and may be insufficient.  In some cases,
  805.          configurability is needed because of administrative
  806.          requirements.
  807.  
  808.          Finally, some configuration options are required to communicate
  809.          with obsolete or incorrect implementations of the protocols,
  810.          distributed without sources, that unfortunately persist in many
  811.          parts of the Internet.  To make correct systems coexist with
  812.          these faulty systems, administrators often have to "mis-
  813.          configure" the correct systems.  This problem will correct
  814.          itself gradually as the faulty systems are retired, but it
  815.          cannot be ignored by vendors.
  816.  
  817.          When we say that a parameter must be configurable, we do not
  818.          intend to require that its value be explicitly read from a
  819.          configuration file at every boot time.  We recommend that
  820.          implementors set up a default for each parameter, so a
  821.          configuration file is only necessary to override those defaults
  822.  
  823.  
  824.  
  825. Internet Engineering Task Force                                [Page 14]
  826.  
  827.  
  828.  
  829.  
  830. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  831.  
  832.  
  833.          that are inappropriate in a particular installation.  Thus, the
  834.          configurability requirement is an assurance that it will be
  835.          POSSIBLE to override the default when necessary, even in a
  836.          binary-only or ROM-based product.
  837.  
  838.          This document requires a particular value for such defaults in
  839.          some cases.  The choice of default is a sensitive issue when
  840.          the configuration item controls the accommodation to existing
  841.          faulty systems.  If the Internet is to converge successfully to
  842.          complete interoperability, the default values built into
  843.          implementations must implement the official protocol, not
  844.          "mis-configurations" to accommodate faulty implementations.
  845.          Although marketing considerations have led some vendors to
  846.          choose mis-configuration defaults, we urge vendors to choose
  847.          defaults that will conform to the standard.
  848.  
  849.          Finally, we note that a vendor needs to provide adequate
  850.          documentation on all configuration parameters, their limits and
  851.          effects.
  852.  
  853.  
  854.    1.3  Reading this Document
  855.  
  856.       1.3.1  Organization
  857.  
  858.          Protocol layering, which is generally used as an organizing
  859.          principle in implementing network software, has also been used
  860.          to organize this document.  In describing the rules, we assume
  861.          that an implementation does strictly mirror the layering of the
  862.          protocols.  Thus, the following three major sections specify
  863.          the requirements for the link layer, the internet layer, and
  864.          the transport layer, respectively.  A companion RFC [INTRO:1]
  865.          covers application level software.  This layerist organization
  866.          was chosen for simplicity and clarity.
  867.  
  868.          However, strict layering is an imperfect model, both for the
  869.          protocol suite and for recommended implementation approaches.
  870.          Protocols in different layers interact in complex and sometimes
  871.          subtle ways, and particular functions often involve multiple
  872.          layers.  There are many design choices in an implementation,
  873.          many of which involve creative "breaking" of strict layering.
  874.          Every implementor is urged to read references [INTRO:7] and
  875.          [INTRO:8].
  876.  
  877.          This document describes the conceptual service interface
  878.          between layers using a functional ("procedure call") notation,
  879.          like that used in the TCP specification [TCP:1].  A host
  880.          implementation must support the logical information flow
  881.  
  882.  
  883.  
  884. Internet Engineering Task Force                                [Page 15]
  885.  
  886.  
  887.  
  888.  
  889. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  890.  
  891.  
  892.          implied by these calls, but need not literally implement the
  893.          calls themselves.  For example, many implementations reflect
  894.          the coupling between the transport layer and the IP layer by
  895.          giving them shared access to common data structures.  These
  896.          data structures, rather than explicit procedure calls, are then
  897.          the agency for passing much of the information that is
  898.          required.
  899.  
  900.          In general, each major section of this document is organized
  901.          into the following subsections:
  902.  
  903.          (1)  Introduction
  904.  
  905.          (2)  Protocol Walk-Through -- considers the protocol
  906.               specification documents section-by-section, correcting
  907.               errors, stating requirements that may be ambiguous or
  908.               ill-defined, and providing further clarification or
  909.               explanation.
  910.  
  911.          (3)  Specific Issues -- discusses protocol design and
  912.               implementation issues that were not included in the walk-
  913.               through.
  914.  
  915.          (4)  Interfaces -- discusses the service interface to the next
  916.               higher layer.
  917.  
  918.          (5)  Summary -- contains a summary of the requirements of the
  919.               section.
  920.  
  921.  
  922.          Under many of the individual topics in this document, there is
  923.          parenthetical material labeled "DISCUSSION" or
  924.          "IMPLEMENTATION". This material is intended to give
  925.          clarification and explanation of the preceding requirements
  926.          text.  It also includes some suggestions on possible future
  927.          directions or developments.  The implementation material
  928.          contains suggested approaches that an implementor may want to
  929.          consider.
  930.  
  931.          The summary sections are intended to be guides and indexes to
  932.          the text, but are necessarily cryptic and incomplete.  The
  933.          summaries should never be used or referenced separately from
  934.          the complete RFC.
  935.  
  936.       1.3.2  Requirements
  937.  
  938.          In this document, the words that are used to define the
  939.          significance of each particular requirement are capitalized.
  940.  
  941.  
  942.  
  943. Internet Engineering Task Force                                [Page 16]
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  949.  
  950.  
  951.          These words are:
  952.  
  953.          *    "MUST"
  954.  
  955.               This word or the adjective "REQUIRED" means that the item
  956.               is an absolute requirement of the specification.
  957.  
  958.          *    "SHOULD"
  959.  
  960.               This word or the adjective "RECOMMENDED" means that there
  961.               may exist valid reasons in particular circumstances to
  962.               ignore this item, but the full implications should be
  963.               understood and the case carefully weighed before choosing
  964.               a different course.
  965.  
  966.          *    "MAY"
  967.  
  968.               This word or the adjective "OPTIONAL" means that this item
  969.               is truly optional.  One vendor may choose to include the
  970.               item because a particular marketplace requires it or
  971.               because it enhances the product, for example; another
  972.               vendor may omit the same item.
  973.  
  974.  
  975.          An implementation is not compliant if it fails to satisfy one
  976.          or more of the MUST requirements for the protocols it
  977.          implements.  An implementation that satisfies all the MUST and
  978.          all the SHOULD requirements for its protocols is said to be
  979.          "unconditionally compliant"; one that satisfies all the MUST
  980.          requirements but not all the SHOULD requirements for its
  981.          protocols is said to be "conditionally compliant".
  982.  
  983.       1.3.3  Terminology
  984.  
  985.          This document uses the following technical terms:
  986.  
  987.          Segment
  988.               A segment is the unit of end-to-end transmission in the
  989.               TCP protocol.  A segment consists of a TCP header followed
  990.               by application data.  A segment is transmitted by
  991.               encapsulation inside an IP datagram.
  992.  
  993.          Message
  994.               In this description of the lower-layer protocols, a
  995.               message is the unit of transmission in a transport layer
  996.               protocol.  In particular, a TCP segment is a message.  A
  997.               message consists of a transport protocol header followed
  998.               by application protocol data.  To be transmitted end-to-
  999.  
  1000.  
  1001.  
  1002. Internet Engineering Task Force                                [Page 17]
  1003.  
  1004.  
  1005.  
  1006.  
  1007. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  1008.  
  1009.  
  1010.               end through the Internet, a message must be encapsulated
  1011.               inside a datagram.
  1012.  
  1013.          IP Datagram
  1014.               An IP datagram is the unit of end-to-end transmission in
  1015.               the IP protocol.  An IP datagram consists of an IP header
  1016.               followed by transport layer data, i.e., of an IP header
  1017.               followed by a message.
  1018.  
  1019.               In the description of the internet layer (Section 3), the
  1020.               unqualified term "datagram" should be understood to refer
  1021.               to an IP datagram.
  1022.  
  1023.          Packet
  1024.               A packet is the unit of data passed across the interface
  1025.               between the internet layer and the link layer.  It
  1026.               includes an IP header and data.  A packet may be a
  1027.               complete IP datagram or a fragment of an IP datagram.
  1028.  
  1029.          Frame
  1030.               A frame is the unit of transmission in a link layer
  1031.               protocol, and consists of a link-layer header followed by
  1032.               a packet.
  1033.  
  1034.          Connected Network
  1035.               A network to which a host is interfaced is often known as
  1036.               the "local network" or the "subnetwork" relative to that
  1037.               host.  However, these terms can cause confusion, and
  1038.               therefore we use the term "connected network" in this
  1039.               document.
  1040.  
  1041.          Multihomed
  1042.               A host is said to be multihomed if it has multiple IP
  1043.               addresses.  For a discussion of multihoming, see Section
  1044.               3.3.4 below.
  1045.  
  1046.          Physical network interface
  1047.               This is a physical interface to a connected network and
  1048.               has a (possibly unique) link-layer address.  Multiple
  1049.               physical network interfaces on a single host may share the
  1050.               same link-layer address, but the address must be unique
  1051.               for different hosts on the same physical network.
  1052.  
  1053.          Logical [network] interface
  1054.               We define a logical [network] interface to be a logical
  1055.               path, distinguished by a unique IP address, to a connected
  1056.               network.  See Section 3.3.4.
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061. Internet Engineering Task Force                                [Page 18]
  1062.  
  1063.  
  1064.  
  1065.  
  1066. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  1067.  
  1068.  
  1069.          Specific-destination address
  1070.               This is the effective destination address of a datagram,
  1071.               even if it is broadcast or multicast; see Section 3.2.1.3.
  1072.  
  1073.          Path
  1074.               At a given moment, all the IP datagrams from a particular
  1075.               source host to a particular destination host will
  1076.               typically traverse the same sequence of gateways.  We use
  1077.               the term "path" for this sequence.  Note that a path is
  1078.               uni-directional; it is not unusual to have different paths
  1079.               in the two directions between a given host pair.
  1080.  
  1081.          MTU
  1082.               The maximum transmission unit, i.e., the size of the
  1083.               largest packet that can be transmitted.
  1084.  
  1085.  
  1086.          The terms frame, packet, datagram, message, and segment are
  1087.          illustrated by the following schematic diagrams:
  1088.  
  1089.          A. Transmission on connected network:
  1090.            _______________________________________________
  1091.           | LL hdr | IP hdr |         (data)              |
  1092.           |________|________|_____________________________|
  1093.  
  1094.            <---------- Frame ----------------------------->
  1095.                     <----------Packet -------------------->
  1096.  
  1097.  
  1098.          B. Before IP fragmentation or after IP reassembly:
  1099.                     ______________________________________
  1100.                    | IP hdr | transport| Application Data |
  1101.                    |________|____hdr___|__________________|
  1102.  
  1103.                     <--------  Datagram ------------------>
  1104.                              <-------- Message ----------->
  1105.            or, for TCP:
  1106.                     ______________________________________
  1107.                    | IP hdr |  TCP hdr | Application Data |
  1108.                    |________|__________|__________________|
  1109.  
  1110.                     <--------  Datagram ------------------>
  1111.                              <-------- Segment ----------->
  1112.  
  1113.  
  1114.  
  1115.  
  1116.  
  1117.  
  1118.  
  1119.  
  1120. Internet Engineering Task Force                                [Page 19]
  1121.  
  1122.  
  1123.  
  1124.  
  1125. RFC1122                       INTRODUCTION                  October 1989
  1126.  
  1127.  
  1128.    1.4  Acknowledgments
  1129.  
  1130.       This document incorporates contributions and comments from a large
  1131.       group of Internet protocol experts, including representatives of
  1132.       university and research labs, vendors, and government agencies.
  1133.       It was assembled primarily by the Host Requirements Working Group
  1134.       of the Internet Engineering Task Force (IETF).
  1135.  
  1136.       The Editor would especially like to acknowledge the tireless
  1137.       dedication of the following people, who attended many long
  1138.       meetings and generated 3 million bytes of electronic mail over the
  1139.       past 18 months in pursuit of this document: Philip Almquist, Dave
  1140.       Borman (Cray Research), Noel Chiappa, Dave Crocker (DEC), Steve
  1141.       Deering (Stanford), Mike Karels (Berkeley), Phil Karn (Bellcore),
  1142.       John Lekashman (NASA), Charles Lynn (BBN), Keith McCloghrie (TWG),
  1143.       Paul Mockapetris (ISI), Thomas Narten (Purdue), Craig Partridge
  1144.       (BBN), Drew Perkins (CMU), and James Van Bokkelen (FTP Software).
  1145.  
  1146.       In addition, the following people made major contributions to the
  1147.       effort: Bill Barns (Mitre), Steve Bellovin (AT&T), Mike Brescia
  1148.       (BBN), Ed Cain (DCA), Annette DeSchon (ISI), Martin Gross (DCA),
  1149.       Phill Gross (NRI), Charles Hedrick (Rutgers), Van Jacobson (LBL),
  1150.       John Klensin (MIT), Mark Lottor (SRI), Milo Medin (NASA), Bill
  1151.       Melohn (Sun Microsystems), Greg Minshall (Kinetics), Jeff Mogul
  1152.       (DEC), John Mullen (CMC), Jon Postel (ISI), John Romkey (Epilogue
  1153.       Technology), and Mike StJohns (DCA).  The following also made
  1154.       significant contributions to particular areas: Eric Allman
  1155.       (Berkeley), Rob Austein (MIT), Art Berggreen (ACC), Keith Bostic
  1156.       (Berkeley), Vint Cerf (NRI), Wayne Hathaway (NASA), Matt Korn
  1157.       (IBM), Erik Naggum (Naggum Software, Norway), Robert Ullmann
  1158.       (Prime Computer), David Waitzman (BBN), Frank Wancho (USA), Arun
  1159.       Welch (Ohio State), Bill Westfield (Cisco), and Rayan Zachariassen
  1160.       (Toronto).
  1161.  
  1162.       We are grateful to all, including any contributors who may have
  1163.       been inadvertently omitted from this list.
  1164.  
  1165.  
  1166.  
  1167.  
  1168.  
  1169.  
  1170.  
  1171.  
  1172.  
  1173.  
  1174.  
  1175.  
  1176.  
  1177.  
  1178.  
  1179. Internet Engineering Task Force                                [Page 20]
  1180.  
  1181.  
  1182.  
  1183.  
  1184. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989
  1185.  
  1186.  
  1187. 2. LINK LAYER
  1188.  
  1189.    2.1  INTRODUCTION
  1190.  
  1191.       All Internet systems, both hosts and gateways, have the same
  1192.       requirements for link layer protocols.  These requirements are
  1193.       given in Chapter 3 of "Requirements for Internet Gateways"
  1194.       [INTRO:2], augmented with the material in this section.
  1195.  
  1196.    2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH
  1197.  
  1198.       None.
  1199.  
  1200.    2.3  SPECIFIC ISSUES
  1201.  
  1202.       2.3.1  Trailer Protocol Negotiation
  1203.  
  1204.          The trailer protocol [LINK:1] for link-layer encapsulation MAY
  1205.          be used, but only when it has been verified that both systems
  1206.          (host or gateway) involved in the link-layer communication
  1207.          implement trailers.  If the system does not dynamically
  1208.          negotiate use of the trailer protocol on a per-destination
  1209.          basis, the default configuration MUST disable the protocol.
  1210.  
  1211.          DISCUSSION:
  1212.               The trailer protocol is a link-layer encapsulation
  1213.               technique that rearranges the data contents of packets
  1214.               sent on the physical network.  In some cases, trailers
  1215.               improve the throughput of higher layer protocols by
  1216.               reducing the amount of data copying within the operating
  1217.               system.  Higher layer protocols are unaware of trailer
  1218.               use, but both the sending and receiving host MUST
  1219.               understand the protocol if it is used.
  1220.  
  1221.               Improper use of trailers can result in very confusing
  1222.               symptoms.  Only packets with specific size attributes are
  1223.               encapsulated using trailers, and typically only a small
  1224.               fraction of the packets being exchanged have these
  1225.               attributes.  Thus, if a system using trailers exchanges
  1226.               packets with a system that does not, some packets
  1227.               disappear into a black hole while others are delivered
  1228.               successfully.
  1229.  
  1230.          IMPLEMENTATION:
  1231.               On an Ethernet, packets encapsulated with trailers use a
  1232.               distinct Ethernet type [LINK:1], and trailer negotiation
  1233.               is performed at the time that ARP is used to discover the
  1234.               link-layer address of a destination system.
  1235.  
  1236.  
  1237.  
  1238. Internet Engineering Task Force                                [Page 21]
  1239.  
  1240.  
  1241.  
  1242.  
  1243. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989
  1244.  
  1245.  
  1246.               Specifically, the ARP exchange is completed in the usual
  1247.               manner using the normal IP protocol type, but a host that
  1248.               wants to speak trailers will send an additional "trailer
  1249.               ARP reply" packet, i.e., an ARP reply that specifies the
  1250.               trailer encapsulation protocol type but otherwise has the
  1251.               format of a normal ARP reply.  If a host configured to use
  1252.               trailers receives a trailer ARP reply message from a
  1253.               remote machine, it can add that machine to the list of
  1254.               machines that understand trailers, e.g., by marking the
  1255.               corresponding entry in the ARP cache.
  1256.  
  1257.               Hosts wishing to receive trailer encapsulations send
  1258.               trailer ARP replies whenever they complete exchanges of
  1259.               normal ARP messages for IP.  Thus, a host that received an
  1260.               ARP request for its IP protocol address would send a
  1261.               trailer ARP reply in addition to the normal IP ARP reply;
  1262.               a host that sent the IP ARP request would send a trailer
  1263.               ARP reply when it received the corresponding IP ARP reply.
  1264.               In this way, either the requesting or responding host in
  1265.               an IP ARP exchange may request that it receive trailer
  1266.               encapsulations.
  1267.  
  1268.               This scheme, using extra trailer ARP reply packets rather
  1269.               than sending an ARP request for the trailer protocol type,
  1270.               was designed to avoid a continuous exchange of ARP packets
  1271.               with a misbehaving host that, contrary to any
  1272.               specification or common sense, responded to an ARP reply
  1273.               for trailers with another ARP reply for IP.  This problem
  1274.               is avoided by sending a trailer ARP reply in response to
  1275.               an IP ARP reply only when the IP ARP reply answers an
  1276.               outstanding request; this is true when the hardware
  1277.               address for the host is still unknown when the IP ARP
  1278.               reply is received.  A trailer ARP reply may always be sent
  1279.               along with an IP ARP reply responding to an IP ARP
  1280.               request.
  1281.  
  1282.       2.3.2  Address Resolution Protocol -- ARP
  1283.  
  1284.          2.3.2.1  ARP Cache Validation
  1285.  
  1286.             An implementation of the Address Resolution Protocol (ARP)
  1287.             [LINK:2] MUST provide a mechanism to flush out-of-date cache
  1288.             entries.  If this mechanism involves a timeout, it SHOULD be
  1289.             possible to configure the timeout value.
  1290.  
  1291.             A mechanism to prevent ARP flooding (repeatedly sending an
  1292.             ARP Request for the same IP address, at a high rate) MUST be
  1293.             included.  The recommended maximum rate is 1 per second per
  1294.  
  1295.  
  1296.  
  1297. Internet Engineering Task Force                                [Page 22]
  1298.  
  1299.  
  1300.  
  1301.  
  1302. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989
  1303.  
  1304.  
  1305.             destination.
  1306.  
  1307.             DISCUSSION:
  1308.                  The ARP specification [LINK:2] suggests but does not
  1309.                  require a timeout mechanism to invalidate cache entries
  1310.                  when hosts change their Ethernet addresses.  The
  1311.                  prevalence of proxy ARP (see Section 2.4 of [INTRO:2])
  1312.                  has significantly increased the likelihood that cache
  1313.                  entries in hosts will become invalid, and therefore
  1314.                  some ARP-cache invalidation mechanism is now required
  1315.                  for hosts.  Even in the absence of proxy ARP, a long-
  1316.                  period cache timeout is useful in order to
  1317.                  automatically correct any bad ARP data that might have
  1318.                  been cached.
  1319.  
  1320.             IMPLEMENTATION:
  1321.                  Four mechanisms have been used, sometimes in
  1322.                  combination, to flush out-of-date cache entries.
  1323.  
  1324.                  (1)  Timeout -- Periodically time out cache entries,
  1325.                       even if they are in use.  Note that this timeout
  1326.                       should be restarted when the cache entry is
  1327.                       "refreshed" (by observing the source fields,
  1328.                       regardless of target address, of an ARP broadcast
  1329.                       from the system in question).  For proxy ARP
  1330.                       situations, the timeout needs to be on the order
  1331.                       of a minute.
  1332.  
  1333.                  (2)  Unicast Poll -- Actively poll the remote host by
  1334.                       periodically sending a point-to-point ARP Request
  1335.                       to it, and delete the entry if no ARP Reply is
  1336.                       received from N successive polls.  Again, the
  1337.                       timeout should be on the order of a minute, and
  1338.                       typically N is 2.
  1339.  
  1340.                  (3)  Link-Layer Advice -- If the link-layer driver
  1341.                       detects a delivery problem, flush the
  1342.                       corresponding ARP cache entry.
  1343.  
  1344.                  (4)  Higher-layer Advice -- Provide a call from the
  1345.                       Internet layer to the link layer to indicate a
  1346.                       delivery problem.  The effect of this call would
  1347.                       be to invalidate the corresponding cache entry.
  1348.                       This call would be analogous to the
  1349.                       "ADVISE_DELIVPROB()" call from the transport layer
  1350.                       to the Internet layer (see Section 3.4), and in
  1351.                       fact the ADVISE_DELIVPROB routine might in turn
  1352.                       call the link-layer advice routine to invalidate
  1353.  
  1354.  
  1355.  
  1356. Internet Engineering Task Force                                [Page 23]
  1357.  
  1358.  
  1359.  
  1360.  
  1361. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989
  1362.  
  1363.  
  1364.                       the ARP cache entry.
  1365.  
  1366.                  Approaches (1) and (2) involve ARP cache timeouts on
  1367.                  the order of a minute or less.  In the absence of proxy
  1368.                  ARP, a timeout this short could create noticeable
  1369.                  overhead traffic on a very large Ethernet.  Therefore,
  1370.                  it may be necessary to configure a host to lengthen the
  1371.                  ARP cache timeout.
  1372.  
  1373.          2.3.2.2  ARP Packet Queue
  1374.  
  1375.             The link layer SHOULD save (rather than discard) at least
  1376.             one (the latest) packet of each set of packets destined to
  1377.             the same unresolved IP address, and transmit the saved
  1378.             packet when the address has been resolved.
  1379.  
  1380.             DISCUSSION:
  1381.                  Failure to follow this recommendation causes the first
  1382.                  packet of every exchange to be lost.  Although higher-
  1383.                  layer protocols can generally cope with packet loss by
  1384.                  retransmission, packet loss does impact performance.
  1385.                  For example, loss of a TCP open request causes the
  1386.                  initial round-trip time estimate to be inflated.  UDP-
  1387.                  based applications such as the Domain Name System are
  1388.                  more seriously affected.
  1389.  
  1390.       2.3.3  Ethernet and IEEE 802 Encapsulation
  1391.  
  1392.          The IP encapsulation for Ethernets is described in RFC-894
  1393.          [LINK:3], while RFC-1042 [LINK:4] describes the IP
  1394.          encapsulation for IEEE 802 networks.  RFC-1042 elaborates and
  1395.          replaces the discussion in Section 3.4 of [INTRO:2].
  1396.  
  1397.          Every Internet host connected to a 10Mbps Ethernet cable:
  1398.  
  1399.          o    MUST be able to send and receive packets using RFC-894
  1400.               encapsulation;
  1401.  
  1402.          o    SHOULD be able to receive RFC-1042 packets, intermixed
  1403.               with RFC-894 packets; and
  1404.  
  1405.          o    MAY be able to send packets using RFC-1042 encapsulation.
  1406.  
  1407.  
  1408.          An Internet host that implements sending both the RFC-894 and
  1409.          the RFC-1042 encapsulations MUST provide a configuration switch
  1410.          to select which is sent, and this switch MUST default to RFC-
  1411.          894.
  1412.  
  1413.  
  1414.  
  1415. Internet Engineering Task Force                                [Page 24]
  1416.  
  1417.  
  1418.  
  1419.  
  1420. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989
  1421.  
  1422.  
  1423.          Note that the standard IP encapsulation in RFC-1042 does not
  1424.          use the protocol id value (K1=6) that IEEE reserved for IP;
  1425.          instead, it uses a value (K1=170) that implies an extension
  1426.          (the "SNAP") which can be used to hold the Ether-Type field.
  1427.          An Internet system MUST NOT send 802 packets using K1=6.
  1428.  
  1429.          Address translation from Internet addresses to link-layer
  1430.          addresses on Ethernet and IEEE 802 networks MUST be managed by
  1431.          the Address Resolution Protocol (ARP).
  1432.  
  1433.          The MTU for an Ethernet is 1500 and for 802.3 is 1492.
  1434.  
  1435.          DISCUSSION:
  1436.               The IEEE 802.3 specification provides for operation over a
  1437.               10Mbps Ethernet cable, in which case Ethernet and IEEE
  1438.               802.3 frames can be physically intermixed.  A receiver can
  1439.               distinguish Ethernet and 802.3 frames by the value of the
  1440.               802.3 Length field; this two-octet field coincides in the
  1441.               header with the Ether-Type field of an Ethernet frame.  In
  1442.               particular, the 802.3 Length field must be less than or
  1443.               equal to 1500, while all valid Ether-Type values are
  1444.               greater than 1500.
  1445.  
  1446.               Another compatibility problem arises with link-layer
  1447.               broadcasts.  A broadcast sent with one framing will not be
  1448.               seen by hosts that can receive only the other framing.
  1449.  
  1450.               The provisions of this section were designed to provide
  1451.               direct interoperation between 894-capable and 1042-capable
  1452.               systems on the same cable, to the maximum extent possible.
  1453.               It is intended to support the present situation where
  1454.               894-only systems predominate, while providing an easy
  1455.               transition to a possible future in which 1042-capable
  1456.               systems become common.
  1457.  
  1458.               Note that 894-only systems cannot interoperate directly
  1459.               with 1042-only systems.  If the two system types are set
  1460.               up as two different logical networks on the same cable,
  1461.               they can communicate only through an IP gateway.
  1462.               Furthermore, it is not useful or even possible for a
  1463.               dual-format host to discover automatically which format to
  1464.               send, because of the problem of link-layer broadcasts.
  1465.  
  1466.    2.4  LINK/INTERNET LAYER INTERFACE
  1467.  
  1468.       The packet receive interface between the IP layer and the link
  1469.       layer MUST include a flag to indicate whether the incoming packet
  1470.       was addressed to a link-layer broadcast address.
  1471.  
  1472.  
  1473.  
  1474. Internet Engineering Task Force                                [Page 25]
  1475.  
  1476.  
  1477.  
  1478.  
  1479. RFC1122                        LINK LAYER                   October 1989
  1480.  
  1481.  
  1482.       DISCUSSION
  1483.            Although the IP layer does not generally know link layer
  1484.            addresses (since every different network medium typically has
  1485.            a different address format), the broadcast address on a
  1486.            broadcast-capable medium is an important special case.  See
  1487.            Section 3.2.2, especially the DISCUSSION concerning broadcast
  1488.            storms.
  1489.  
  1490.       The packet send interface between the IP and link layers MUST
  1491.       include the 5-bit TOS field (see Section 3.2.1.6).
  1492.  
  1493.       The link layer MUST NOT report a Destination Unreachable error to
  1494.       IP solely because there is no ARP cache entry for a destination.
  1495.  
  1496.    2.5  LINK LAYER REQUIREMENTS SUMMARY
  1497.  
  1498.                                                   |       | | | |S| |
  1499.                                                   |       | | | |H| |F
  1500.                                                   |       | | | |O|M|o
  1501.                                                   |       | |S| |U|U|o
  1502.                                                   |       | |H| |L|S|t
  1503.                                                   |       |M|O| |D|T|n
  1504.                                                   |       |U|U|M| | |o
  1505.                                                   |       |S|L|A|N|N|t
  1506.                                                   |       |T|D|Y|O|O|t
  1507. FEATURE                                           |SECTION| | | |T|T|e
  1508. --------------------------------------------------|-------|-|-|-|-|-|--
  1509.                                                   |       | | | | | |
  1510. Trailer encapsulation                             |2.3.1  | | |x| | |
  1511. Send Trailers by default without negotiation      |2.3.1  | | | | |x|
  1512. ARP                                               |2.3.2  | | | | | |
  1513.   Flush out-of-date ARP cache entries             |2.3.2.1|x| | | | |
  1514.   Prevent ARP floods                              |2.3.2.1|x| | | | |
  1515.   Cache timeout configurable                      |2.3.2.1| |x| | | |
  1516.   Save at least one (latest) unresolved pkt       |2.3.2.2| |x| | | |
  1517. Ethernet and IEEE 802 Encapsulation               |2.3.3  | | | | | |
  1518.   Host able to:                                   |2.3.3  | | | | | |
  1519.     Send & receive RFC-894 encapsulation          |2.3.3  |x| | | | |
  1520.     Receive RFC-1042 encapsulation                |2.3.3  | |x| | | |
  1521.     Send RFC-1042 encapsulation                   |2.3.3  | | |x| | |
  1522.       Then config. sw. to select, RFC-894 dflt    |2.3.3  |x| | | | |
  1523.   Send K1=6 encapsulation                         |2.3.3  | | | | |x|
  1524.   Use ARP on Ethernet and IEEE 802 nets           |2.3.3  |x| | | | |
  1525. Link layer report b'casts to IP layer             |2.4    |x| | | | |
  1526. IP layer pass TOS to link layer                   |2.4    |x| | | | |
  1527. No ARP cache entry treated as Dest. Unreach.      |2.4    | | | | |x|
  1528.  
  1529.  
  1530.  
  1531.  
  1532.  
  1533. Internet Engineering Task Force                                [Page 26]
  1534.  
  1535.  
  1536.  
  1537.  
  1538. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1539.  
  1540.  
  1541. 3. INTERNET LAYER PROTOCOLS
  1542.  
  1543.    3.1 INTRODUCTION
  1544.  
  1545.       The Robustness Principle: "Be liberal in what you accept, and
  1546.       conservative in what you send" is particularly important in the
  1547.       Internet layer, where one misbehaving host can deny Internet
  1548.       service to many other hosts.
  1549.  
  1550.       The protocol standards used in the Internet layer are:
  1551.  
  1552.       o    RFC-791 [IP:1] defines the IP protocol and gives an
  1553.            introduction to the architecture of the Internet.
  1554.  
  1555.       o    RFC-792 [IP:2] defines ICMP, which provides routing,
  1556.            diagnostic and error functionality for IP.  Although ICMP
  1557.            messages are encapsulated within IP datagrams, ICMP
  1558.            processing is considered to be (and is typically implemented
  1559.            as) part of the IP layer.  See Section 3.2.2.
  1560.  
  1561.       o    RFC-950 [IP:3] defines the mandatory subnet extension to the
  1562.            addressing architecture.
  1563.  
  1564.       o    RFC-1112 [IP:4] defines the Internet Group Management
  1565.            Protocol IGMP, as part of a recommended extension to hosts
  1566.            and to the host-gateway interface to support Internet-wide
  1567.            multicasting at the IP level.  See Section 3.2.3.
  1568.  
  1569.            The target of an IP multicast may be an arbitrary group of
  1570.            Internet hosts.  IP multicasting is designed as a natural
  1571.            extension of the link-layer multicasting facilities of some
  1572.            networks, and it provides a standard means for local access
  1573.            to such link-layer multicasting facilities.
  1574.  
  1575.       Other important references are listed in Section 5 of this
  1576.       document.
  1577.  
  1578.       The Internet layer of host software MUST implement both IP and
  1579.       ICMP.  See Section 3.3.7 for the requirements on support of IGMP.
  1580.  
  1581.       The host IP layer has two basic functions:  (1) choose the "next
  1582.       hop" gateway or host for outgoing IP datagrams and (2) reassemble
  1583.       incoming IP datagrams.  The IP layer may also (3) implement
  1584.       intentional fragmentation of outgoing datagrams.  Finally, the IP
  1585.       layer must (4) provide diagnostic and error functionality.  We
  1586.       expect that IP layer functions may increase somewhat in the
  1587.       future, as further Internet control and management facilities are
  1588.       developed.
  1589.  
  1590.  
  1591.  
  1592. Internet Engineering Task Force                                [Page 27]
  1593.  
  1594.  
  1595.  
  1596.  
  1597. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1598.  
  1599.  
  1600.       For normal datagrams, the processing is straightforward.  For
  1601.       incoming datagrams, the IP layer:
  1602.  
  1603.       (1)  verifies that the datagram is correctly formatted;
  1604.  
  1605.       (2)  verifies that it is destined to the local host;
  1606.  
  1607.       (3)  processes options;
  1608.  
  1609.       (4)  reassembles the datagram if necessary; and
  1610.  
  1611.       (5)  passes the encapsulated message to the appropriate
  1612.            transport-layer protocol module.
  1613.  
  1614.       For outgoing datagrams, the IP layer:
  1615.  
  1616.       (1)  sets any fields not set by the transport layer;
  1617.  
  1618.       (2)  selects the correct first hop on the connected network (a
  1619.            process called "routing");
  1620.  
  1621.       (3)  fragments the datagram if necessary and if intentional
  1622.            fragmentation is implemented (see Section 3.3.3); and
  1623.  
  1624.       (4)  passes the packet(s) to the appropriate link-layer driver.
  1625.  
  1626.  
  1627.       A host is said to be multihomed if it has multiple IP addresses.
  1628.       Multihoming introduces considerable confusion and complexity into
  1629.       the protocol suite, and it is an area in which the Internet
  1630.       architecture falls seriously short of solving all problems.  There
  1631.       are two distinct problem areas in multihoming:
  1632.  
  1633.       (1)  Local multihoming --  the host itself is multihomed; or
  1634.  
  1635.       (2)  Remote multihoming -- the local host needs to communicate
  1636.            with a remote multihomed host.
  1637.  
  1638.       At present, remote multihoming MUST be handled at the application
  1639.       layer, as discussed in the companion RFC [INTRO:1].  A host MAY
  1640.       support local multihoming, which is discussed in this document,
  1641.       and in particular in Section 3.3.4.
  1642.  
  1643.       Any host that forwards datagrams generated by another host is
  1644.       acting as a gateway and MUST also meet the specifications laid out
  1645.       in the gateway requirements RFC [INTRO:2].  An Internet host that
  1646.       includes embedded gateway code MUST have a configuration switch to
  1647.       disable the gateway function, and this switch MUST default to the
  1648.  
  1649.  
  1650.  
  1651. Internet Engineering Task Force                                [Page 28]
  1652.  
  1653.  
  1654.  
  1655.  
  1656. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1657.  
  1658.  
  1659.       non-gateway mode.  In this mode, a datagram arriving through one
  1660.       interface will not be forwarded to another host or gateway (unless
  1661.       it is source-routed), regardless of whether the host is single-
  1662.       homed or multihomed.  The host software MUST NOT automatically
  1663.       move into gateway mode if the host has more than one interface, as
  1664.       the operator of the machine may neither want to provide that
  1665.       service nor be competent to do so.
  1666.  
  1667.       In the following, the action specified in certain cases is to
  1668.       "silently discard" a received datagram.  This means that the
  1669.       datagram will be discarded without further processing and that the
  1670.       host will not send any ICMP error message (see Section 3.2.2) as a
  1671.       result.  However, for diagnosis of problems a host SHOULD provide
  1672.       the capability of logging the error (see Section 1.2.3), including
  1673.       the contents of the silently-discarded datagram, and SHOULD record
  1674.       the event in a statistics counter.
  1675.  
  1676.       DISCUSSION:
  1677.            Silent discard of erroneous datagrams is generally intended
  1678.            to prevent "broadcast storms".
  1679.  
  1680.    3.2  PROTOCOL WALK-THROUGH
  1681.  
  1682.       3.2.1 Internet Protocol -- IP
  1683.  
  1684.          3.2.1.1  Version Number: RFC-791 Section 3.1
  1685.  
  1686.             A datagram whose version number is not 4 MUST be silently
  1687.             discarded.
  1688.  
  1689.          3.2.1.2  Checksum: RFC-791 Section 3.1
  1690.  
  1691.             A host MUST verify the IP header checksum on every received
  1692.             datagram and silently discard every datagram that has a bad
  1693.             checksum.
  1694.  
  1695.          3.2.1.3  Addressing: RFC-791 Section 3.2
  1696.  
  1697.             There are now five classes of IP addresses: Class A through
  1698.             Class E.  Class D addresses are used for IP multicasting
  1699.             [IP:4], while Class E addresses are reserved for
  1700.             experimental use.
  1701.  
  1702.             A multicast (Class D) address is a 28-bit logical address
  1703.             that stands for a group of hosts, and may be either
  1704.             permanent or transient.  Permanent multicast addresses are
  1705.             allocated by the Internet Assigned Number Authority
  1706.             [INTRO:6], while transient addresses may be allocated
  1707.  
  1708.  
  1709.  
  1710. Internet Engineering Task Force                                [Page 29]
  1711.  
  1712.  
  1713.  
  1714.  
  1715. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1716.  
  1717.  
  1718.             dynamically to transient groups.  Group membership is
  1719.             determined dynamically using IGMP [IP:4].
  1720.  
  1721.             We now summarize the important special cases for Class A, B,
  1722.             and C IP addresses, using the following notation for an IP
  1723.             address:
  1724.  
  1725.                 { <Network-number>, <Host-number> }
  1726.  
  1727.             or
  1728.                 { <Network-number>, <Subnet-number>, <Host-number> }
  1729.  
  1730.             and the notation "-1" for a field that contains all 1 bits.
  1731.             This notation is not intended to imply that the 1-bits in an
  1732.             address mask need be contiguous.
  1733.  
  1734.             (a)  { 0, 0 }
  1735.  
  1736.                  This host on this network.  MUST NOT be sent, except as
  1737.                  a source address as part of an initialization procedure
  1738.                  by which the host learns its own IP address.
  1739.  
  1740.                  See also Section 3.3.6 for a non-standard use of {0,0}.
  1741.  
  1742.             (b)  { 0, <Host-number> }
  1743.  
  1744.                  Specified host on this network.  It MUST NOT be sent,
  1745.                  except as a source address as part of an initialization
  1746.                  procedure by which the host learns its full IP address.
  1747.  
  1748.             (c)  { -1, -1 }
  1749.  
  1750.                  Limited broadcast.  It MUST NOT be used as a source
  1751.                  address.
  1752.  
  1753.                  A datagram with this destination address will be
  1754.                  received by every host on the connected physical
  1755.                  network but will not be forwarded outside that network.
  1756.  
  1757.             (d)  { <Network-number>, -1 }
  1758.  
  1759.                  Directed broadcast to the specified network.  It MUST
  1760.                  NOT be used as a source address.
  1761.  
  1762.             (e)  { <Network-number>, <Subnet-number>, -1 }
  1763.  
  1764.                  Directed broadcast to the specified subnet.  It MUST
  1765.                  NOT be used as a source address.
  1766.  
  1767.  
  1768.  
  1769. Internet Engineering Task Force                                [Page 30]
  1770.  
  1771.  
  1772.  
  1773.  
  1774. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1775.  
  1776.  
  1777.             (f)  { <Network-number>, -1, -1 }
  1778.  
  1779.                  Directed broadcast to all subnets of the specified
  1780.                  subnetted network.  It MUST NOT be used as a source
  1781.                  address.
  1782.  
  1783.             (g)  { 127, <any> }
  1784.  
  1785.                  Internal host loopback address.  Addresses of this form
  1786.                  MUST NOT appear outside a host.
  1787.  
  1788.             The <Network-number> is administratively assigned so that
  1789.             its value will be unique in the entire world.
  1790.  
  1791.             IP addresses are not permitted to have the value 0 or -1 for
  1792.             any of the <Host-number>, <Network-number>, or <Subnet-
  1793.             number> fields (except in the special cases listed above).
  1794.             This implies that each of these fields will be at least two
  1795.             bits long.
  1796.  
  1797.             For further discussion of broadcast addresses, see Section
  1798.             3.3.6.
  1799.  
  1800.             A host MUST support the subnet extensions to IP [IP:3].  As
  1801.             a result, there will be an address mask of the form:
  1802.             {-1, -1, 0} associated with each of the host's local IP
  1803.             addresses; see Sections 3.2.2.9 and 3.3.1.1.
  1804.  
  1805.             When a host sends any datagram, the IP source address MUST
  1806.             be one of its own IP addresses (but not a broadcast or
  1807.             multicast address).
  1808.  
  1809.             A host MUST silently discard an incoming datagram that is
  1810.             not destined for the host.  An incoming datagram is destined
  1811.             for the host if the datagram's destination address field is:
  1812.  
  1813.             (1)  (one of) the host's IP address(es); or
  1814.  
  1815.             (2)  an IP broadcast address valid for the connected
  1816.                  network; or
  1817.  
  1818.             (3)  the address for a multicast group of which the host is
  1819.                  a member on the incoming physical interface.
  1820.  
  1821.             For most purposes, a datagram addressed to a broadcast or
  1822.             multicast destination is processed as if it had been
  1823.             addressed to one of the host's IP addresses; we use the term
  1824.             "specific-destination address" for the equivalent local IP
  1825.  
  1826.  
  1827.  
  1828. Internet Engineering Task Force                                [Page 31]
  1829.  
  1830.  
  1831.  
  1832.  
  1833. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1834.  
  1835.  
  1836.             address of the host.  The specific-destination address is
  1837.             defined to be the destination address in the IP header
  1838.             unless the header contains a broadcast or multicast address,
  1839.             in which case the specific-destination is an IP address
  1840.             assigned to the physical interface on which the datagram
  1841.             arrived.
  1842.  
  1843.             A host MUST silently discard an incoming datagram containing
  1844.             an IP source address that is invalid by the rules of this
  1845.             section.  This validation could be done in either the IP
  1846.             layer or by each protocol in the transport layer.
  1847.  
  1848.             DISCUSSION:
  1849.                  A mis-addressed datagram might be caused by a link-
  1850.                  layer broadcast of a unicast datagram or by a gateway
  1851.                  or host that is confused or mis-configured.
  1852.  
  1853.                  An architectural goal for Internet hosts was to allow
  1854.                  IP addresses to be featureless 32-bit numbers, avoiding
  1855.                  algorithms that required a knowledge of the IP address
  1856.                  format.  Otherwise, any future change in the format or
  1857.                  interpretation of IP addresses will require host
  1858.                  software changes.  However, validation of broadcast and
  1859.                  multicast addresses violates this goal; a few other
  1860.                  violations are described elsewhere in this document.
  1861.  
  1862.                  Implementers should be aware that applications
  1863.                  depending upon the all-subnets directed broadcast
  1864.                  address (f) may be unusable on some networks.  All-
  1865.                  subnets broadcast is not widely implemented in vendor
  1866.                  gateways at present, and even when it is implemented, a
  1867.                  particular network administration may disable it in the
  1868.                  gateway configuration.
  1869.  
  1870.          3.2.1.4  Fragmentation and Reassembly: RFC-791 Section 3.2
  1871.  
  1872.             The Internet model requires that every host support
  1873.             reassembly.  See Sections 3.3.2 and 3.3.3 for the
  1874.             requirements on fragmentation and reassembly.
  1875.  
  1876.          3.2.1.5  Identification: RFC-791 Section 3.2
  1877.  
  1878.             When sending an identical copy of an earlier datagram, a
  1879.             host MAY optionally retain the same Identification field in
  1880.             the copy.
  1881.  
  1882.  
  1883.  
  1884.  
  1885.  
  1886.  
  1887. Internet Engineering Task Force                                [Page 32]
  1888.  
  1889.  
  1890.  
  1891.  
  1892. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1893.  
  1894.  
  1895.             DISCUSSION:
  1896.                  Some Internet protocol experts have maintained that
  1897.                  when a host sends an identical copy of an earlier
  1898.                  datagram, the new copy should contain the same
  1899.                  Identification value as the original.  There are two
  1900.                  suggested advantages:  (1) if the datagrams are
  1901.                  fragmented and some of the fragments are lost, the
  1902.                  receiver may be able to reconstruct a complete datagram
  1903.                  from fragments of the original and the copies; (2) a
  1904.                  congested gateway might use the IP Identification field
  1905.                  (and Fragment Offset) to discard duplicate datagrams
  1906.                  from the queue.
  1907.  
  1908.                  However, the observed patterns of datagram loss in the
  1909.                  Internet do not favor the probability of retransmitted
  1910.                  fragments filling reassembly gaps, while other
  1911.                  mechanisms (e.g., TCP repacketizing upon
  1912.                  retransmission) tend to prevent retransmission of an
  1913.                  identical datagram [IP:9].  Therefore, we believe that
  1914.                  retransmitting the same Identification field is not
  1915.                  useful.  Also, a connectionless transport protocol like
  1916.                  UDP would require the cooperation of the application
  1917.                  programs to retain the same Identification value in
  1918.                  identical datagrams.
  1919.  
  1920.          3.2.1.6  Type-of-Service: RFC-791 Section 3.2
  1921.  
  1922.             The "Type-of-Service" byte in the IP header is divided into
  1923.             two sections:  the Precedence field (high-order 3 bits), and
  1924.             a field that is customarily called "Type-of-Service" or
  1925.             "TOS" (low-order 5 bits).  In this document, all references
  1926.             to "TOS" or the "TOS field" refer to the low-order 5 bits
  1927.             only.
  1928.  
  1929.             The Precedence field is intended for Department of Defense
  1930.             applications of the Internet protocols.  The use of non-zero
  1931.             values in this field is outside the scope of this document
  1932.             and the IP standard specification.  Vendors should consult
  1933.             the Defense Communication Agency (DCA) for guidance on the
  1934.             IP Precedence field and its implications for other protocol
  1935.             layers.  However, vendors should note that the use of
  1936.             precedence will most likely require that its value be passed
  1937.             between protocol layers in just the same way as the TOS
  1938.             field is passed.
  1939.  
  1940.             The IP layer MUST provide a means for the transport layer to
  1941.             set the TOS field of every datagram that is sent; the
  1942.             default is all zero bits.  The IP layer SHOULD pass received
  1943.  
  1944.  
  1945.  
  1946. Internet Engineering Task Force                                [Page 33]
  1947.  
  1948.  
  1949.  
  1950.  
  1951. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  1952.  
  1953.  
  1954.             TOS values up to the transport layer.
  1955.  
  1956.             The particular link-layer mappings of TOS contained in RFC-
  1957.             795 SHOULD NOT be implemented.
  1958.  
  1959.             DISCUSSION:
  1960.                  While the TOS field has been little used in the past,
  1961.                  it is expected to play an increasing role in the near
  1962.                  future.  The TOS field is expected to be used to
  1963.                  control two aspects of gateway operations: routing and
  1964.                  queueing algorithms.  See Section 2 of [INTRO:1] for
  1965.                  the requirements on application programs to specify TOS
  1966.                  values.
  1967.  
  1968.                  The TOS field may also be mapped into link-layer
  1969.                  service selectors.  This has been applied to provide
  1970.                  effective sharing of serial lines by different classes
  1971.                  of TCP traffic, for example.  However, the mappings
  1972.                  suggested in RFC-795 for networks that were included in
  1973.                  the Internet as of 1981 are now obsolete.
  1974.  
  1975.          3.2.1.7  Time-to-Live: RFC-791 Section 3.2
  1976.  
  1977.             A host MUST NOT send a datagram with a Time-to-Live (TTL)
  1978.             value of zero.
  1979.  
  1980.             A host MUST NOT discard a datagram just because it was
  1981.             received with TTL less than 2.
  1982.  
  1983.             The IP layer MUST provide a means for the transport layer to
  1984.             set the TTL field of every datagram that is sent.  When a
  1985.             fixed TTL value is used, it MUST be configurable.  The
  1986.             current suggested value will be published in the "Assigned
  1987.             Numbers" RFC.
  1988.  
  1989.             DISCUSSION:
  1990.                  The TTL field has two functions: limit the lifetime of
  1991.                  TCP segments (see RFC-793 [TCP:1], p. 28), and
  1992.                  terminate Internet routing loops.  Although TTL is a
  1993.                  time in seconds, it also has some attributes of a hop-
  1994.                  count, since each gateway is required to reduce the TTL
  1995.                  field by at least one.
  1996.  
  1997.                  The intent is that TTL expiration will cause a datagram
  1998.                  to be discarded by a gateway but not by the destination
  1999.                  host; however, hosts that act as gateways by forwarding
  2000.                  datagrams must follow the gateway rules for TTL.
  2001.  
  2002.  
  2003.  
  2004.  
  2005. Internet Engineering Task Force                                [Page 34]
  2006.  
  2007.  
  2008.  
  2009.  
  2010. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2011.  
  2012.  
  2013.                  A higher-layer protocol may want to set the TTL in
  2014.                  order to implement an "expanding scope" search for some
  2015.                  Internet resource.  This is used by some diagnostic
  2016.                  tools, and is expected to be useful for locating the
  2017.                  "nearest" server of a given class using IP
  2018.                  multicasting, for example.  A particular transport
  2019.                  protocol may also want to specify its own TTL bound on
  2020.                  maximum datagram lifetime.
  2021.  
  2022.                  A fixed value must be at least big enough for the
  2023.                  Internet "diameter," i.e., the longest possible path.
  2024.                  A reasonable value is about twice the diameter, to
  2025.                  allow for continued Internet growth.
  2026.  
  2027.          3.2.1.8  Options: RFC-791 Section 3.2
  2028.  
  2029.             There MUST be a means for the transport layer to specify IP
  2030.             options to be included in transmitted IP datagrams (see
  2031.             Section 3.4).
  2032.  
  2033.             All IP options (except NOP or END-OF-LIST) received in
  2034.             datagrams MUST be passed to the transport layer (or to ICMP
  2035.             processing when the datagram is an ICMP message).  The IP
  2036.             and transport layer MUST each interpret those IP options
  2037.             that they understand and silently ignore the others.
  2038.  
  2039.             Later sections of this document discuss specific IP option
  2040.             support required by each of ICMP, TCP, and UDP.
  2041.  
  2042.             DISCUSSION:
  2043.                  Passing all received IP options to the transport layer
  2044.                  is a deliberate "violation of strict layering" that is
  2045.                  designed to ease the introduction of new transport-
  2046.                  relevant IP options in the future.  Each layer must
  2047.                  pick out any options that are relevant to its own
  2048.                  processing and ignore the rest.  For this purpose,
  2049.                  every IP option except NOP and END-OF-LIST will include
  2050.                  a specification of its own length.
  2051.  
  2052.                  This document does not define the order in which a
  2053.                  receiver must process multiple options in the same IP
  2054.                  header.  Hosts sending multiple options must be aware
  2055.                  that this introduces an ambiguity in the meaning of
  2056.                  certain options when combined with a source-route
  2057.                  option.
  2058.  
  2059.             IMPLEMENTATION:
  2060.                  The IP layer must not crash as the result of an option
  2061.  
  2062.  
  2063.  
  2064. Internet Engineering Task Force                                [Page 35]
  2065.  
  2066.  
  2067.  
  2068.  
  2069. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2070.  
  2071.  
  2072.                  length that is outside the possible range.  For
  2073.                  example, erroneous option lengths have been observed to
  2074.                  put some IP implementations into infinite loops.
  2075.  
  2076.             Here are the requirements for specific IP options:
  2077.  
  2078.  
  2079.             (a)  Security Option
  2080.  
  2081.                  Some environments require the Security option in every
  2082.                  datagram; such a requirement is outside the scope of
  2083.                  this document and the IP standard specification.  Note,
  2084.                  however, that the security options described in RFC-791
  2085.                  and RFC-1038 are obsolete.  For DoD applications,
  2086.                  vendors should consult [IP:8] for guidance.
  2087.  
  2088.  
  2089.             (b)  Stream Identifier Option
  2090.  
  2091.                  This option is obsolete; it SHOULD NOT be sent, and it
  2092.                  MUST be silently ignored if received.
  2093.  
  2094.  
  2095.             (c)  Source Route Options
  2096.  
  2097.                  A host MUST support originating a source route and MUST
  2098.                  be able to act as the final destination of a source
  2099.                  route.
  2100.  
  2101.                  If host receives a datagram containing a completed
  2102.                  source route (i.e., the pointer points beyond the last
  2103.                  field), the datagram has reached its final destination;
  2104.                  the option as received (the recorded route) MUST be
  2105.                  passed up to the transport layer (or to ICMP message
  2106.                  processing).  This recorded route will be reversed and
  2107.                  used to form a return source route for reply datagrams
  2108.                  (see discussion of IP Options in Section 4).  When a
  2109.                  return source route is built, it MUST be correctly
  2110.                  formed even if the recorded route included the source
  2111.                  host (see case (B) in the discussion below).
  2112.  
  2113.                  An IP header containing more than one Source Route
  2114.                  option MUST NOT be sent; the effect on routing of
  2115.                  multiple Source Route options is implementation-
  2116.                  specific.
  2117.  
  2118.                  Section 3.3.5 presents the rules for a host acting as
  2119.                  an intermediate hop in a source route, i.e., forwarding
  2120.  
  2121.  
  2122.  
  2123. Internet Engineering Task Force                                [Page 36]
  2124.  
  2125.  
  2126.  
  2127.  
  2128. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2129.  
  2130.  
  2131.                  a source-routed datagram.
  2132.  
  2133.                  DISCUSSION:
  2134.                       If a source-routed datagram is fragmented, each
  2135.                       fragment will contain a copy of the source route.
  2136.                       Since the processing of IP options (including a
  2137.                       source route) must precede reassembly, the
  2138.                       original datagram will not be reassembled until
  2139.                       the final destination is reached.
  2140.  
  2141.                       Suppose a source routed datagram is to be routed
  2142.                       from host S to host D via gateways G1, G2, ... Gn.
  2143.                       There was an ambiguity in the specification over
  2144.                       whether the source route option in a datagram sent
  2145.                       out by S should be (A) or (B):
  2146.  
  2147.                           (A):  {>>G2, G3, ... Gn, D}     <--- CORRECT
  2148.  
  2149.                           (B):  {S, >>G2, G3, ... Gn, D}  <---- WRONG
  2150.  
  2151.                       (where >> represents the pointer).  If (A) is
  2152.                       sent, the datagram received at D will contain the
  2153.                       option: {G1, G2, ... Gn >>}, with S and D as the
  2154.                       IP source and destination addresses.  If (B) were
  2155.                       sent, the datagram received at D would again
  2156.                       contain S and D as the same IP source and
  2157.                       destination addresses, but the option would be:
  2158.                       {S, G1, ...Gn >>}; i.e., the originating host
  2159.                       would be the first hop in the route.
  2160.  
  2161.  
  2162.             (d)  Record Route Option
  2163.  
  2164.                  Implementation of originating and processing the Record
  2165.                  Route option is OPTIONAL.
  2166.  
  2167.  
  2168.             (e)  Timestamp Option
  2169.  
  2170.                  Implementation of originating and processing the
  2171.                  Timestamp option is OPTIONAL.  If it is implemented,
  2172.                  the following rules apply:
  2173.  
  2174.                  o    The originating host MUST record a timestamp in a
  2175.                       Timestamp option whose Internet address fields are
  2176.                       not pre-specified or whose first pre-specified
  2177.                       address is the host's interface address.
  2178.  
  2179.  
  2180.  
  2181.  
  2182. Internet Engineering Task Force                                [Page 37]
  2183.  
  2184.  
  2185.  
  2186.  
  2187. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2188.  
  2189.  
  2190.                  o    The destination host MUST (if possible) add the
  2191.                       current timestamp to a Timestamp option before
  2192.                       passing the option to the transport layer or to
  2193.                       ICMP for processing.
  2194.  
  2195.                  o    A timestamp value MUST follow the rules given in
  2196.                       Section 3.2.2.8 for the ICMP Timestamp message.
  2197.  
  2198.  
  2199.       3.2.2 Internet Control Message Protocol -- ICMP
  2200.  
  2201.          ICMP messages are grouped into two classes.
  2202.  
  2203.          *
  2204.               ICMP error messages:
  2205.  
  2206.                Destination Unreachable   (see Section 3.2.2.1)
  2207.                Redirect                  (see Section 3.2.2.2)
  2208.                Source Quench             (see Section 3.2.2.3)
  2209.                Time Exceeded             (see Section 3.2.2.4)
  2210.                Parameter Problem         (see Section 3.2.2.5)
  2211.  
  2212.  
  2213.          *
  2214.               ICMP query messages:
  2215.  
  2216.                 Echo                     (see Section 3.2.2.6)
  2217.                 Information              (see Section 3.2.2.7)
  2218.                 Timestamp                (see Section 3.2.2.8)
  2219.                 Address Mask             (see Section 3.2.2.9)
  2220.  
  2221.  
  2222.          If an ICMP message of unknown type is received, it MUST be
  2223.          silently discarded.
  2224.  
  2225.          Every ICMP error message includes the Internet header and at
  2226.          least the first 8 data octets of the datagram that triggered
  2227.          the error; more than 8 octets MAY be sent; this header and data
  2228.          MUST be unchanged from the received datagram.
  2229.  
  2230.          In those cases where the Internet layer is required to pass an
  2231.          ICMP error message to the transport layer, the IP protocol
  2232.          number MUST be extracted from the original header and used to
  2233.          select the appropriate transport protocol entity to handle the
  2234.          error.
  2235.  
  2236.          An ICMP error message SHOULD be sent with normal (i.e., zero)
  2237.          TOS bits.
  2238.  
  2239.  
  2240.  
  2241. Internet Engineering Task Force                                [Page 38]
  2242.  
  2243.  
  2244.  
  2245.  
  2246. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2247.  
  2248.  
  2249.          An ICMP error message MUST NOT be sent as the result of
  2250.          receiving:
  2251.  
  2252.          *    an ICMP error message, or
  2253.  
  2254.          *    a datagram destined to an IP broadcast or IP multicast
  2255.               address, or
  2256.  
  2257.          *    a datagram sent as a link-layer broadcast, or
  2258.  
  2259.          *    a non-initial fragment, or
  2260.  
  2261.          *    a datagram whose source address does not define a single
  2262.               host -- e.g., a zero address, a loopback address, a
  2263.               broadcast address, a multicast address, or a Class E
  2264.               address.
  2265.  
  2266.          NOTE: THESE RESTRICTIONS TAKE PRECEDENCE OVER ANY REQUIREMENT
  2267.          ELSEWHERE IN THIS DOCUMENT FOR SENDING ICMP ERROR MESSAGES.
  2268.  
  2269.          DISCUSSION:
  2270.               These rules will prevent the "broadcast storms" that have
  2271.               resulted from hosts returning ICMP error messages in
  2272.               response to broadcast datagrams.  For example, a broadcast
  2273.               UDP segment to a non-existent port could trigger a flood
  2274.               of ICMP Destination Unreachable datagrams from all
  2275.               machines that do not have a client for that destination
  2276.               port.  On a large Ethernet, the resulting collisions can
  2277.               render the network useless for a second or more.
  2278.  
  2279.               Every datagram that is broadcast on the connected network
  2280.               should have a valid IP broadcast address as its IP
  2281.               destination (see Section 3.3.6).  However, some hosts
  2282.               violate this rule.  To be certain to detect broadcast
  2283.               datagrams, therefore, hosts are required to check for a
  2284.               link-layer broadcast as well as an IP-layer broadcast
  2285.               address.
  2286.  
  2287.          IMPLEMENTATION:
  2288.               This requires that the link layer inform the IP layer when
  2289.               a link-layer broadcast datagram has been received; see
  2290.               Section 2.4.
  2291.  
  2292.          3.2.2.1  Destination Unreachable: RFC-792
  2293.  
  2294.             The following additional codes are hereby defined:
  2295.  
  2296.                     6 = destination network unknown
  2297.  
  2298.  
  2299.  
  2300. Internet Engineering Task Force                                [Page 39]
  2301.  
  2302.  
  2303.  
  2304.  
  2305. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2306.  
  2307.  
  2308.                     7 = destination host unknown
  2309.  
  2310.                     8 = source host isolated
  2311.  
  2312.                     9 = communication with destination network
  2313.                             administratively prohibited
  2314.  
  2315.                    10 = communication with destination host
  2316.                             administratively prohibited
  2317.  
  2318.                    11 = network unreachable for type of service
  2319.  
  2320.                    12 = host unreachable for type of service
  2321.  
  2322.             A host SHOULD generate Destination Unreachable messages with
  2323.             code:
  2324.  
  2325.             2    (Protocol Unreachable), when the designated transport
  2326.                  protocol is not supported; or
  2327.  
  2328.             3    (Port Unreachable), when the designated transport
  2329.                  protocol (e.g., UDP) is unable to demultiplex the
  2330.                  datagram but has no protocol mechanism to inform the
  2331.                  sender.
  2332.  
  2333.             A Destination Unreachable message that is received MUST be
  2334.             reported to the transport layer.  The transport layer SHOULD
  2335.             use the information appropriately; for example, see Sections
  2336.             4.1.3.3, 4.2.3.9, and 4.2.4 below.  A transport protocol
  2337.             that has its own mechanism for notifying the sender that a
  2338.             port is unreachable (e.g., TCP, which sends RST segments)
  2339.             MUST nevertheless accept an ICMP Port Unreachable for the
  2340.             same purpose.
  2341.  
  2342.             A Destination Unreachable message that is received with code
  2343.             0 (Net), 1 (Host), or 5 (Bad Source Route) may result from a
  2344.             routing transient and MUST therefore be interpreted as only
  2345.             a hint, not proof, that the specified destination is
  2346.             unreachable [IP:11].  For example, it MUST NOT be used as
  2347.             proof of a dead gateway (see Section 3.3.1).
  2348.  
  2349.          3.2.2.2  Redirect: RFC-792
  2350.  
  2351.             A host SHOULD NOT send an ICMP Redirect message; Redirects
  2352.             are to be sent only by gateways.
  2353.  
  2354.             A host receiving a Redirect message MUST update its routing
  2355.             information accordingly.  Every host MUST be prepared to
  2356.  
  2357.  
  2358.  
  2359. Internet Engineering Task Force                                [Page 40]
  2360.  
  2361.  
  2362.  
  2363.  
  2364. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2365.  
  2366.  
  2367.             accept both Host and Network Redirects and to process them
  2368.             as described in Section 3.3.1.2 below.
  2369.  
  2370.             A Redirect message SHOULD be silently discarded if the new
  2371.             gateway address it specifies is not on the same connected
  2372.             (sub-) net through which the Redirect arrived [INTRO:2,
  2373.             Appendix A], or if the source of the Redirect is not the
  2374.             current first-hop gateway for the specified destination (see
  2375.             Section 3.3.1).
  2376.  
  2377.          3.2.2.3  Source Quench: RFC-792
  2378.  
  2379.             A host MAY send a Source Quench message if it is
  2380.             approaching, or has reached, the point at which it is forced
  2381.             to discard incoming datagrams due to a shortage of
  2382.             reassembly buffers or other resources.  See Section 2.2.3 of
  2383.             [INTRO:2] for suggestions on when to send Source Quench.
  2384.  
  2385.             If a Source Quench message is received, the IP layer MUST
  2386.             report it to the transport layer (or ICMP processing). In
  2387.             general, the transport or application layer SHOULD implement
  2388.             a mechanism to respond to Source Quench for any protocol
  2389.             that can send a sequence of datagrams to the same
  2390.             destination and which can reasonably be expected to maintain
  2391.             enough state information to make this feasible.  See Section
  2392.             4 for the handling of Source Quench by TCP and UDP.
  2393.  
  2394.             DISCUSSION:
  2395.                  A Source Quench may be generated by the target host or
  2396.                  by some gateway in the path of a datagram.  The host
  2397.                  receiving a Source Quench should throttle itself back
  2398.                  for a period of time, then gradually increase the
  2399.                  transmission rate again.  The mechanism to respond to
  2400.                  Source Quench may be in the transport layer (for
  2401.                  connection-oriented protocols like TCP) or in the
  2402.                  application layer (for protocols that are built on top
  2403.                  of UDP).
  2404.  
  2405.                  A mechanism has been proposed [IP:14] to make the IP
  2406.                  layer respond directly to Source Quench by controlling
  2407.                  the rate at which datagrams are sent, however, this
  2408.                  proposal is currently experimental and not currently
  2409.                  recommended.
  2410.  
  2411.          3.2.2.4  Time Exceeded: RFC-792
  2412.  
  2413.             An incoming Time Exceeded message MUST be passed to the
  2414.             transport layer.
  2415.  
  2416.  
  2417.  
  2418. Internet Engineering Task Force                                [Page 41]
  2419.  
  2420.  
  2421.  
  2422.  
  2423. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2424.  
  2425.  
  2426.             DISCUSSION:
  2427.                  A gateway will send a Time Exceeded Code 0 (In Transit)
  2428.                  message when it discards a datagram due to an expired
  2429.                  TTL field.  This indicates either a gateway routing
  2430.                  loop or too small an initial TTL value.
  2431.  
  2432.                  A host may receive a Time Exceeded Code 1 (Reassembly
  2433.                  Timeout) message from a destination host that has timed
  2434.                  out and discarded an incomplete datagram; see Section
  2435.                  3.3.2 below.  In the future, receipt of this message
  2436.                  might be part of some "MTU discovery" procedure, to
  2437.                  discover the maximum datagram size that can be sent on
  2438.                  the path without fragmentation.
  2439.  
  2440.          3.2.2.5  Parameter Problem: RFC-792
  2441.  
  2442.             A host SHOULD generate Parameter Problem messages.  An
  2443.             incoming Parameter Problem message MUST be passed to the
  2444.             transport layer, and it MAY be reported to the user.
  2445.  
  2446.             DISCUSSION:
  2447.                  The ICMP Parameter Problem message is sent to the
  2448.                  source host for any problem not specifically covered by
  2449.                  another ICMP message.  Receipt of a Parameter Problem
  2450.                  message generally indicates some local or remote
  2451.                  implementation error.
  2452.  
  2453.             A new variant on the Parameter Problem message is hereby
  2454.             defined:
  2455.               Code 1 = required option is missing.
  2456.  
  2457.             DISCUSSION:
  2458.                  This variant is currently in use in the military
  2459.                  community for a missing security option.
  2460.  
  2461.          3.2.2.6  Echo Request/Reply: RFC-792
  2462.  
  2463.             Every host MUST implement an ICMP Echo server function that
  2464.             receives Echo Requests and sends corresponding Echo Replies.
  2465.             A host SHOULD also implement an application-layer interface
  2466.             for sending an Echo Request and receiving an Echo Reply, for
  2467.             diagnostic purposes.
  2468.  
  2469.             An ICMP Echo Request destined to an IP broadcast or IP
  2470.             multicast address MAY be silently discarded.
  2471.  
  2472.  
  2473.  
  2474.  
  2475.  
  2476.  
  2477. Internet Engineering Task Force                                [Page 42]
  2478.  
  2479.  
  2480.  
  2481.  
  2482. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2483.  
  2484.  
  2485.             DISCUSSION:
  2486.                  This neutral provision results from a passionate debate
  2487.                  between those who feel that ICMP Echo to a broadcast
  2488.                  address provides a valuable diagnostic capability and
  2489.                  those who feel that misuse of this feature can too
  2490.                  easily create packet storms.
  2491.  
  2492.             The IP source address in an ICMP Echo Reply MUST be the same
  2493.             as the specific-destination address (defined in Section
  2494.             3.2.1.3) of the corresponding ICMP Echo Request message.
  2495.  
  2496.             Data received in an ICMP Echo Request MUST be entirely
  2497.             included in the resulting Echo Reply.  However, if sending
  2498.             the Echo Reply requires intentional fragmentation that is
  2499.             not implemented, the datagram MUST be truncated to maximum
  2500.             transmission size (see Section 3.3.3) and sent.
  2501.  
  2502.             Echo Reply messages MUST be passed to the ICMP user
  2503.             interface, unless the corresponding Echo Request originated
  2504.             in the IP layer.
  2505.  
  2506.             If a Record Route and/or Time Stamp option is received in an
  2507.             ICMP Echo Request, this option (these options) SHOULD be
  2508.             updated to include the current host and included in the IP
  2509.             header of the Echo Reply message, without "truncation".
  2510.             Thus, the recorded route will be for the entire round trip.
  2511.  
  2512.             If a Source Route option is received in an ICMP Echo
  2513.             Request, the return route MUST be reversed and used as a
  2514.             Source Route option for the Echo Reply message.
  2515.  
  2516.          3.2.2.7  Information Request/Reply: RFC-792
  2517.  
  2518.             A host SHOULD NOT implement these messages.
  2519.  
  2520.             DISCUSSION:
  2521.                  The Information Request/Reply pair was intended to
  2522.                  support self-configuring systems such as diskless
  2523.                  workstations, to allow them to discover their IP
  2524.                  network numbers at boot time.  However, the RARP and
  2525.                  BOOTP protocols provide better mechanisms for a host to
  2526.                  discover its own IP address.
  2527.  
  2528.          3.2.2.8  Timestamp and Timestamp Reply: RFC-792
  2529.  
  2530.             A host MAY implement Timestamp and Timestamp Reply.  If they
  2531.             are implemented, the following rules MUST be followed.
  2532.  
  2533.  
  2534.  
  2535.  
  2536. Internet Engineering Task Force                                [Page 43]
  2537.  
  2538.  
  2539.  
  2540.  
  2541. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2542.  
  2543.  
  2544.             o    The ICMP Timestamp server function returns a Timestamp
  2545.                  Reply to every Timestamp message that is received.  If
  2546.                  this function is implemented, it SHOULD be designed for
  2547.                  minimum variability in delay (e.g., implemented in the
  2548.                  kernel to avoid delay in scheduling a user process).
  2549.  
  2550.             The following cases for Timestamp are to be handled
  2551.             according to the corresponding rules for ICMP Echo:
  2552.  
  2553.             o    An ICMP Timestamp Request message to an IP broadcast or
  2554.                  IP multicast address MAY be silently discarded.
  2555.  
  2556.             o    The IP source address in an ICMP Timestamp Reply MUST
  2557.                  be the same as the specific-destination address of the
  2558.                  corresponding Timestamp Request message.
  2559.  
  2560.             o    If a Source-route option is received in an ICMP Echo
  2561.                  Request, the return route MUST be reversed and used as
  2562.                  a Source Route option for the Timestamp Reply message.
  2563.  
  2564.             o    If a Record Route and/or Timestamp option is received
  2565.                  in a Timestamp Request, this (these) option(s) SHOULD
  2566.                  be updated to include the current host and included in
  2567.                  the IP header of the Timestamp Reply message.
  2568.  
  2569.             o    Incoming Timestamp Reply messages MUST be passed up to
  2570.                  the ICMP user interface.
  2571.  
  2572.             The preferred form for a timestamp value (the "standard
  2573.             value") is in units of milliseconds since midnight Universal
  2574.             Time.  However, it may be difficult to provide this value
  2575.             with millisecond resolution.  For example, many systems use
  2576.             clocks that update only at line frequency, 50 or 60 times
  2577.             per second.  Therefore, some latitude is allowed in a
  2578.             "standard value":
  2579.  
  2580.             (a)  A "standard value" MUST be updated at least 15 times
  2581.                  per second (i.e., at most the six low-order bits of the
  2582.                  value may be undefined).
  2583.  
  2584.             (b)  The accuracy of a "standard value" MUST approximate
  2585.                  that of operator-set CPU clocks, i.e., correct within a
  2586.                  few minutes.
  2587.  
  2588.  
  2589.  
  2590.  
  2591.  
  2592.  
  2593.  
  2594.  
  2595. Internet Engineering Task Force                                [Page 44]
  2596.  
  2597.  
  2598.  
  2599.  
  2600. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2601.  
  2602.  
  2603.          3.2.2.9  Address Mask Request/Reply: RFC-950
  2604.  
  2605.             A host MUST support the first, and MAY implement all three,
  2606.             of the following methods for determining the address mask(s)
  2607.             corresponding to its IP address(es):
  2608.  
  2609.             (1)  static configuration information;
  2610.  
  2611.             (2)  obtaining the address mask(s) dynamically as a side-
  2612.                  effect of the system initialization process (see
  2613.                  [INTRO:1]); and
  2614.  
  2615.             (3)  sending ICMP Address Mask Request(s) and receiving ICMP
  2616.                  Address Mask Reply(s).
  2617.  
  2618.             The choice of method to be used in a particular host MUST be
  2619.             configurable.
  2620.  
  2621.             When method (3), the use of Address Mask messages, is
  2622.             enabled, then:
  2623.  
  2624.             (a)  When it initializes, the host MUST broadcast an Address
  2625.                  Mask Request message on the connected network
  2626.                  corresponding to the IP address.  It MUST retransmit
  2627.                  this message a small number of times if it does not
  2628.                  receive an immediate Address Mask Reply.
  2629.  
  2630.             (b)  Until it has received an Address Mask Reply, the host
  2631.                  SHOULD assume a mask appropriate for the address class
  2632.                  of the IP address, i.e., assume that the connected
  2633.                  network is not subnetted.
  2634.  
  2635.             (c)  The first Address Mask Reply message received MUST be
  2636.                  used to set the address mask corresponding to the
  2637.                  particular local IP address.  This is true even if the
  2638.                  first Address Mask Reply message is "unsolicited", in
  2639.                  which case it will have been broadcast and may arrive
  2640.                  after the host has ceased to retransmit Address Mask
  2641.                  Requests.  Once the mask has been set by an Address
  2642.                  Mask Reply, later Address Mask Reply messages MUST be
  2643.                  (silently) ignored.
  2644.  
  2645.             Conversely, if Address Mask messages are disabled, then no
  2646.             ICMP Address Mask Requests will be sent, and any ICMP
  2647.             Address Mask Replies received for that local IP address MUST
  2648.             be (silently) ignored.
  2649.  
  2650.             A host SHOULD make some reasonableness check on any address
  2651.  
  2652.  
  2653.  
  2654. Internet Engineering Task Force                                [Page 45]
  2655.  
  2656.  
  2657.  
  2658.  
  2659. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2660.  
  2661.  
  2662.             mask it installs; see IMPLEMENTATION section below.
  2663.  
  2664.             A system MUST NOT send an Address Mask Reply unless it is an
  2665.             authoritative agent for address masks.  An authoritative
  2666.             agent may be a host or a gateway, but it MUST be explicitly
  2667.             configured as a address mask agent.  Receiving an address
  2668.             mask via an Address Mask Reply does not give the receiver
  2669.             authority and MUST NOT be used as the basis for issuing
  2670.             Address Mask Replies.
  2671.  
  2672.             With a statically configured address mask, there SHOULD be
  2673.             an additional configuration flag that determines whether the
  2674.             host is to act as an authoritative agent for this mask,
  2675.             i.e., whether it will answer Address Mask Request messages
  2676.             using this mask.
  2677.  
  2678.             If it is configured as an agent, the host MUST broadcast an
  2679.             Address Mask Reply for the mask on the appropriate interface
  2680.             when it initializes.
  2681.  
  2682.             See "System Initialization" in [INTRO:1] for more
  2683.             information about the use of Address Mask Request/Reply
  2684.             messages.
  2685.  
  2686.             DISCUSSION
  2687.                  Hosts that casually send Address Mask Replies with
  2688.                  invalid address masks have often been a serious
  2689.                  nuisance.  To prevent this, Address Mask Replies ought
  2690.                  to be sent only by authoritative agents that have been
  2691.                  selected by explicit administrative action.
  2692.  
  2693.                  When an authoritative agent receives an Address Mask
  2694.                  Request message, it will send a unicast Address Mask
  2695.                  Reply to the source IP address.  If the network part of
  2696.                  this address is zero (see (a) and (b) in 3.2.1.3), the
  2697.                  Reply will be broadcast.
  2698.  
  2699.                  Getting no reply to its Address Mask Request messages,
  2700.                  a host will assume there is no agent and use an
  2701.                  unsubnetted mask, but the agent may be only temporarily
  2702.                  unreachable.  An agent will broadcast an unsolicited
  2703.                  Address Mask Reply whenever it initializes, in order to
  2704.                  update the masks of all hosts that have initialized in
  2705.                  the meantime.
  2706.  
  2707.             IMPLEMENTATION:
  2708.                  The following reasonableness check on an address mask
  2709.                  is suggested: the mask is not all 1 bits, and it is
  2710.  
  2711.  
  2712.  
  2713. Internet Engineering Task Force                                [Page 46]
  2714.  
  2715.  
  2716.  
  2717.  
  2718. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2719.  
  2720.  
  2721.                  either zero or else the 8 highest-order bits are on.
  2722.  
  2723.       3.2.3  Internet Group Management Protocol IGMP
  2724.  
  2725.          IGMP [IP:4] is a protocol used between hosts and gateways on a
  2726.          single network to establish hosts' membership in particular
  2727.          multicast groups.  The gateways use this information, in
  2728.          conjunction with a multicast routing protocol, to support IP
  2729.          multicasting across the Internet.
  2730.  
  2731.          At this time, implementation of IGMP is OPTIONAL; see Section
  2732.          3.3.7 for more information.  Without IGMP, a host can still
  2733.          participate in multicasting local to its connected networks.
  2734.  
  2735.    3.3  SPECIFIC ISSUES
  2736.  
  2737.       3.3.1  Routing Outbound Datagrams
  2738.  
  2739.          The IP layer chooses the correct next hop for each datagram it
  2740.          sends.  If the destination is on a connected network, the
  2741.          datagram is sent directly to the destination host; otherwise,
  2742.          it has to be routed to a gateway on a connected network.
  2743.  
  2744.          3.3.1.1  Local/Remote Decision
  2745.  
  2746.             To decide if the destination is on a connected network, the
  2747.             following algorithm MUST be used [see IP:3]:
  2748.  
  2749.             (a)  The address mask (particular to a local IP address for
  2750.                  a multihomed host) is a 32-bit mask that selects the
  2751.                  network number and subnet number fields of the
  2752.                  corresponding IP address.
  2753.  
  2754.             (b)  If the IP destination address bits extracted by the
  2755.                  address mask match the IP source address bits extracted
  2756.                  by the same mask, then the destination is on the
  2757.                  corresponding connected network, and the datagram is to
  2758.                  be transmitted directly to the destination host.
  2759.  
  2760.             (c)  If not, then the destination is accessible only through
  2761.                  a gateway.  Selection of a gateway is described below
  2762.                  (3.3.1.2).
  2763.  
  2764.             A special-case destination address is handled as follows:
  2765.  
  2766.             *    For a limited broadcast or a multicast address, simply
  2767.                  pass the datagram to the link layer for the appropriate
  2768.                  interface.
  2769.  
  2770.  
  2771.  
  2772. Internet Engineering Task Force                                [Page 47]
  2773.  
  2774.  
  2775.  
  2776.  
  2777. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2778.  
  2779.  
  2780.             *    For a (network or subnet) directed broadcast, the
  2781.                  datagram can use the standard routing algorithms.
  2782.  
  2783.             The host IP layer MUST operate correctly in a minimal
  2784.             network environment, and in particular, when there are no
  2785.             gateways.  For example, if the IP layer of a host insists on
  2786.             finding at least one gateway to initialize, the host will be
  2787.             unable to operate on a single isolated broadcast net.
  2788.  
  2789.          3.3.1.2  Gateway Selection
  2790.  
  2791.             To efficiently route a series of datagrams to the same
  2792.             destination, the source host MUST keep a "route cache" of
  2793.             mappings to next-hop gateways.  A host uses the following
  2794.             basic algorithm on this cache to route a datagram; this
  2795.             algorithm is designed to put the primary routing burden on
  2796.             the gateways [IP:11].
  2797.  
  2798.             (a)  If the route cache contains no information for a
  2799.                  particular destination, the host chooses a "default"
  2800.                  gateway and sends the datagram to it.  It also builds a
  2801.                  corresponding Route Cache entry.
  2802.  
  2803.             (b)  If that gateway is not the best next hop to the
  2804.                  destination, the gateway will forward the datagram to
  2805.                  the best next-hop gateway and return an ICMP Redirect
  2806.                  message to the source host.
  2807.  
  2808.             (c)  When it receives a Redirect, the host updates the
  2809.                  next-hop gateway in the appropriate route cache entry,
  2810.                  so later datagrams to the same destination will go
  2811.                  directly to the best gateway.
  2812.  
  2813.             Since the subnet mask appropriate to the destination address
  2814.             is generally not known, a Network Redirect message SHOULD be
  2815.             treated identically to a Host Redirect message; i.e., the
  2816.             cache entry for the destination host (only) would be updated
  2817.             (or created, if an entry for that host did not exist) for
  2818.             the new gateway.
  2819.  
  2820.             DISCUSSION:
  2821.                  This recommendation is to protect against gateways that
  2822.                  erroneously send Network Redirects for a subnetted
  2823.                  network, in violation of the gateway requirements
  2824.                  [INTRO:2].
  2825.  
  2826.             When there is no route cache entry for the destination host
  2827.             address (and the destination is not on the connected
  2828.  
  2829.  
  2830.  
  2831. Internet Engineering Task Force                                [Page 48]
  2832.  
  2833.  
  2834.  
  2835.  
  2836. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2837.  
  2838.  
  2839.             network), the IP layer MUST pick a gateway from its list of
  2840.             "default" gateways.  The IP layer MUST support multiple
  2841.             default gateways.
  2842.  
  2843.             As an extra feature, a host IP layer MAY implement a table
  2844.             of "static routes".  Each such static route MAY include a
  2845.             flag specifying whether it may be overridden by ICMP
  2846.             Redirects.
  2847.  
  2848.             DISCUSSION:
  2849.                  A host generally needs to know at least one default
  2850.                  gateway to get started.  This information can be
  2851.                  obtained from a configuration file or else from the
  2852.                  host startup sequence, e.g., the BOOTP protocol (see
  2853.                  [INTRO:1]).
  2854.  
  2855.                  It has been suggested that a host can augment its list
  2856.                  of default gateways by recording any new gateways it
  2857.                  learns about.  For example, it can record every gateway
  2858.                  to which it is ever redirected.  Such a feature, while
  2859.                  possibly useful in some circumstances, may cause
  2860.                  problems in other cases (e.g., gateways are not all
  2861.                  equal), and it is not recommended.
  2862.  
  2863.                  A static route is typically a particular preset mapping
  2864.                  from destination host or network into a particular
  2865.                  next-hop gateway; it might also depend on the Type-of-
  2866.                  Service (see next section).  Static routes would be set
  2867.                  up by system administrators to override the normal
  2868.                  automatic routing mechanism, to handle exceptional
  2869.                  situations.  However, any static routing information is
  2870.                  a potential source of failure as configurations change
  2871.                  or equipment fails.
  2872.  
  2873.          3.3.1.3  Route Cache
  2874.  
  2875.             Each route cache entry needs to include the following
  2876.             fields:
  2877.  
  2878.             (1)  Local IP address (for a multihomed host)
  2879.  
  2880.             (2)  Destination IP address
  2881.  
  2882.             (3)  Type(s)-of-Service
  2883.  
  2884.             (4)  Next-hop gateway IP address
  2885.  
  2886.             Field (2) MAY be the full IP address of the destination
  2887.  
  2888.  
  2889.  
  2890. Internet Engineering Task Force                                [Page 49]
  2891.  
  2892.  
  2893.  
  2894.  
  2895. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2896.  
  2897.  
  2898.             host, or only the destination network number.  Field (3),
  2899.             the TOS, SHOULD be included.
  2900.  
  2901.             See Section 3.3.4.2 for a discussion of the implications of
  2902.             multihoming for the lookup procedure in this cache.
  2903.  
  2904.             DISCUSSION:
  2905.                  Including the Type-of-Service field in the route cache
  2906.                  and considering it in the host route algorithm will
  2907.                  provide the necessary mechanism for the future when
  2908.                  Type-of-Service routing is commonly used in the
  2909.                  Internet.  See Section 3.2.1.6.
  2910.  
  2911.                  Each route cache entry defines the endpoints of an
  2912.                  Internet path.  Although the connecting path may change
  2913.                  dynamically in an arbitrary way, the transmission
  2914.                  characteristics of the path tend to remain
  2915.                  approximately constant over a time period longer than a
  2916.                  single typical host-host transport connection.
  2917.                  Therefore, a route cache entry is a natural place to
  2918.                  cache data on the properties of the path.  Examples of
  2919.                  such properties might be the maximum unfragmented
  2920.                  datagram size (see Section 3.3.3), or the average
  2921.                  round-trip delay measured by a transport protocol.
  2922.                  This data will generally be both gathered and used by a
  2923.                  higher layer protocol, e.g., by TCP, or by an
  2924.                  application using UDP.  Experiments are currently in
  2925.                  progress on caching path properties in this manner.
  2926.  
  2927.                  There is no consensus on whether the route cache should
  2928.                  be keyed on destination host addresses alone, or allow
  2929.                  both host and network addresses.  Those who favor the
  2930.                  use of only host addresses argue that:
  2931.  
  2932.                  (1)  As required in Section 3.3.1.2, Redirect messages
  2933.                       will generally result in entries keyed on
  2934.                       destination host addresses; the simplest and most
  2935.                       general scheme would be to use host addresses
  2936.                       always.
  2937.  
  2938.                  (2)  The IP layer may not always know the address mask
  2939.                       for a network address in a complex subnetted
  2940.                       environment.
  2941.  
  2942.                  (3)  The use of only host addresses allows the
  2943.                       destination address to be used as a pure 32-bit
  2944.                       number, which may allow the Internet architecture
  2945.                       to be more easily extended in the future without
  2946.  
  2947.  
  2948.  
  2949. Internet Engineering Task Force                                [Page 50]
  2950.  
  2951.  
  2952.  
  2953.  
  2954. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  2955.  
  2956.  
  2957.                       any change to the hosts.
  2958.  
  2959.                  The opposing view is that allowing a mixture of
  2960.                  destination hosts and networks in the route cache:
  2961.  
  2962.                  (1)  Saves memory space.
  2963.  
  2964.                  (2)  Leads to a simpler data structure, easily
  2965.                       combining the cache with the tables of default and
  2966.                       static routes (see below).
  2967.  
  2968.                  (3)  Provides a more useful place to cache path
  2969.                       properties, as discussed earlier.
  2970.  
  2971.  
  2972.             IMPLEMENTATION:
  2973.                  The cache needs to be large enough to include entries
  2974.                  for the maximum number of destination hosts that may be
  2975.                  in use at one time.
  2976.  
  2977.                  A route cache entry may also include control
  2978.                  information used to choose an entry for replacement.
  2979.                  This might take the form of a "recently used" bit, a
  2980.                  use count, or a last-used timestamp, for example.  It
  2981.                  is recommended that it include the time of last
  2982.                  modification of the entry, for diagnostic purposes.
  2983.  
  2984.                  An implementation may wish to reduce the overhead of
  2985.                  scanning the route cache for every datagram to be
  2986.                  transmitted.  This may be accomplished with a hash
  2987.                  table to speed the lookup, or by giving a connection-
  2988.                  oriented transport protocol a "hint" or temporary
  2989.                  handle on the appropriate cache entry, to be passed to
  2990.                  the IP layer with each subsequent datagram.
  2991.  
  2992.                  Although we have described the route cache, the lists
  2993.                  of default gateways, and a table of static routes as
  2994.                  conceptually distinct, in practice they may be combined
  2995.                  into a single "routing table" data structure.
  2996.  
  2997.          3.3.1.4  Dead Gateway Detection
  2998.  
  2999.             The IP layer MUST be able to detect the failure of a "next-
  3000.             hop" gateway that is listed in its route cache and to choose
  3001.             an alternate gateway (see Section 3.3.1.5).
  3002.  
  3003.             Dead gateway detection is covered in some detail in RFC-816
  3004.             [IP:11]. Experience to date has not produced a complete
  3005.  
  3006.  
  3007.  
  3008. Internet Engineering Task Force                                [Page 51]
  3009.  
  3010.  
  3011.  
  3012.  
  3013. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3014.  
  3015.  
  3016.             algorithm which is totally satisfactory, though it has
  3017.             identified several forbidden paths and promising techniques.
  3018.  
  3019.             *    A particular gateway SHOULD NOT be used indefinitely in
  3020.                  the absence of positive indications that it is
  3021.                  functioning.
  3022.  
  3023.             *    Active probes such as "pinging" (i.e., using an ICMP
  3024.                  Echo Request/Reply exchange) are expensive and scale
  3025.                  poorly.  In particular, hosts MUST NOT actively check
  3026.                  the status of a first-hop gateway by simply pinging the
  3027.                  gateway continuously.
  3028.  
  3029.             *    Even when it is the only effective way to verify a
  3030.                  gateway's status, pinging MUST be used only when
  3031.                  traffic is being sent to the gateway and when there is
  3032.                  no other positive indication to suggest that the
  3033.                  gateway is functioning.
  3034.  
  3035.             *    To avoid pinging, the layers above and/or below the
  3036.                  Internet layer SHOULD be able to give "advice" on the
  3037.                  status of route cache entries when either positive
  3038.                  (gateway OK) or negative (gateway dead) information is
  3039.                  available.
  3040.  
  3041.  
  3042.             DISCUSSION:
  3043.                  If an implementation does not include an adequate
  3044.                  mechanism for detecting a dead gateway and re-routing,
  3045.                  a gateway failure may cause datagrams to apparently
  3046.                  vanish into a "black hole".  This failure can be
  3047.                  extremely confusing for users and difficult for network
  3048.                  personnel to debug.
  3049.  
  3050.                  The dead-gateway detection mechanism must not cause
  3051.                  unacceptable load on the host, on connected networks,
  3052.                  or on first-hop gateway(s).  The exact constraints on
  3053.                  the timeliness of dead gateway detection and on
  3054.                  acceptable load may vary somewhat depending on the
  3055.                  nature of the host's mission, but a host generally
  3056.                  needs to detect a failed first-hop gateway quickly
  3057.                  enough that transport-layer connections will not break
  3058.                  before an alternate gateway can be selected.
  3059.  
  3060.                  Passing advice from other layers of the protocol stack
  3061.                  complicates the interfaces between the layers, but it
  3062.                  is the preferred approach to dead gateway detection.
  3063.                  Advice can come from almost any part of the IP/TCP
  3064.  
  3065.  
  3066.  
  3067. Internet Engineering Task Force                                [Page 52]
  3068.  
  3069.  
  3070.  
  3071.  
  3072. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3073.  
  3074.  
  3075.                  architecture, but it is expected to come primarily from
  3076.                  the transport and link layers.  Here are some possible
  3077.                  sources for gateway advice:
  3078.  
  3079.                  o    TCP or any connection-oriented transport protocol
  3080.                       should be able to give negative advice, e.g.,
  3081.                       triggered by excessive retransmissions.
  3082.  
  3083.                  o    TCP may give positive advice when (new) data is
  3084.                       acknowledged.  Even though the route may be
  3085.                       asymmetric, an ACK for new data proves that the
  3086.                       acknowleged data must have been transmitted
  3087.                       successfully.
  3088.  
  3089.                  o    An ICMP Redirect message from a particular gateway
  3090.                       should be used as positive advice about that
  3091.                       gateway.
  3092.  
  3093.                  o    Link-layer information that reliably detects and
  3094.                       reports host failures (e.g., ARPANET Destination
  3095.                       Dead messages) should be used as negative advice.
  3096.  
  3097.                  o    Failure to ARP or to re-validate ARP mappings may
  3098.                       be used as negative advice for the corresponding
  3099.                       IP address.
  3100.  
  3101.                  o    Packets arriving from a particular link-layer
  3102.                       address are evidence that the system at this
  3103.                       address is alive.  However, turning this
  3104.                       information into advice about gateways requires
  3105.                       mapping the link-layer address into an IP address,
  3106.                       and then checking that IP address against the
  3107.                       gateways pointed to by the route cache.  This is
  3108.                       probably prohibitively inefficient.
  3109.  
  3110.                  Note that positive advice that is given for every
  3111.                  datagram received may cause unacceptable overhead in
  3112.                  the implementation.
  3113.  
  3114.                  While advice might be passed using required arguments
  3115.                  in all interfaces to the IP layer, some transport and
  3116.                  application layer protocols cannot deduce the correct
  3117.                  advice.  These interfaces must therefore allow a
  3118.                  neutral value for advice, since either always-positive
  3119.                  or always-negative advice leads to incorrect behavior.
  3120.  
  3121.                  There is another technique for dead gateway detection
  3122.                  that has been commonly used but is not recommended.
  3123.  
  3124.  
  3125.  
  3126. Internet Engineering Task Force                                [Page 53]
  3127.  
  3128.  
  3129.  
  3130.  
  3131. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3132.  
  3133.  
  3134.                  This technique depends upon the host passively
  3135.                  receiving ("wiretapping") the Interior Gateway Protocol
  3136.                  (IGP) datagrams that the gateways are broadcasting to
  3137.                  each other.  This approach has the drawback that a host
  3138.                  needs to recognize all the interior gateway protocols
  3139.                  that gateways may use (see [INTRO:2]).  In addition, it
  3140.                  only works on a broadcast network.
  3141.  
  3142.                  At present, pinging (i.e., using ICMP Echo messages) is
  3143.                  the mechanism for gateway probing when absolutely
  3144.                  required.  A successful ping guarantees that the
  3145.                  addressed interface and its associated machine are up,
  3146.                  but it does not guarantee that the machine is a gateway
  3147.                  as opposed to a host.  The normal inference is that if
  3148.                  a Redirect or other evidence indicates that a machine
  3149.                  was a gateway, successful pings will indicate that the
  3150.                  machine is still up and hence still a gateway.
  3151.                  However, since a host silently discards packets that a
  3152.                  gateway would forward or redirect, this assumption
  3153.                  could sometimes fail.  To avoid this problem, a new
  3154.                  ICMP message under development will ask "are you a
  3155.                  gateway?"
  3156.  
  3157.             IMPLEMENTATION:
  3158.                  The following specific algorithm has been suggested:
  3159.  
  3160.                  o    Associate a "reroute timer" with each gateway
  3161.                       pointed to by the route cache.  Initialize the
  3162.                       timer to a value Tr, which must be small enough to
  3163.                       allow detection of a dead gateway before transport
  3164.                       connections time out.
  3165.  
  3166.                  o    Positive advice would reset the reroute timer to
  3167.                       Tr.  Negative advice would reduce or zero the
  3168.                       reroute timer.
  3169.  
  3170.                  o    Whenever the IP layer used a particular gateway to
  3171.                       route a datagram, it would check the corresponding
  3172.                       reroute timer.  If the timer had expired (reached
  3173.                       zero), the IP layer would send a ping to the
  3174.                       gateway, followed immediately by the datagram.
  3175.  
  3176.                  o    The ping (ICMP Echo) would be sent again if
  3177.                       necessary, up to N times.  If no ping reply was
  3178.                       received in N tries, the gateway would be assumed
  3179.                       to have failed, and a new first-hop gateway would
  3180.                       be chosen for all cache entries pointing to the
  3181.                       failed gateway.
  3182.  
  3183.  
  3184.  
  3185. Internet Engineering Task Force                                [Page 54]
  3186.  
  3187.  
  3188.  
  3189.  
  3190. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3191.  
  3192.  
  3193.                  Note that the size of Tr is inversely related to the
  3194.                  amount of advice available.  Tr should be large enough
  3195.                  to insure that:
  3196.  
  3197.                  *    Any pinging will be at a low level (e.g., <10%) of
  3198.                       all packets sent to a gateway from the host, AND
  3199.  
  3200.                  *    pinging is infrequent (e.g., every 3 minutes)
  3201.  
  3202.                  Since the recommended algorithm is concerned with the
  3203.                  gateways pointed to by route cache entries, rather than
  3204.                  the cache entries themselves, a two level data
  3205.                  structure (perhaps coordinated with ARP or similar
  3206.                  caches) may be desirable for implementing a route
  3207.                  cache.
  3208.  
  3209.          3.3.1.5  New Gateway Selection
  3210.  
  3211.             If the failed gateway is not the current default, the IP
  3212.             layer can immediately switch to a default gateway.  If it is
  3213.             the current default that failed, the IP layer MUST select a
  3214.             different default gateway (assuming more than one default is
  3215.             known) for the failed route and for establishing new routes.
  3216.  
  3217.             DISCUSSION:
  3218.                  When a gateway does fail, the other gateways on the
  3219.                  connected network will learn of the failure through
  3220.                  some inter-gateway routing protocol.  However, this
  3221.                  will not happen instantaneously, since gateway routing
  3222.                  protocols typically have a settling time of 30-60
  3223.                  seconds.  If the host switches to an alternative
  3224.                  gateway before the gateways have agreed on the failure,
  3225.                  the new target gateway will probably forward the
  3226.                  datagram to the failed gateway and send a Redirect back
  3227.                  to the host pointing to the failed gateway (!).  The
  3228.                  result is likely to be a rapid oscillation in the
  3229.                  contents of the host's route cache during the gateway
  3230.                  settling period.  It has been proposed that the dead-
  3231.                  gateway logic should include some hysteresis mechanism
  3232.                  to prevent such oscillations.  However, experience has
  3233.                  not shown any harm from such oscillations, since
  3234.                  service cannot be restored to the host until the
  3235.                  gateways' routing information does settle down.
  3236.  
  3237.             IMPLEMENTATION:
  3238.                  One implementation technique for choosing a new default
  3239.                  gateway is to simply round-robin among the default
  3240.                  gateways in the host's list.  Another is to rank the
  3241.  
  3242.  
  3243.  
  3244. Internet Engineering Task Force                                [Page 55]
  3245.  
  3246.  
  3247.  
  3248.  
  3249. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3250.  
  3251.  
  3252.                  gateways in priority order, and when the current
  3253.                  default gateway is not the highest priority one, to
  3254.                  "ping" the higher-priority gateways slowly to detect
  3255.                  when they return to service.  This pinging can be at a
  3256.                  very low rate, e.g., 0.005 per second.
  3257.  
  3258.          3.3.1.6  Initialization
  3259.  
  3260.             The following information MUST be configurable:
  3261.  
  3262.             (1)  IP address(es).
  3263.  
  3264.             (2)  Address mask(s).
  3265.  
  3266.             (3)  A list of default gateways, with a preference level.
  3267.  
  3268.             A manual method of entering this configuration data MUST be
  3269.             provided.  In addition, a variety of methods can be used to
  3270.             determine this information dynamically; see the section on
  3271.             "Host Initialization" in [INTRO:1].
  3272.  
  3273.             DISCUSSION:
  3274.                  Some host implementations use "wiretapping" of gateway
  3275.                  protocols on a broadcast network to learn what gateways
  3276.                  exist.  A standard method for default gateway discovery
  3277.                  is under development.
  3278.  
  3279.       3.3.2  Reassembly
  3280.  
  3281.          The IP layer MUST implement reassembly of IP datagrams.
  3282.  
  3283.          We designate the largest datagram size that can be reassembled
  3284.          by EMTU_R ("Effective MTU to receive"); this is sometimes
  3285.          called the "reassembly buffer size".  EMTU_R MUST be greater
  3286.          than or equal to 576, SHOULD be either configurable or
  3287.          indefinite, and SHOULD be greater than or equal to the MTU of
  3288.          the connected network(s).
  3289.  
  3290.          DISCUSSION:
  3291.               A fixed EMTU_R limit should not be built into the code
  3292.               because some application layer protocols require EMTU_R
  3293.               values larger than 576.
  3294.  
  3295.          IMPLEMENTATION:
  3296.               An implementation may use a contiguous reassembly buffer
  3297.               for each datagram, or it may use a more complex data
  3298.               structure that places no definite limit on the reassembled
  3299.               datagram size; in the latter case, EMTU_R is said to be
  3300.  
  3301.  
  3302.  
  3303. Internet Engineering Task Force                                [Page 56]
  3304.  
  3305.  
  3306.  
  3307.  
  3308. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3309.  
  3310.  
  3311.               "indefinite".
  3312.  
  3313.               Logically, reassembly is performed by simply copying each
  3314.               fragment into the packet buffer at the proper offset.
  3315.               Note that fragments may overlap if successive
  3316.               retransmissions use different packetizing but the same
  3317.               reassembly Id.
  3318.  
  3319.               The tricky part of reassembly is the bookkeeping to
  3320.               determine when all bytes of the datagram have been
  3321.               reassembled.  We recommend Clark's algorithm [IP:10] that
  3322.               requires no additional data space for the bookkeeping.
  3323.               However, note that, contrary to [IP:10], the first
  3324.               fragment header needs to be saved for inclusion in a
  3325.               possible ICMP Time Exceeded (Reassembly Timeout) message.
  3326.  
  3327.          There MUST be a mechanism by which the transport layer can
  3328.          learn MMS_R, the maximum message size that can be received and
  3329.          reassembled in an IP datagram (see GET_MAXSIZES calls in
  3330.          Section 3.4).  If EMTU_R is not indefinite, then the value of
  3331.          MMS_R is given by:
  3332.  
  3333.             MMS_R = EMTU_R - 20
  3334.  
  3335.          since 20 is the minimum size of an IP header.
  3336.  
  3337.          There MUST be a reassembly timeout.  The reassembly timeout
  3338.          value SHOULD be a fixed value, not set from the remaining TTL.
  3339.          It is recommended that the value lie between 60 seconds and 120
  3340.          seconds.  If this timeout expires, the partially-reassembled
  3341.          datagram MUST be discarded and an ICMP Time Exceeded message
  3342.          sent to the source host (if fragment zero has been received).
  3343.  
  3344.          DISCUSSION:
  3345.               The IP specification says that the reassembly timeout
  3346.               should be the remaining TTL from the IP header, but this
  3347.               does not work well because gateways generally treat TTL as
  3348.               a simple hop count rather than an elapsed time.  If the
  3349.               reassembly timeout is too small, datagrams will be
  3350.               discarded unnecessarily, and communication may fail.  The
  3351.               timeout needs to be at least as large as the typical
  3352.               maximum delay across the Internet.  A realistic minimum
  3353.               reassembly timeout would be 60 seconds.
  3354.  
  3355.               It has been suggested that a cache might be kept of
  3356.               round-trip times measured by transport protocols for
  3357.               various destinations, and that these values might be used
  3358.               to dynamically determine a reasonable reassembly timeout
  3359.  
  3360.  
  3361.  
  3362. Internet Engineering Task Force                                [Page 57]
  3363.  
  3364.  
  3365.  
  3366.  
  3367. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3368.  
  3369.  
  3370.               value.  Further investigation of this approach is
  3371.               required.
  3372.  
  3373.               If the reassembly timeout is set too high, buffer
  3374.               resources in the receiving host will be tied up too long,
  3375.               and the MSL (Maximum Segment Lifetime) [TCP:1] will be
  3376.               larger than necessary.  The MSL controls the maximum rate
  3377.               at which fragmented datagrams can be sent using distinct
  3378.               values of the 16-bit Ident field; a larger MSL lowers the
  3379.               maximum rate.  The TCP specification [TCP:1] arbitrarily
  3380.               assumes a value of 2 minutes for MSL.  This sets an upper
  3381.               limit on a reasonable reassembly timeout value.
  3382.  
  3383.       3.3.3  Fragmentation
  3384.  
  3385.          Optionally, the IP layer MAY implement a mechanism to fragment
  3386.          outgoing datagrams intentionally.
  3387.  
  3388.          We designate by EMTU_S ("Effective MTU for sending") the
  3389.          maximum IP datagram size that may be sent, for a particular
  3390.          combination of IP source and destination addresses and perhaps
  3391.          TOS.
  3392.  
  3393.          A host MUST implement a mechanism to allow the transport layer
  3394.          to learn MMS_S, the maximum transport-layer message size that
  3395.          may be sent for a given {source, destination, TOS} triplet (see
  3396.          GET_MAXSIZES call in Section 3.4).  If no local fragmentation
  3397.          is performed, the value of MMS_S will be:
  3398.  
  3399.             MMS_S = EMTU_S - <IP header size>
  3400.  
  3401.          and EMTU_S must be less than or equal to the MTU of the network
  3402.          interface corresponding to the source address of the datagram.
  3403.          Note that <IP header size> in this equation will be 20, unless
  3404.          the IP reserves space to insert IP options for its own purposes
  3405.          in addition to any options inserted by the transport layer.
  3406.  
  3407.          A host that does not implement local fragmentation MUST ensure
  3408.          that the transport layer (for TCP) or the application layer
  3409.          (for UDP) obtains MMS_S from the IP layer and does not send a
  3410.          datagram exceeding MMS_S in size.
  3411.  
  3412.          It is generally desirable to avoid local fragmentation and to
  3413.          choose EMTU_S low enough to avoid fragmentation in any gateway
  3414.          along the path.  In the absence of actual knowledge of the
  3415.          minimum MTU along the path, the IP layer SHOULD use
  3416.          EMTU_S <= 576 whenever the destination address is not on a
  3417.          connected network, and otherwise use the connected network's
  3418.  
  3419.  
  3420.  
  3421. Internet Engineering Task Force                                [Page 58]
  3422.  
  3423.  
  3424.  
  3425.  
  3426. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3427.  
  3428.  
  3429.          MTU.
  3430.  
  3431.          The MTU of each physical interface MUST be configurable.
  3432.  
  3433.          A host IP layer implementation MAY have a configuration flag
  3434.          "All-Subnets-MTU", indicating that the MTU of the connected
  3435.          network is to be used for destinations on different subnets
  3436.          within the same network, but not for other networks.  Thus,
  3437.          this flag causes the network class mask, rather than the subnet
  3438.          address mask, to be used to choose an EMTU_S.  For a multihomed
  3439.          host, an "All-Subnets-MTU" flag is needed for each network
  3440.          interface.
  3441.  
  3442.          DISCUSSION:
  3443.               Picking the correct datagram size to use when sending data
  3444.               is a complex topic [IP:9].
  3445.  
  3446.               (a)  In general, no host is required to accept an IP
  3447.                    datagram larger than 576 bytes (including header and
  3448.                    data), so a host must not send a larger datagram
  3449.                    without explicit knowledge or prior arrangement with
  3450.                    the destination host.  Thus, MMS_S is only an upper
  3451.                    bound on the datagram size that a transport protocol
  3452.                    may send; even when MMS_S exceeds 556, the transport
  3453.                    layer must limit its messages to 556 bytes in the
  3454.                    absence of other knowledge about the destination
  3455.                    host.
  3456.  
  3457.               (b)  Some transport protocols (e.g., TCP) provide a way to
  3458.                    explicitly inform the sender about the largest
  3459.                    datagram the other end can receive and reassemble
  3460.                    [IP:7].  There is no corresponding mechanism in the
  3461.                    IP layer.
  3462.  
  3463.                    A transport protocol that assumes an EMTU_R larger
  3464.                    than 576 (see Section 3.3.2), can send a datagram of
  3465.                    this larger size to another host that implements the
  3466.                    same protocol.
  3467.  
  3468.               (c)  Hosts should ideally limit their EMTU_S for a given
  3469.                    destination to the minimum MTU of all the networks
  3470.                    along the path, to avoid any fragmentation.  IP
  3471.                    fragmentation, while formally correct, can create a
  3472.                    serious transport protocol performance problem,
  3473.                    because loss of a single fragment means all the
  3474.                    fragments in the segment must be retransmitted
  3475.                    [IP:9].
  3476.  
  3477.  
  3478.  
  3479.  
  3480. Internet Engineering Task Force                                [Page 59]
  3481.  
  3482.  
  3483.  
  3484.  
  3485. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3486.  
  3487.  
  3488.               Since nearly all networks in the Internet currently
  3489.               support an MTU of 576 or greater, we strongly recommend
  3490.               the use of 576 for datagrams sent to non-local networks.
  3491.  
  3492.               It has been suggested that a host could determine the MTU
  3493.               over a given path by sending a zero-offset datagram
  3494.               fragment and waiting for the receiver to time out the
  3495.               reassembly (which cannot complete!) and return an ICMP
  3496.               Time Exceeded message.  This message would include the
  3497.               largest remaining fragment header in its body.  More
  3498.               direct mechanisms are being experimented with, but have
  3499.               not yet been adopted (see e.g., RFC-1063).
  3500.  
  3501.       3.3.4  Local Multihoming
  3502.  
  3503.          3.3.4.1  Introduction
  3504.  
  3505.             A multihomed host has multiple IP addresses, which we may
  3506.             think of as "logical interfaces".  These logical interfaces
  3507.             may be associated with one or more physical interfaces, and
  3508.             these physical interfaces may be connected to the same or
  3509.             different networks.
  3510.  
  3511.             Here are some important cases of multihoming:
  3512.  
  3513.             (a)  Multiple Logical Networks
  3514.  
  3515.                  The Internet architects envisioned that each physical
  3516.                  network would have a single unique IP network (or
  3517.                  subnet) number.  However, LAN administrators have
  3518.                  sometimes found it useful to violate this assumption,
  3519.                  operating a LAN with multiple logical networks per
  3520.                  physical connected network.
  3521.  
  3522.                  If a host connected to such a physical network is
  3523.                  configured to handle traffic for each of N different
  3524.                  logical networks, then the host will have N logical
  3525.                  interfaces.  These could share a single physical
  3526.                  interface, or might use N physical interfaces to the
  3527.                  same network.
  3528.  
  3529.             (b)  Multiple Logical Hosts
  3530.  
  3531.                  When a host has multiple IP addresses that all have the
  3532.                  same <Network-number> part (and the same <Subnet-
  3533.                  number> part, if any), the logical interfaces are known
  3534.                  as "logical hosts".  These logical interfaces might
  3535.                  share a single physical interface or might use separate
  3536.  
  3537.  
  3538.  
  3539. Internet Engineering Task Force                                [Page 60]
  3540.  
  3541.  
  3542.  
  3543.  
  3544. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3545.  
  3546.  
  3547.                  physical interfaces to the same physical network.
  3548.  
  3549.             (c)  Simple Multihoming
  3550.  
  3551.                  In this case, each logical interface is mapped into a
  3552.                  separate physical interface and each physical interface
  3553.                  is connected to a different physical network.  The term
  3554.                  "multihoming" was originally applied only to this case,
  3555.                  but it is now applied more generally.
  3556.  
  3557.                  A host with embedded gateway functionality will
  3558.                  typically fall into the simple multihoming case.  Note,
  3559.                  however, that a host may be simply multihomed without
  3560.                  containing an embedded gateway, i.e., without
  3561.                  forwarding datagrams from one connected network to
  3562.                  another.
  3563.  
  3564.                  This case presents the most difficult routing problems.
  3565.                  The choice of interface (i.e., the choice of first-hop
  3566.                  network) may significantly affect performance or even
  3567.                  reachability of remote parts of the Internet.
  3568.  
  3569.  
  3570.             Finally, we note another possibility that is NOT
  3571.             multihoming:  one logical interface may be bound to multiple
  3572.             physical interfaces, in order to increase the reliability or
  3573.             throughput between directly connected machines by providing
  3574.             alternative physical paths between them.  For instance, two
  3575.             systems might be connected by multiple point-to-point links.
  3576.             We call this "link-layer multiplexing".  With link-layer
  3577.             multiplexing, the protocols above the link layer are unaware
  3578.             that multiple physical interfaces are present; the link-
  3579.             layer device driver is responsible for multiplexing and
  3580.             routing packets across the physical interfaces.
  3581.  
  3582.             In the Internet protocol architecture, a transport protocol
  3583.             instance ("entity") has no address of its own, but instead
  3584.             uses a single Internet Protocol (IP) address.  This has
  3585.             implications for the IP, transport, and application layers,
  3586.             and for the interfaces between them.  In particular, the
  3587.             application software may have to be aware of the multiple IP
  3588.             addresses of a multihomed host; in other cases, the choice
  3589.             can be made within the network software.
  3590.  
  3591.          3.3.4.2  Multihoming Requirements
  3592.  
  3593.             The following general rules apply to the selection of an IP
  3594.             source address for sending a datagram from a multihomed
  3595.  
  3596.  
  3597.  
  3598. Internet Engineering Task Force                                [Page 61]
  3599.  
  3600.  
  3601.  
  3602.  
  3603. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3604.  
  3605.  
  3606.             host.
  3607.  
  3608.             (1)  If the datagram is sent in response to a received
  3609.                  datagram, the source address for the response SHOULD be
  3610.                  the specific-destination address of the request.  See
  3611.                  Sections 4.1.3.5 and 4.2.3.7 and the "General Issues"
  3612.                  section of [INTRO:1] for more specific requirements on
  3613.                  higher layers.
  3614.  
  3615.                  Otherwise, a source address must be selected.
  3616.  
  3617.             (2)  An application MUST be able to explicitly specify the
  3618.                  source address for initiating a connection or a
  3619.                  request.
  3620.  
  3621.             (3)  In the absence of such a specification, the networking
  3622.                  software MUST choose a source address.  Rules for this
  3623.                  choice are described below.
  3624.  
  3625.  
  3626.             There are two key requirement issues related to multihoming:
  3627.  
  3628.             (A)  A host MAY silently discard an incoming datagram whose
  3629.                  destination address does not correspond to the physical
  3630.                  interface through which it is received.
  3631.  
  3632.             (B)  A host MAY restrict itself to sending (non-source-
  3633.                  routed) IP datagrams only through the physical
  3634.                  interface that corresponds to the IP source address of
  3635.                  the datagrams.
  3636.  
  3637.  
  3638.             DISCUSSION:
  3639.                  Internet host implementors have used two different
  3640.                  conceptual models for multihoming, briefly summarized
  3641.                  in the following discussion.  This document takes no
  3642.                  stand on which model is preferred; each seems to have a
  3643.                  place.  This ambivalence is reflected in the issues (A)
  3644.                  and (B) being optional.
  3645.  
  3646.                  o    Strong ES Model
  3647.  
  3648.                       The Strong ES (End System, i.e., host) model
  3649.                       emphasizes the host/gateway (ES/IS) distinction,
  3650.                       and would therefore substitute MUST for MAY in
  3651.                       issues (A) and (B) above.  It tends to model a
  3652.                       multihomed host as a set of logical hosts within
  3653.                       the same physical host.
  3654.  
  3655.  
  3656.  
  3657. Internet Engineering Task Force                                [Page 62]
  3658.  
  3659.  
  3660.  
  3661.  
  3662. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3663.  
  3664.  
  3665.                       With respect to (A), proponents of the Strong ES
  3666.                       model note that automatic Internet routing
  3667.                       mechanisms could not route a datagram to a
  3668.                       physical interface that did not correspond to the
  3669.                       destination address.
  3670.  
  3671.                       Under the Strong ES model, the route computation
  3672.                       for an outgoing datagram is the mapping:
  3673.  
  3674.                          route(src IP addr, dest IP addr, TOS)
  3675.                                                         -> gateway
  3676.  
  3677.                       Here the source address is included as a parameter
  3678.                       in order to select a gateway that is directly
  3679.                       reachable on the corresponding physical interface.
  3680.                       Note that this model logically requires that in
  3681.                       general there be at least one default gateway, and
  3682.                       preferably multiple defaults, for each IP source
  3683.                       address.
  3684.  
  3685.                  o    Weak ES Model
  3686.  
  3687.                       This view de-emphasizes the ES/IS distinction, and
  3688.                       would therefore substitute MUST NOT for MAY in
  3689.                       issues (A) and (B).  This model may be the more
  3690.                       natural one for hosts that wiretap gateway routing
  3691.                       protocols, and is necessary for hosts that have
  3692.                       embedded gateway functionality.
  3693.  
  3694.                       The Weak ES Model may cause the Redirect mechanism
  3695.                       to fail.  If a datagram is sent out a physical
  3696.                       interface that does not correspond to the
  3697.                       destination address, the first-hop gateway will
  3698.                       not realize when it needs to send a Redirect.  On
  3699.                       the other hand, if the host has embedded gateway
  3700.                       functionality, then it has routing information
  3701.                       without listening to Redirects.
  3702.  
  3703.                       In the Weak ES model, the route computation for an
  3704.                       outgoing datagram is the mapping:
  3705.  
  3706.                          route(dest IP addr, TOS) -> gateway, interface
  3707.  
  3708.  
  3709.  
  3710.  
  3711.  
  3712.  
  3713.  
  3714.  
  3715.  
  3716. Internet Engineering Task Force                                [Page 63]
  3717.  
  3718.  
  3719.  
  3720.  
  3721. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3722.  
  3723.  
  3724.          3.3.4.3  Choosing a Source Address
  3725.  
  3726.             DISCUSSION:
  3727.                  When it sends an initial connection request (e.g., a
  3728.                  TCP "SYN" segment) or a datagram service request (e.g.,
  3729.                  a UDP-based query), the transport layer on a multihomed
  3730.                  host needs to know which source address to use.  If the
  3731.                  application does not specify it, the transport layer
  3732.                  must ask the IP layer to perform the conceptual
  3733.                  mapping:
  3734.  
  3735.                      GET_SRCADDR(remote IP addr, TOS)
  3736.                                                -> local IP address
  3737.  
  3738.                  Here TOS is the Type-of-Service value (see Section
  3739.                  3.2.1.6), and the result is the desired source address.
  3740.                  The following rules are suggested for implementing this
  3741.                  mapping:
  3742.  
  3743.                  (a)  If the remote Internet address lies on one of the
  3744.                       (sub-) nets to which the host is directly
  3745.                       connected, a corresponding source address may be
  3746.                       chosen, unless the corresponding interface is
  3747.                       known to be down.
  3748.  
  3749.                  (b)  The route cache may be consulted, to see if there
  3750.                       is an active route to the specified destination
  3751.                       network through any network interface; if so, a
  3752.                       local IP address corresponding to that interface
  3753.                       may be chosen.
  3754.  
  3755.                  (c)  The table of static routes, if any (see Section
  3756.                       3.3.1.2) may be similarly consulted.
  3757.  
  3758.                  (d)  The default gateways may be consulted.  If these
  3759.                       gateways are assigned to different interfaces, the
  3760.                       interface corresponding to the gateway with the
  3761.                       highest preference may be chosen.
  3762.  
  3763.                  In the future, there may be a defined way for a
  3764.                  multihomed host to ask the gateways on all connected
  3765.                  networks for advice about the best network to use for a
  3766.                  given destination.
  3767.  
  3768.             IMPLEMENTATION:
  3769.                  It will be noted that this process is essentially the
  3770.                  same as datagram routing (see Section 3.3.1), and
  3771.                  therefore hosts may be able to combine the
  3772.  
  3773.  
  3774.  
  3775. Internet Engineering Task Force                                [Page 64]
  3776.  
  3777.  
  3778.  
  3779.  
  3780. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3781.  
  3782.  
  3783.                  implementation of the two functions.
  3784.  
  3785.       3.3.5  Source Route Forwarding
  3786.  
  3787.          Subject to restrictions given below, a host MAY be able to act
  3788.          as an intermediate hop in a source route, forwarding a source-
  3789.          routed datagram to the next specified hop.
  3790.  
  3791.          However, in performing this gateway-like function, the host
  3792.          MUST obey all the relevant rules for a gateway forwarding
  3793.          source-routed datagrams [INTRO:2].  This includes the following
  3794.          specific provisions, which override the corresponding host
  3795.          provisions given earlier in this document:
  3796.  
  3797.          (A)  TTL (ref. Section 3.2.1.7)
  3798.  
  3799.               The TTL field MUST be decremented and the datagram perhaps
  3800.               discarded as specified for a gateway in [INTRO:2].
  3801.  
  3802.          (B)  ICMP Destination Unreachable (ref. Section 3.2.2.1)
  3803.  
  3804.               A host MUST be able to generate Destination Unreachable
  3805.               messages with the following codes:
  3806.  
  3807.               4    (Fragmentation Required but DF Set) when a source-
  3808.                    routed datagram cannot be fragmented to fit into the
  3809.                    target network;
  3810.  
  3811.               5    (Source Route Failed) when a source-routed datagram
  3812.                    cannot be forwarded, e.g., because of a routing
  3813.                    problem or because the next hop of a strict source
  3814.                    route is not on a connected network.
  3815.  
  3816.          (C)  IP Source Address (ref. Section 3.2.1.3)
  3817.  
  3818.               A source-routed datagram being forwarded MAY (and normally
  3819.               will) have a source address that is not one of the IP
  3820.               addresses of the forwarding host.
  3821.  
  3822.          (D)  Record Route Option (ref. Section 3.2.1.8d)
  3823.  
  3824.               A host that is forwarding a source-routed datagram
  3825.               containing a Record Route option MUST update that option,
  3826.               if it has room.
  3827.  
  3828.          (E)  Timestamp Option (ref. Section 3.2.1.8e)
  3829.  
  3830.               A host that is forwarding a source-routed datagram
  3831.  
  3832.  
  3833.  
  3834. Internet Engineering Task Force                                [Page 65]
  3835.  
  3836.  
  3837.  
  3838.  
  3839. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3840.  
  3841.  
  3842.               containing a Timestamp Option MUST add the current
  3843.               timestamp to that option, according to the rules for this
  3844.               option.
  3845.  
  3846.          To define the rules restricting host forwarding of source-
  3847.          routed datagrams, we use the term "local source-routing" if the
  3848.          next hop will be through the same physical interface through
  3849.          which the datagram arrived; otherwise, it is "non-local
  3850.          source-routing".
  3851.  
  3852.          o    A host is permitted to perform local source-routing
  3853.               without restriction.
  3854.  
  3855.          o    A host that supports non-local source-routing MUST have a
  3856.               configurable switch to disable forwarding, and this switch
  3857.               MUST default to disabled.
  3858.  
  3859.          o    The host MUST satisfy all gateway requirements for
  3860.               configurable policy filters [INTRO:2] restricting non-
  3861.               local forwarding.
  3862.  
  3863.          If a host receives a datagram with an incomplete source route
  3864.          but does not forward it for some reason, the host SHOULD return
  3865.          an ICMP Destination Unreachable (code 5, Source Route Failed)
  3866.          message, unless the datagram was itself an ICMP error message.
  3867.  
  3868.       3.3.6  Broadcasts
  3869.  
  3870.          Section 3.2.1.3 defined the four standard IP broadcast address
  3871.          forms:
  3872.  
  3873.            Limited Broadcast:  {-1, -1}
  3874.  
  3875.            Directed Broadcast:  {<Network-number>,-1}
  3876.  
  3877.            Subnet Directed Broadcast:
  3878.                               {<Network-number>,<Subnet-number>,-1}
  3879.  
  3880.            All-Subnets Directed Broadcast: {<Network-number>,-1,-1}
  3881.  
  3882.          A host MUST recognize any of these forms in the destination
  3883.          address of an incoming datagram.
  3884.  
  3885.          There is a class of hosts* that use non-standard broadcast
  3886.          address forms, substituting 0 for -1.  All hosts SHOULD
  3887. _________________________
  3888. *4.2BSD Unix and its derivatives, but not 4.3BSD.
  3889.  
  3890.  
  3891.  
  3892.  
  3893. Internet Engineering Task Force                                [Page 66]
  3894.  
  3895.  
  3896.  
  3897.  
  3898. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3899.  
  3900.  
  3901.          recognize and accept any of these non-standard broadcast
  3902.          addresses as the destination address of an incoming datagram.
  3903.          A host MAY optionally have a configuration option to choose the
  3904.          0 or the -1 form of broadcast address, for each physical
  3905.          interface, but this option SHOULD default to the standard (-1)
  3906.          form.
  3907.  
  3908.          When a host sends a datagram to a link-layer broadcast address,
  3909.          the IP destination address MUST be a legal IP broadcast or IP
  3910.          multicast address.
  3911.  
  3912.          A host SHOULD silently discard a datagram that is received via
  3913.          a link-layer broadcast (see Section 2.4) but does not specify
  3914.          an IP multicast or broadcast destination address.
  3915.  
  3916.          Hosts SHOULD use the Limited Broadcast address to broadcast to
  3917.          a connected network.
  3918.  
  3919.  
  3920.          DISCUSSION:
  3921.               Using the Limited Broadcast address instead of a Directed
  3922.               Broadcast address may improve system robustness.  Problems
  3923.               are often caused by machines that do not understand the
  3924.               plethora of broadcast addresses (see Section 3.2.1.3), or
  3925.               that may have different ideas about which broadcast
  3926.               addresses are in use.  The prime example of the latter is
  3927.               machines that do not understand subnetting but are
  3928.               attached to a subnetted net.  Sending a Subnet Broadcast
  3929.               for the connected network will confuse those machines,
  3930.               which will see it as a message to some other host.
  3931.  
  3932.               There has been discussion on whether a datagram addressed
  3933.               to the Limited Broadcast address ought to be sent from all
  3934.               the interfaces of a multihomed host.  This specification
  3935.               takes no stand on the issue.
  3936.  
  3937.       3.3.7  IP Multicasting
  3938.  
  3939.          A host SHOULD support local IP multicasting on all connected
  3940.          networks for which a mapping from Class D IP addresses to
  3941.          link-layer addresses has been specified (see below).  Support
  3942.          for local IP multicasting includes sending multicast datagrams,
  3943.          joining multicast groups and receiving multicast datagrams, and
  3944.          leaving multicast groups.  This implies support for all of
  3945.          [IP:4] except the IGMP protocol itself, which is OPTIONAL.
  3946.  
  3947.  
  3948.  
  3949.  
  3950.  
  3951.  
  3952. Internet Engineering Task Force                                [Page 67]
  3953.  
  3954.  
  3955.  
  3956.  
  3957. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  3958.  
  3959.  
  3960.          DISCUSSION:
  3961.               IGMP provides gateways that are capable of multicast
  3962.               routing with the information required to support IP
  3963.               multicasting across multiple networks.  At this time,
  3964.               multicast-routing gateways are in the experimental stage
  3965.               and are not widely available.  For hosts that are not
  3966.               connected to networks with multicast-routing gateways or
  3967.               that do not need to receive multicast datagrams
  3968.               originating on other networks, IGMP serves no purpose and
  3969.               is therefore optional for now.  However, the rest of
  3970.               [IP:4] is currently recommended for the purpose of
  3971.               providing IP-layer access to local network multicast
  3972.               addressing, as a preferable alternative to local broadcast
  3973.               addressing.  It is expected that IGMP will become
  3974.               recommended at some future date, when multicast-routing
  3975.               gateways have become more widely available.
  3976.  
  3977.          If IGMP is not implemented, a host SHOULD still join the "all-
  3978.          hosts" group (224.0.0.1) when the IP layer is initialized and
  3979.          remain a member for as long as the IP layer is active.
  3980.  
  3981.          DISCUSSION:
  3982.               Joining the "all-hosts" group will support strictly local
  3983.               uses of multicasting, e.g., a gateway discovery protocol,
  3984.               even if IGMP is not implemented.
  3985.  
  3986.          The mapping of IP Class D addresses to local addresses is
  3987.          currently specified for the following types of networks:
  3988.  
  3989.          o    Ethernet/IEEE 802.3, as defined in [IP:4].
  3990.  
  3991.          o    Any network that supports broadcast but not multicast,
  3992.               addressing: all IP Class D addresses map to the local
  3993.               broadcast address.
  3994.  
  3995.          o    Any type of point-to-point link (e.g., SLIP or HDLC
  3996.               links): no mapping required.  All IP multicast datagrams
  3997.               are sent as-is, inside the local framing.
  3998.  
  3999.          Mappings for other types of networks will be specified in the
  4000.          future.
  4001.  
  4002.          A host SHOULD provide a way for higher-layer protocols or
  4003.          applications to determine which of the host's connected
  4004.          network(s) support IP multicast addressing.
  4005.  
  4006.  
  4007.  
  4008.  
  4009.  
  4010.  
  4011. Internet Engineering Task Force                                [Page 68]
  4012.  
  4013.  
  4014.  
  4015.  
  4016. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4017.  
  4018.  
  4019.       3.3.8  Error Reporting
  4020.  
  4021.          Wherever practical, hosts MUST return ICMP error datagrams on
  4022.          detection of an error, except in those cases where returning an
  4023.          ICMP error message is specifically prohibited.
  4024.  
  4025.          DISCUSSION:
  4026.               A common phenomenon in datagram networks is the "black
  4027.               hole disease": datagrams are sent out, but nothing comes
  4028.               back.  Without any error datagrams, it is difficult for
  4029.               the user to figure out what the problem is.
  4030.  
  4031.    3.4  INTERNET/TRANSPORT LAYER INTERFACE
  4032.  
  4033.       The interface between the IP layer and the transport layer MUST
  4034.       provide full access to all the mechanisms of the IP layer,
  4035.       including options, Type-of-Service, and Time-to-Live.  The
  4036.       transport layer MUST either have mechanisms to set these interface
  4037.       parameters, or provide a path to pass them through from an
  4038.       application, or both.
  4039.  
  4040.       DISCUSSION:
  4041.            Applications are urged to make use of these mechanisms where
  4042.            applicable, even when the mechanisms are not currently
  4043.            effective in the Internet (e.g., TOS).  This will allow these
  4044.            mechanisms to be immediately useful when they do become
  4045.            effective, without a large amount of retrofitting of host
  4046.            software.
  4047.  
  4048.       We now describe a conceptual interface between the transport layer
  4049.       and the IP layer, as a set of procedure calls.  This is an
  4050.       extension of the information in Section 3.3 of RFC-791 [IP:1].
  4051.  
  4052.  
  4053.       *    Send Datagram
  4054.  
  4055.                 SEND(src, dst, prot, TOS, TTL, BufPTR, len, Id, DF, opt
  4056.                      => result )
  4057.  
  4058.            where the parameters are defined in RFC-791.  Passing an Id
  4059.            parameter is optional; see Section 3.2.1.5.
  4060.  
  4061.  
  4062.       *    Receive Datagram
  4063.  
  4064.                 RECV(BufPTR, prot
  4065.                      => result, src, dst, SpecDest, TOS, len, opt)
  4066.  
  4067.  
  4068.  
  4069.  
  4070. Internet Engineering Task Force                                [Page 69]
  4071.  
  4072.  
  4073.  
  4074.  
  4075. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4076.  
  4077.  
  4078.            All the parameters are defined in RFC-791, except for:
  4079.  
  4080.                 SpecDest = specific-destination address of datagram
  4081.                             (defined in Section 3.2.1.3)
  4082.  
  4083.            The result parameter dst contains the datagram's destination
  4084.            address.  Since this may be a broadcast or multicast address,
  4085.            the SpecDest parameter (not shown in RFC-791) MUST be passed.
  4086.            The parameter opt contains all the IP options received in the
  4087.            datagram; these MUST also be passed to the transport layer.
  4088.  
  4089.  
  4090.       *    Select Source Address
  4091.  
  4092.                 GET_SRCADDR(remote, TOS)  -> local
  4093.  
  4094.                 remote = remote IP address
  4095.                 TOS = Type-of-Service
  4096.                 local = local IP address
  4097.  
  4098.            See Section 3.3.4.3.
  4099.  
  4100.  
  4101.       *    Find Maximum Datagram Sizes
  4102.  
  4103.                 GET_MAXSIZES(local, remote, TOS) -> MMS_R, MMS_S
  4104.  
  4105.                 MMS_R = maximum receive transport-message size.
  4106.                 MMS_S = maximum send transport-message size.
  4107.                (local, remote, TOS defined above)
  4108.  
  4109.            See Sections 3.3.2 and 3.3.3.
  4110.  
  4111.  
  4112.       *    Advice on Delivery Success
  4113.  
  4114.                 ADVISE_DELIVPROB(sense, local, remote, TOS)
  4115.  
  4116.            Here the parameter sense is a 1-bit flag indicating whether
  4117.            positive or negative advice is being given; see the
  4118.            discussion in Section 3.3.1.4. The other parameters were
  4119.            defined earlier.
  4120.  
  4121.  
  4122.       *    Send ICMP Message
  4123.  
  4124.                 SEND_ICMP(src, dst, TOS, TTL, BufPTR, len, Id, DF, opt)
  4125.                      -> result
  4126.  
  4127.  
  4128.  
  4129. Internet Engineering Task Force                                [Page 70]
  4130.  
  4131.  
  4132.  
  4133.  
  4134. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4135.  
  4136.  
  4137.                 (Parameters defined in RFC-791).
  4138.  
  4139.            Passing an Id parameter is optional; see Section 3.2.1.5.
  4140.            The transport layer MUST be able to send certain ICMP
  4141.            messages:  Port Unreachable or any of the query-type
  4142.            messages.  This function could be considered to be a special
  4143.            case of the SEND() call, of course; we describe it separately
  4144.            for clarity.
  4145.  
  4146.  
  4147.       *    Receive ICMP Message
  4148.  
  4149.                 RECV_ICMP(BufPTR ) -> result, src, dst, len, opt
  4150.  
  4151.                 (Parameters defined in RFC-791).
  4152.  
  4153.            The IP layer MUST pass certain ICMP messages up to the
  4154.            appropriate transport-layer routine.  This function could be
  4155.            considered to be a special case of the RECV() call, of
  4156.            course; we describe it separately for clarity.
  4157.  
  4158.            For an ICMP error message, the data that is passed up MUST
  4159.            include the original Internet header plus all the octets of
  4160.            the original message that are included in the ICMP message.
  4161.            This data will be used by the transport layer to locate the
  4162.            connection state information, if any.
  4163.  
  4164.            In particular, the following ICMP messages are to be passed
  4165.            up:
  4166.  
  4167.            o    Destination Unreachable
  4168.  
  4169.            o    Source Quench
  4170.  
  4171.            o    Echo Reply (to ICMP user interface, unless the Echo
  4172.                 Request originated in the IP layer)
  4173.  
  4174.            o    Timestamp Reply (to ICMP user interface)
  4175.  
  4176.            o    Time Exceeded
  4177.  
  4178.  
  4179.       DISCUSSION:
  4180.            In the future, there may be additions to this interface to
  4181.            pass path data (see Section 3.3.1.3) between the IP and
  4182.            transport layers.
  4183.  
  4184.  
  4185.  
  4186.  
  4187.  
  4188. Internet Engineering Task Force                                [Page 71]
  4189.  
  4190.  
  4191.  
  4192.  
  4193. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4194.  
  4195.  
  4196.    3.5  INTERNET LAYER REQUIREMENTS SUMMARY
  4197.  
  4198.  
  4199.                                                  |        | | | |S| |
  4200.                                                  |        | | | |H| |F
  4201.                                                  |        | | | |O|M|o
  4202.                                                  |        | |S| |U|U|o
  4203.                                                  |        | |H| |L|S|t
  4204.                                                  |        |M|O| |D|T|n
  4205.                                                  |        |U|U|M| | |o
  4206.                                                  |        |S|L|A|N|N|t
  4207.                                                  |        |T|D|Y|O|O|t
  4208. FEATURE                                          |SECTION | | | |T|T|e
  4209. -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--
  4210.                                                  |        | | | | | |
  4211. Implement IP and ICMP                            |3.1     |x| | | | |
  4212. Handle remote multihoming in application layer   |3.1     |x| | | | |
  4213. Support local multihoming                        |3.1     | | |x| | |
  4214. Meet gateway specs if forward datagrams          |3.1     |x| | | | |
  4215. Configuration switch for embedded gateway        |3.1     |x| | | | |1
  4216.    Config switch default to non-gateway          |3.1     |x| | | | |1
  4217.    Auto-config based on number of interfaces     |3.1     | | | | |x|1
  4218. Able to log discarded datagrams                  |3.1     | |x| | | |
  4219.    Record in counter                             |3.1     | |x| | | |
  4220.                                                  |        | | | | | |
  4221. Silently discard Version != 4                    |3.2.1.1 |x| | | | |
  4222. Verify IP checksum, silently discard bad dgram   |3.2.1.2 |x| | | | |
  4223. Addressing:                                      |        | | | | | |
  4224.   Subnet addressing (RFC-950)                    |3.2.1.3 |x| | | | |
  4225.   Src address must be host's own IP address      |3.2.1.3 |x| | | | |
  4226.   Silently discard datagram with bad dest addr   |3.2.1.3 |x| | | | |
  4227.   Silently discard datagram with bad src addr    |3.2.1.3 |x| | | | |
  4228. Support reassembly                               |3.2.1.4 |x| | | | |
  4229. Retain same Id field in identical datagram       |3.2.1.5 | | |x| | |
  4230.                                                  |        | | | | | |
  4231. TOS:                                             |        | | | | | |
  4232.   Allow transport layer to set TOS               |3.2.1.6 |x| | | | |
  4233.   Pass received TOS up to transport layer        |3.2.1.6 | |x| | | |
  4234.   Use RFC-795 link-layer mappings for TOS        |3.2.1.6 | | | |x| |
  4235. TTL:                                             |        | | | | | |
  4236.   Send packet with TTL of 0                      |3.2.1.7 | | | | |x|
  4237.   Discard received packets with TTL < 2          |3.2.1.7 | | | | |x|
  4238.   Allow transport layer to set TTL               |3.2.1.7 |x| | | | |
  4239.   Fixed TTL is configurable                      |3.2.1.7 |x| | | | |
  4240.                                                  |        | | | | | |
  4241. IP Options:                                      |        | | | | | |
  4242.   Allow transport layer to send IP options       |3.2.1.8 |x| | | | |
  4243.   Pass all IP options rcvd to higher layer       |3.2.1.8 |x| | | | |
  4244.  
  4245.  
  4246.  
  4247. Internet Engineering Task Force                                [Page 72]
  4248.  
  4249.  
  4250.  
  4251.  
  4252. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4253.  
  4254.  
  4255.   IP layer silently ignore unknown options       |3.2.1.8 |x| | | | |
  4256.   Security option                                |3.2.1.8a| | |x| | |
  4257.   Send Stream Identifier option                  |3.2.1.8b| | | |x| |
  4258.   Silently ignore Stream Identifer option        |3.2.1.8b|x| | | | |
  4259.   Record Route option                            |3.2.1.8d| | |x| | |
  4260.   Timestamp option                               |3.2.1.8e| | |x| | |
  4261. Source Route Option:                             |        | | | | | |
  4262.   Originate & terminate Source Route options     |3.2.1.8c|x| | | | |
  4263.   Datagram with completed SR passed up to TL     |3.2.1.8c|x| | | | |
  4264.   Build correct (non-redundant) return route     |3.2.1.8c|x| | | | |
  4265.   Send multiple SR options in one header         |3.2.1.8c| | | | |x|
  4266.                                                  |        | | | | | |
  4267. ICMP:                                            |        | | | | | |
  4268.   Silently discard ICMP msg with unknown type    |3.2.2   |x| | | | |
  4269.   Include more than 8 octets of orig datagram    |3.2.2   | | |x| | |
  4270.       Included octets same as received           |3.2.2   |x| | | | |
  4271.   Demux ICMP Error to transport protocol         |3.2.2   |x| | | | |
  4272.   Send ICMP error message with TOS=0             |3.2.2   | |x| | | |
  4273.   Send ICMP error message for:                   |        | | | | | |
  4274.    - ICMP error msg                              |3.2.2   | | | | |x|
  4275.    - IP b'cast or IP m'cast                      |3.2.2   | | | | |x|
  4276.    - Link-layer b'cast                           |3.2.2   | | | | |x|
  4277.    - Non-initial fragment                        |3.2.2   | | | | |x|
  4278.    - Datagram with non-unique src address        |3.2.2   | | | | |x|
  4279.   Return ICMP error msgs (when not prohibited)   |3.3.8   |x| | | | |
  4280.                                                  |        | | | | | |
  4281.   Dest Unreachable:                              |        | | | | | |
  4282.     Generate Dest Unreachable (code 2/3)         |3.2.2.1 | |x| | | |
  4283.     Pass ICMP Dest Unreachable to higher layer   |3.2.2.1 |x| | | | |
  4284.     Higher layer act on Dest Unreach             |3.2.2.1 | |x| | | |
  4285.       Interpret Dest Unreach as only hint        |3.2.2.1 |x| | | | |
  4286.   Redirect:                                      |        | | | | | |
  4287.     Host send Redirect                           |3.2.2.2 | | | |x| |
  4288.     Update route cache when recv Redirect        |3.2.2.2 |x| | | | |
  4289.     Handle both Host and Net Redirects           |3.2.2.2 |x| | | | |
  4290.     Discard illegal Redirect                     |3.2.2.2 | |x| | | |
  4291.   Source Quench:                                 |        | | | | | |
  4292.     Send Source Quench if buffering exceeded     |3.2.2.3 | | |x| | |
  4293.     Pass Source Quench to higher layer           |3.2.2.3 |x| | | | |
  4294.     Higher layer act on Source Quench            |3.2.2.3 | |x| | | |
  4295.   Time Exceeded: pass to higher layer            |3.2.2.4 |x| | | | |
  4296.   Parameter Problem:                             |        | | | | | |
  4297.     Send Parameter Problem messages              |3.2.2.5 | |x| | | |
  4298.     Pass Parameter Problem to higher layer       |3.2.2.5 |x| | | | |
  4299.     Report Parameter Problem to user             |3.2.2.5 | | |x| | |
  4300.                                                  |        | | | | | |
  4301.   ICMP Echo Request or Reply:                    |        | | | | | |
  4302.     Echo server and Echo client                  |3.2.2.6 |x| | | | |
  4303.  
  4304.  
  4305.  
  4306. Internet Engineering Task Force                                [Page 73]
  4307.  
  4308.  
  4309.  
  4310.  
  4311. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4312.  
  4313.  
  4314.     Echo client                                  |3.2.2.6 | |x| | | |
  4315.     Discard Echo Request to broadcast address    |3.2.2.6 | | |x| | |
  4316.     Discard Echo Request to multicast address    |3.2.2.6 | | |x| | |
  4317.     Use specific-dest addr as Echo Reply src     |3.2.2.6 |x| | | | |
  4318.     Send same data in Echo Reply                 |3.2.2.6 |x| | | | |
  4319.     Pass Echo Reply to higher layer              |3.2.2.6 |x| | | | |
  4320.     Reflect Record Route, Time Stamp options     |3.2.2.6 | |x| | | |
  4321.     Reverse and reflect Source Route option      |3.2.2.6 |x| | | | |
  4322.                                                  |        | | | | | |
  4323.   ICMP Information Request or Reply:             |3.2.2.7 | | | |x| |
  4324.   ICMP Timestamp and Timestamp Reply:            |3.2.2.8 | | |x| | |
  4325.     Minimize delay variability                   |3.2.2.8 | |x| | | |1
  4326.     Silently discard b'cast Timestamp            |3.2.2.8 | | |x| | |1
  4327.     Silently discard m'cast Timestamp            |3.2.2.8 | | |x| | |1
  4328.     Use specific-dest addr as TS Reply src       |3.2.2.8 |x| | | | |1
  4329.     Reflect Record Route, Time Stamp options     |3.2.2.6 | |x| | | |1
  4330.     Reverse and reflect Source Route option      |3.2.2.8 |x| | | | |1
  4331.     Pass Timestamp Reply to higher layer         |3.2.2.8 |x| | | | |1
  4332.     Obey rules for "standard value"              |3.2.2.8 |x| | | | |1
  4333.                                                  |        | | | | | |
  4334.   ICMP Address Mask Request and Reply:           |        | | | | | |
  4335.     Addr Mask source configurable                |3.2.2.9 |x| | | | |
  4336.     Support static configuration of addr mask    |3.2.2.9 |x| | | | |
  4337.     Get addr mask dynamically during booting     |3.2.2.9 | | |x| | |
  4338.     Get addr via ICMP Addr Mask Request/Reply    |3.2.2.9 | | |x| | |
  4339.       Retransmit Addr Mask Req if no Reply       |3.2.2.9 |x| | | | |3
  4340.       Assume default mask if no Reply            |3.2.2.9 | |x| | | |3
  4341.       Update address mask from first Reply only  |3.2.2.9 |x| | | | |3
  4342.     Reasonableness check on Addr Mask            |3.2.2.9 | |x| | | |
  4343.     Send unauthorized Addr Mask Reply msgs       |3.2.2.9 | | | | |x|
  4344.       Explicitly configured to be agent          |3.2.2.9 |x| | | | |
  4345.     Static config=> Addr-Mask-Authoritative flag |3.2.2.9 | |x| | | |
  4346.       Broadcast Addr Mask Reply when init.       |3.2.2.9 |x| | | | |3
  4347.                                                  |        | | | | | |
  4348. ROUTING OUTBOUND DATAGRAMS:                      |        | | | | | |
  4349.   Use address mask in local/remote decision      |3.3.1.1 |x| | | | |
  4350.   Operate with no gateways on conn network       |3.3.1.1 |x| | | | |
  4351.   Maintain "route cache" of next-hop gateways    |3.3.1.2 |x| | | | |
  4352.   Treat Host and Net Redirect the same           |3.3.1.2 | |x| | | |
  4353.   If no cache entry, use default gateway         |3.3.1.2 |x| | | | |
  4354.     Support multiple default gateways            |3.3.1.2 |x| | | | |
  4355.   Provide table of static routes                 |3.3.1.2 | | |x| | |
  4356.     Flag: route overridable by Redirects         |3.3.1.2 | | |x| | |
  4357.   Key route cache on host, not net address       |3.3.1.3 | | |x| | |
  4358.   Include TOS in route cache                     |3.3.1.3 | |x| | | |
  4359.                                                  |        | | | | | |
  4360.   Able to detect failure of next-hop gateway     |3.3.1.4 |x| | | | |
  4361.   Assume route is good forever                   |3.3.1.4 | | | |x| |
  4362.  
  4363.  
  4364.  
  4365. Internet Engineering Task Force                                [Page 74]
  4366.  
  4367.  
  4368.  
  4369.  
  4370. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4371.  
  4372.  
  4373.   Ping gateways continuously                     |3.3.1.4 | | | | |x|
  4374.   Ping only when traffic being sent              |3.3.1.4 |x| | | | |
  4375.   Ping only when no positive indication          |3.3.1.4 |x| | | | |
  4376.   Higher and lower layers give advice            |3.3.1.4 | |x| | | |
  4377.   Switch from failed default g'way to another    |3.3.1.5 |x| | | | |
  4378.   Manual method of entering config info          |3.3.1.6 |x| | | | |
  4379.                                                  |        | | | | | |
  4380. REASSEMBLY and FRAGMENTATION:                    |        | | | | | |
  4381.   Able to reassemble incoming datagrams          |3.3.2   |x| | | | |
  4382.     At least 576 byte datagrams                  |3.3.2   |x| | | | |
  4383.     EMTU_R configurable or indefinite            |3.3.2   | |x| | | |
  4384.   Transport layer able to learn MMS_R            |3.3.2   |x| | | | |
  4385.   Send ICMP Time Exceeded on reassembly timeout  |3.3.2   |x| | | | |
  4386.     Fixed reassembly timeout value               |3.3.2   | |x| | | |
  4387.                                                  |        | | | | | |
  4388.   Pass MMS_S to higher layers                    |3.3.3   |x| | | | |
  4389.   Local fragmentation of outgoing packets        |3.3.3   | | |x| | |
  4390.      Else don't send bigger than MMS_S           |3.3.3   |x| | | | |
  4391.   Send max 576 to off-net destination            |3.3.3   | |x| | | |
  4392.   All-Subnets-MTU configuration flag             |3.3.3   | | |x| | |
  4393.                                                  |        | | | | | |
  4394. MULTIHOMING:                                     |        | | | | | |
  4395.   Reply with same addr as spec-dest addr         |3.3.4.2 | |x| | | |
  4396.   Allow application to choose local IP addr      |3.3.4.2 |x| | | | |
  4397.   Silently discard d'gram in "wrong" interface   |3.3.4.2 | | |x| | |
  4398.   Only send d'gram through "right" interface     |3.3.4.2 | | |x| | |4
  4399.                                                  |        | | | | | |
  4400. SOURCE-ROUTE FORWARDING:                         |        | | | | | |
  4401.   Forward datagram with Source Route option      |3.3.5   | | |x| | |1
  4402.     Obey corresponding gateway rules             |3.3.5   |x| | | | |1
  4403.       Update TTL by gateway rules                |3.3.5   |x| | | | |1
  4404.       Able to generate ICMP err code 4, 5        |3.3.5   |x| | | | |1
  4405.       IP src addr not local host                 |3.3.5   | | |x| | |1
  4406.       Update Timestamp, Record Route options     |3.3.5   |x| | | | |1
  4407.     Configurable switch for non-local SRing      |3.3.5   |x| | | | |1
  4408.       Defaults to OFF                            |3.3.5   |x| | | | |1
  4409.     Satisfy gwy access rules for non-local SRing |3.3.5   |x| | | | |1
  4410.     If not forward, send Dest Unreach (cd 5)     |3.3.5   | |x| | | |2
  4411.                                                  |        | | | | | |
  4412. BROADCAST:                                       |        | | | | | |
  4413.   Broadcast addr as IP source addr               |3.2.1.3 | | | | |x|
  4414.   Receive 0 or -1 broadcast formats OK           |3.3.6   | |x| | | |
  4415.   Config'ble option to send 0 or -1 b'cast       |3.3.6   | | |x| | |
  4416.     Default to -1 broadcast                      |3.3.6   | |x| | | |
  4417.   Recognize all broadcast address formats        |3.3.6   |x| | | | |
  4418.   Use IP b'cast/m'cast addr in link-layer b'cast |3.3.6   |x| | | | |
  4419.   Silently discard link-layer-only b'cast dg's   |3.3.6   | |x| | | |
  4420.   Use Limited Broadcast addr for connected net   |3.3.6   | |x| | | |
  4421.  
  4422.  
  4423.  
  4424. Internet Engineering Task Force                                [Page 75]
  4425.  
  4426.  
  4427.  
  4428.  
  4429. RFC1122                      INTERNET LAYER                 October 1989
  4430.  
  4431.  
  4432.                                                  |        | | | | | |
  4433. MULTICAST:                                       |        | | | | | |
  4434.   Support local IP multicasting (RFC-1112)       |3.3.7   | |x| | | |
  4435.   Support IGMP (RFC-1112)                        |3.3.7   | | |x| | |
  4436.   Join all-hosts group at startup                |3.3.7   | |x| | | |
  4437.   Higher layers learn i'face m'cast capability   |3.3.7   | |x| | | |
  4438.                                                  |        | | | | | |
  4439. INTERFACE:                                       |        | | | | | |
  4440.   Allow transport layer to use all IP mechanisms |3.4     |x| | | | |
  4441.   Pass interface ident up to transport layer     |3.4     |x| | | | |
  4442.   Pass all IP options up to transport layer      |3.4     |x| | | | |
  4443.   Transport layer can send certain ICMP messages |3.4     |x| | | | |
  4444.   Pass spec'd ICMP messages up to transp. layer  |3.4     |x| | | | |
  4445.      Include IP hdr+8 octets or more from orig.  |3.4     |x| | | | |
  4446.   Able to leap tall buildings at a single bound  |3.5     | |x| | | |
  4447.  
  4448. Footnotes:
  4449.  
  4450. (1)  Only if feature is implemented.
  4451.  
  4452. (2)  This requirement is overruled if datagram is an ICMP error message.
  4453.  
  4454. (3)  Only if feature is implemented and is configured "on".
  4455.  
  4456. (4)  Unless has embedded gateway functionality or is source routed.
  4457.  
  4458.  
  4459.  
  4460.  
  4461.  
  4462.  
  4463.  
  4464.  
  4465.  
  4466.  
  4467.  
  4468.  
  4469.  
  4470.  
  4471.  
  4472.  
  4473.  
  4474.  
  4475.  
  4476.  
  4477.  
  4478.  
  4479.  
  4480.  
  4481.  
  4482.  
  4483. Internet Engineering Task Force                                [Page 76]
  4484.  
  4485.  
  4486.  
  4487.  
  4488. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989
  4489.  
  4490.  
  4491. 4. TRANSPORT PROTOCOLS
  4492.  
  4493.    4.1  USER DATAGRAM PROTOCOL -- UDP
  4494.  
  4495.       4.1.1  INTRODUCTION
  4496.  
  4497.          The User Datagram Protocol UDP [UDP:1] offers only a minimal
  4498.          transport service -- non-guaranteed datagram delivery -- and
  4499.          gives applications direct access to the datagram service of the
  4500.          IP layer.  UDP is used by applications that do not require the
  4501.          level of service of TCP or that wish to use communications
  4502.          services (e.g., multicast or broadcast delivery) not available
  4503.          from TCP.
  4504.  
  4505.          UDP is almost a null protocol; the only services it provides
  4506.          over IP are checksumming of data and multiplexing by port
  4507.          number.  Therefore, an application program running over UDP
  4508.          must deal directly with end-to-end communication problems that
  4509.          a connection-oriented protocol would have handled -- e.g.,
  4510.          retransmission for reliable delivery, packetization and
  4511.          reassembly, flow control, congestion avoidance, etc., when
  4512.          these are required.  The fairly complex coupling between IP and
  4513.          TCP will be mirrored in the coupling between UDP and many
  4514.          applications using UDP.
  4515.  
  4516.       4.1.2  PROTOCOL WALK-THROUGH
  4517.  
  4518.          There are no known errors in the specification of UDP.
  4519.  
  4520.       4.1.3  SPECIFIC ISSUES
  4521.  
  4522.          4.1.3.1  Ports
  4523.  
  4524.             UDP well-known ports follow the same rules as TCP well-known
  4525.             ports; see Section 4.2.2.1 below.
  4526.  
  4527.             If a datagram arrives addressed to a UDP port for which
  4528.             there is no pending LISTEN call, UDP SHOULD send an ICMP
  4529.             Port Unreachable message.
  4530.  
  4531.          4.1.3.2  IP Options
  4532.  
  4533.             UDP MUST pass any IP option that it receives from the IP
  4534.             layer transparently to the application layer.
  4535.  
  4536.             An application MUST be able to specify IP options to be sent
  4537.             in its UDP datagrams, and UDP MUST pass these options to the
  4538.             IP layer.
  4539.  
  4540.  
  4541.  
  4542. Internet Engineering Task Force                                [Page 77]
  4543.  
  4544.  
  4545.  
  4546.  
  4547. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989
  4548.  
  4549.  
  4550.             DISCUSSION:
  4551.                  At present, the only options that need be passed
  4552.                  through UDP are Source Route, Record Route, and Time
  4553.                  Stamp.  However, new options may be defined in the
  4554.                  future, and UDP need not and should not make any
  4555.                  assumptions about the format or content of options it
  4556.                  passes to or from the application; an exception to this
  4557.                  might be an IP-layer security option.
  4558.  
  4559.                  An application based on UDP will need to obtain a
  4560.                  source route from a request datagram and supply a
  4561.                  reversed route for sending the corresponding reply.
  4562.  
  4563.          4.1.3.3  ICMP Messages
  4564.  
  4565.             UDP MUST pass to the application layer all ICMP error
  4566.             messages that it receives from the IP layer.  Conceptually
  4567.             at least, this may be accomplished with an upcall to the
  4568.             ERROR_REPORT routine (see Section 4.2.4.1).
  4569.  
  4570.             DISCUSSION:
  4571.                  Note that ICMP error messages resulting from sending a
  4572.                  UDP datagram are received asynchronously.  A UDP-based
  4573.                  application that wants to receive ICMP error messages
  4574.                  is responsible for maintaining the state necessary to
  4575.                  demultiplex these messages when they arrive; for
  4576.                  example, the application may keep a pending receive
  4577.                  operation for this purpose.  The application is also
  4578.                  responsible to avoid confusion from a delayed ICMP
  4579.                  error message resulting from an earlier use of the same
  4580.                  port(s).
  4581.  
  4582.          4.1.3.4  UDP Checksums
  4583.  
  4584.             A host MUST implement the facility to generate and validate
  4585.             UDP checksums.  An application MAY optionally be able to
  4586.             control whether a UDP checksum will be generated, but it
  4587.             MUST default to checksumming on.
  4588.  
  4589.             If a UDP datagram is received with a checksum that is non-
  4590.             zero and invalid, UDP MUST silently discard the datagram.
  4591.             An application MAY optionally be able to control whether UDP
  4592.             datagrams without checksums should be discarded or passed to
  4593.             the application.
  4594.  
  4595.             DISCUSSION:
  4596.                  Some applications that normally run only across local
  4597.                  area networks have chosen to turn off UDP checksums for
  4598.  
  4599.  
  4600.  
  4601. Internet Engineering Task Force                                [Page 78]
  4602.  
  4603.  
  4604.  
  4605.  
  4606. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989
  4607.  
  4608.  
  4609.                  efficiency.  As a result, numerous cases of undetected
  4610.                  errors have been reported.  The advisability of ever
  4611.                  turning off UDP checksumming is very controversial.
  4612.  
  4613.             IMPLEMENTATION:
  4614.                  There is a common implementation error in UDP
  4615.                  checksums.  Unlike the TCP checksum, the UDP checksum
  4616.                  is optional; the value zero is transmitted in the
  4617.                  checksum field of a UDP header to indicate the absence
  4618.                  of a checksum.  If the transmitter really calculates a
  4619.                  UDP checksum of zero, it must transmit the checksum as
  4620.                  all 1's (65535).  No special action is required at the
  4621.                  receiver, since zero and 65535 are equivalent in 1's
  4622.                  complement arithmetic.
  4623.  
  4624.          4.1.3.5  UDP Multihoming
  4625.  
  4626.             When a UDP datagram is received, its specific-destination
  4627.             address MUST be passed up to the application layer.
  4628.  
  4629.             An application program MUST be able to specify the IP source
  4630.             address to be used for sending a UDP datagram or to leave it
  4631.             unspecified (in which case the networking software will
  4632.             choose an appropriate source address).  There SHOULD be a
  4633.             way to communicate the chosen source address up to the
  4634.             application layer (e.g, so that the application can later
  4635.             receive a reply datagram only from the corresponding
  4636.             interface).
  4637.  
  4638.             DISCUSSION:
  4639.                  A request/response application that uses UDP should use
  4640.                  a source address for the response that is the same as
  4641.                  the specific destination address of the request.  See
  4642.                  the "General Issues" section of [INTRO:1].
  4643.  
  4644.          4.1.3.6  Invalid Addresses
  4645.  
  4646.             A UDP datagram received with an invalid IP source address
  4647.             (e.g., a broadcast or multicast address) must be discarded
  4648.             by UDP or by the IP layer (see Section 3.2.1.3).
  4649.  
  4650.             When a host sends a UDP datagram, the source address MUST be
  4651.             (one of) the IP address(es) of the host.
  4652.  
  4653.       4.1.4  UDP/APPLICATION LAYER INTERFACE
  4654.  
  4655.          The application interface to UDP MUST provide the full services
  4656.          of the IP/transport interface described in Section 3.4 of this
  4657.  
  4658.  
  4659.  
  4660. Internet Engineering Task Force                                [Page 79]
  4661.  
  4662.  
  4663.  
  4664.  
  4665. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989
  4666.  
  4667.  
  4668.          document.  Thus, an application using UDP needs the functions
  4669.          of the GET_SRCADDR(), GET_MAXSIZES(), ADVISE_DELIVPROB(), and
  4670.          RECV_ICMP() calls described in Section 3.4.  For example,
  4671.          GET_MAXSIZES() can be used to learn the effective maximum UDP
  4672.          maximum datagram size for a particular {interface,remote
  4673.          host,TOS} triplet.
  4674.  
  4675.          An application-layer program MUST be able to set the TTL and
  4676.          TOS values as well as IP options for sending a UDP datagram,
  4677.          and these values must be passed transparently to the IP layer.
  4678.          UDP MAY pass the received TOS up to the application layer.
  4679.  
  4680.       4.1.5  UDP REQUIREMENTS SUMMARY
  4681.  
  4682.  
  4683.                                                  |        | | | |S| |
  4684.                                                  |        | | | |H| |F
  4685.                                                  |        | | | |O|M|o
  4686.                                                  |        | |S| |U|U|o
  4687.                                                  |        | |H| |L|S|t
  4688.                                                  |        |M|O| |D|T|n
  4689.                                                  |        |U|U|M| | |o
  4690.                                                  |        |S|L|A|N|N|t
  4691.                                                  |        |T|D|Y|O|O|t
  4692. FEATURE                                          |SECTION | | | |T|T|e
  4693. -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--
  4694.                                                  |        | | | | | |
  4695.     UDP                                          |        | | | | | |
  4696. -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--
  4697.                                                  |        | | | | | |
  4698. UDP send Port Unreachable                        |4.1.3.1 | |x| | | |
  4699.                                                  |        | | | | | |
  4700. IP Options in UDP                                |        | | | | | |
  4701.  - Pass rcv'd IP options to applic layer         |4.1.3.2 |x| | | | |
  4702.  - Applic layer can specify IP options in Send   |4.1.3.2 |x| | | | |
  4703.  - UDP passes IP options down to IP layer        |4.1.3.2 |x| | | | |
  4704.                                                  |        | | | | | |
  4705. Pass ICMP msgs up to applic layer                |4.1.3.3 |x| | | | |
  4706.                                                  |        | | | | | |
  4707. UDP checksums:                                   |        | | | | | |
  4708.  - Able to generate/check checksum               |4.1.3.4 |x| | | | |
  4709.  - Silently discard bad checksum                 |4.1.3.4 |x| | | | |
  4710.  - Sender Option to not generate checksum        |4.1.3.4 | | |x| | |
  4711.    - Default is to checksum                      |4.1.3.4 |x| | | | |
  4712.  - Receiver Option to require checksum           |4.1.3.4 | | |x| | |
  4713.                                                  |        | | | | | |
  4714. UDP Multihoming                                  |        | | | | | |
  4715.  - Pass spec-dest addr to application            |4.1.3.5 |x| | | | |
  4716.  
  4717.  
  4718.  
  4719. Internet Engineering Task Force                                [Page 80]
  4720.  
  4721.  
  4722.  
  4723.  
  4724. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- UDP             October 1989
  4725.  
  4726.  
  4727.  - Applic layer can specify Local IP addr        |4.1.3.5 |x| | | | |
  4728.  - Applic layer specify wild Local IP addr       |4.1.3.5 |x| | | | |
  4729.  - Applic layer notified of Local IP addr used   |4.1.3.5 | |x| | | |
  4730.                                                  |        | | | | | |
  4731. Bad IP src addr silently discarded by UDP/IP     |4.1.3.6 |x| | | | |
  4732. Only send valid IP source address                |4.1.3.6 |x| | | | |
  4733. UDP Application Interface Services               |        | | | | | |
  4734. Full IP interface of 3.4 for application         |4.1.4   |x| | | | |
  4735.  - Able to spec TTL, TOS, IP opts when send dg   |4.1.4   |x| | | | |
  4736.  - Pass received TOS up to applic layer          |4.1.4   | | |x| | |
  4737.  
  4738.  
  4739.  
  4740.  
  4741.  
  4742.  
  4743.  
  4744.  
  4745.  
  4746.  
  4747.  
  4748.  
  4749.  
  4750.  
  4751.  
  4752.  
  4753.  
  4754.  
  4755.  
  4756.  
  4757.  
  4758.  
  4759.  
  4760.  
  4761.  
  4762.  
  4763.  
  4764.  
  4765.  
  4766.  
  4767.  
  4768.  
  4769.  
  4770.  
  4771.  
  4772.  
  4773.  
  4774.  
  4775.  
  4776.  
  4777.  
  4778. Internet Engineering Task Force                                [Page 81]
  4779.  
  4780.  
  4781.  
  4782.  
  4783. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  4784.  
  4785.  
  4786.    4.2  TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL -- TCP
  4787.  
  4788.       4.2.1  INTRODUCTION
  4789.  
  4790.          The Transmission Control Protocol TCP [TCP:1] is the primary
  4791.          virtual-circuit transport protocol for the Internet suite.  TCP
  4792.          provides reliable, in-sequence delivery of a full-duplex stream
  4793.          of octets (8-bit bytes).  TCP is used by those applications
  4794.          needing reliable, connection-oriented transport service, e.g.,
  4795.          mail (SMTP), file transfer (FTP), and virtual terminal service
  4796.          (Telnet); requirements for these application-layer protocols
  4797.          are described in [INTRO:1].
  4798.  
  4799.       4.2.2  PROTOCOL WALK-THROUGH
  4800.  
  4801.          4.2.2.1  Well-Known Ports: RFC-793 Section 2.7
  4802.  
  4803.             DISCUSSION:
  4804.                  TCP reserves port numbers in the range 0-255 for
  4805.                  "well-known" ports, used to access services that are
  4806.                  standardized across the Internet.  The remainder of the
  4807.                  port space can be freely allocated to application
  4808.                  processes.  Current well-known port definitions are
  4809.                  listed in the RFC entitled "Assigned Numbers"
  4810.                  [INTRO:6].  A prerequisite for defining a new well-
  4811.                  known port is an RFC documenting the proposed service
  4812.                  in enough detail to allow new implementations.
  4813.  
  4814.                  Some systems extend this notion by adding a third
  4815.                  subdivision of the TCP port space: reserved ports,
  4816.                  which are generally used for operating-system-specific
  4817.                  services.  For example, reserved ports might fall
  4818.                  between 256 and some system-dependent upper limit.
  4819.                  Some systems further choose to protect well-known and
  4820.                  reserved ports by permitting only privileged users to
  4821.                  open TCP connections with those port values.  This is
  4822.                  perfectly reasonable as long as the host does not
  4823.                  assume that all hosts protect their low-numbered ports
  4824.                  in this manner.
  4825.  
  4826.          4.2.2.2  Use of Push: RFC-793 Section 2.8
  4827.  
  4828.             When an application issues a series of SEND calls without
  4829.             setting the PUSH flag, the TCP MAY aggregate the data
  4830.             internally without sending it.  Similarly, when a series of
  4831.             segments is received without the PSH bit, a TCP MAY queue
  4832.             the data internally without passing it to the receiving
  4833.             application.
  4834.  
  4835.  
  4836.  
  4837. Internet Engineering Task Force                                [Page 82]
  4838.  
  4839.  
  4840.  
  4841.  
  4842. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  4843.  
  4844.  
  4845.             The PSH bit is not a record marker and is independent of
  4846.             segment boundaries.  The transmitter SHOULD collapse
  4847.             successive PSH bits when it packetizes data, to send the
  4848.             largest possible segment.
  4849.  
  4850.             A TCP MAY implement PUSH flags on SEND calls.  If PUSH flags
  4851.             are not implemented, then the sending TCP: (1) must not
  4852.             buffer data indefinitely, and (2) MUST set the PSH bit in
  4853.             the last buffered segment (i.e., when there is no more
  4854.             queued data to be sent).
  4855.  
  4856.             The discussion in RFC-793 on pages 48, 50, and 74
  4857.             erroneously implies that a received PSH flag must be passed
  4858.             to the application layer.  Passing a received PSH flag to
  4859.             the application layer is now OPTIONAL.
  4860.  
  4861.             An application program is logically required to set the PUSH
  4862.             flag in a SEND call whenever it needs to force delivery of
  4863.             the data to avoid a communication deadlock.  However, a TCP
  4864.             SHOULD send a maximum-sized segment whenever possible, to
  4865.             improve performance (see Section 4.2.3.4).
  4866.  
  4867.             DISCUSSION:
  4868.                  When the PUSH flag is not implemented on SEND calls,
  4869.                  i.e., when the application/TCP interface uses a pure
  4870.                  streaming model, responsibility for aggregating any
  4871.                  tiny data fragments to form reasonable sized segments
  4872.                  is partially borne by the application layer.
  4873.  
  4874.                  Generally, an interactive application protocol must set
  4875.                  the PUSH flag at least in the last SEND call in each
  4876.                  command or response sequence.  A bulk transfer protocol
  4877.                  like FTP should set the PUSH flag on the last segment
  4878.                  of a file or when necessary to prevent buffer deadlock.
  4879.  
  4880.                  At the receiver, the PSH bit forces buffered data to be
  4881.                  delivered to the application (even if less than a full
  4882.                  buffer has been received). Conversely, the lack of a
  4883.                  PSH bit can be used to avoid unnecessary wakeup calls
  4884.                  to the application process; this can be an important
  4885.                  performance optimization for large timesharing hosts.
  4886.                  Passing the PSH bit to the receiving application allows
  4887.                  an analogous optimization within the application.
  4888.  
  4889.          4.2.2.3  Window Size: RFC-793 Section 3.1
  4890.  
  4891.             The window size MUST be treated as an unsigned number, or
  4892.             else large window sizes will appear like negative windows
  4893.  
  4894.  
  4895.  
  4896. Internet Engineering Task Force                                [Page 83]
  4897.  
  4898.  
  4899.  
  4900.  
  4901. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  4902.  
  4903.  
  4904.             and TCP will not work.  It is RECOMMENDED that
  4905.             implementations reserve 32-bit fields for the send and
  4906.             receive window sizes in the connection record and do all
  4907.             window computations with 32 bits.
  4908.  
  4909.             DISCUSSION:
  4910.                  It is known that the window field in the TCP header is
  4911.                  too small for high-speed, long-delay paths.
  4912.                  Experimental TCP options have been defined to extend
  4913.                  the window size; see for example [TCP:11].  In
  4914.                  anticipation of the adoption of such an extension, TCP
  4915.                  implementors should treat windows as 32 bits.
  4916.  
  4917.          4.2.2.4  Urgent Pointer: RFC-793 Section 3.1
  4918.  
  4919.             The second sentence is in error: the urgent pointer points
  4920.             to the sequence number of the LAST octet (not LAST+1) in a
  4921.             sequence of urgent data.  The description on page 56 (last
  4922.             sentence) is correct.
  4923.  
  4924.             A TCP MUST support a sequence of urgent data of any length.
  4925.  
  4926.             A TCP MUST inform the application layer asynchronously
  4927.             whenever it receives an Urgent pointer and there was
  4928.             previously no pending urgent data, or whenever the Urgent
  4929.             pointer advances in the data stream.  There MUST be a way
  4930.             for the application to learn how much urgent data remains to
  4931.             be read from the connection, or at least to determine
  4932.             whether or not more urgent data remains to be read.
  4933.  
  4934.             DISCUSSION:
  4935.                  Although the Urgent mechanism may be used for any
  4936.                  application, it is normally used to send "interrupt"-
  4937.                  type commands to a Telnet program (see "Using Telnet
  4938.                  Synch Sequence" section in [INTRO:1]).
  4939.  
  4940.                  The asynchronous or "out-of-band" notification will
  4941.                  allow the application to go into "urgent mode", reading
  4942.                  data from the TCP connection.  This allows control
  4943.                  commands to be sent to an application whose normal
  4944.                  input buffers are full of unprocessed data.
  4945.  
  4946.             IMPLEMENTATION:
  4947.                  The generic ERROR-REPORT() upcall described in Section
  4948.                  4.2.4.1 is a possible mechanism for informing the
  4949.                  application of the arrival of urgent data.
  4950.  
  4951.  
  4952.  
  4953.  
  4954.  
  4955. Internet Engineering Task Force                                [Page 84]
  4956.  
  4957.  
  4958.  
  4959.  
  4960. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  4961.  
  4962.  
  4963.          4.2.2.5  TCP Options: RFC-793 Section 3.1
  4964.  
  4965.             A TCP MUST be able to receive a TCP option in any segment.
  4966.             A TCP MUST ignore without error any TCP option it does not
  4967.             implement, assuming that the option has a length field (all
  4968.             TCP options defined in the future will have length fields).
  4969.             TCP MUST be prepared to handle an illegal option length
  4970.             (e.g., zero) without crashing; a suggested procedure is to
  4971.             reset the connection and log the reason.
  4972.  
  4973.          4.2.2.6  Maximum Segment Size Option: RFC-793 Section 3.1
  4974.  
  4975.             TCP MUST implement both sending and receiving the Maximum
  4976.             Segment Size option [TCP:4].
  4977.  
  4978.             TCP SHOULD send an MSS (Maximum Segment Size) option in
  4979.             every SYN segment when its receive MSS differs from the
  4980.             default 536, and MAY send it always.
  4981.  
  4982.             If an MSS option is not received at connection setup, TCP
  4983.             MUST assume a default send MSS of 536 (576-40) [TCP:4].
  4984.  
  4985.             The maximum size of a segment that TCP really sends, the
  4986.             "effective send MSS," MUST be the smaller of the send MSS
  4987.             (which reflects the available reassembly buffer size at the
  4988.             remote host) and the largest size permitted by the IP layer:
  4989.  
  4990.                Eff.snd.MSS =
  4991.  
  4992.                   min(SendMSS+20, MMS_S) - TCPhdrsize - IPoptionsize
  4993.  
  4994.             where:
  4995.  
  4996.             *    SendMSS is the MSS value received from the remote host,
  4997.                  or the default 536 if no MSS option is received.
  4998.  
  4999.             *    MMS_S is the maximum size for a transport-layer message
  5000.                  that TCP may send.
  5001.  
  5002.             *    TCPhdrsize is the size of the TCP header; this is
  5003.                  normally 20, but may be larger if TCP options are to be
  5004.                  sent.
  5005.  
  5006.             *    IPoptionsize is the size of any IP options that TCP
  5007.                  will pass to the IP layer with the current message.
  5008.  
  5009.  
  5010.             The MSS value to be sent in an MSS option must be less than
  5011.  
  5012.  
  5013.  
  5014. Internet Engineering Task Force                                [Page 85]
  5015.  
  5016.  
  5017.  
  5018.  
  5019. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5020.  
  5021.  
  5022.             or equal to:
  5023.  
  5024.                MMS_R - 20
  5025.  
  5026.             where MMS_R is the maximum size for a transport-layer
  5027.             message that can be received (and reassembled).  TCP obtains
  5028.             MMS_R and MMS_S from the IP layer; see the generic call
  5029.             GET_MAXSIZES in Section 3.4.
  5030.  
  5031.             DISCUSSION:
  5032.                  The choice of TCP segment size has a strong effect on
  5033.                  performance.  Larger segments increase throughput by
  5034.                  amortizing header size and per-datagram processing
  5035.                  overhead over more data bytes; however, if the packet
  5036.                  is so large that it causes IP fragmentation, efficiency
  5037.                  drops sharply if any fragments are lost [IP:9].
  5038.  
  5039.                  Some TCP implementations send an MSS option only if the
  5040.                  destination host is on a non-connected network.
  5041.                  However, in general the TCP layer may not have the
  5042.                  appropriate information to make this decision, so it is
  5043.                  preferable to leave to the IP layer the task of
  5044.                  determining a suitable MTU for the Internet path.  We
  5045.                  therefore recommend that TCP always send the option (if
  5046.                  not 536) and that the IP layer determine MMS_R as
  5047.                  specified in 3.3.3 and 3.4.  A proposed IP-layer
  5048.                  mechanism to measure the MTU would then modify the IP
  5049.                  layer without changing TCP.
  5050.  
  5051.          4.2.2.7  TCP Checksum: RFC-793 Section 3.1
  5052.  
  5053.             Unlike the UDP checksum (see Section 4.1.3.4), the TCP
  5054.             checksum is never optional.  The sender MUST generate it and
  5055.             the receiver MUST check it.
  5056.  
  5057.          4.2.2.8  TCP Connection State Diagram: RFC-793 Section 3.2,
  5058.             page 23
  5059.  
  5060.             There are several problems with this diagram:
  5061.  
  5062.             (a)  The arrow from SYN-SENT to SYN-RCVD should be labeled
  5063.                  with "snd SYN,ACK", to agree with the text on page 68
  5064.                  and with Figure 8.
  5065.  
  5066.             (b)  There could be an arrow from SYN-RCVD state to LISTEN
  5067.                  state, conditioned on receiving a RST after a passive
  5068.                  open (see text page 70).
  5069.  
  5070.  
  5071.  
  5072.  
  5073. Internet Engineering Task Force                                [Page 86]
  5074.  
  5075.  
  5076.  
  5077.  
  5078. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5079.  
  5080.  
  5081.             (c)  It is possible to go directly from FIN-WAIT-1 to the
  5082.                  TIME-WAIT state (see page 75 of the spec).
  5083.  
  5084.  
  5085.          4.2.2.9  Initial Sequence Number Selection: RFC-793 Section
  5086.             3.3, page 27
  5087.  
  5088.             A TCP MUST use the specified clock-driven selection of
  5089.             initial sequence numbers.
  5090.  
  5091.          4.2.2.10  Simultaneous Open Attempts: RFC-793 Section 3.4, page
  5092.             32
  5093.  
  5094.             There is an error in Figure 8: the packet on line 7 should
  5095.             be identical to the packet on line 5.
  5096.  
  5097.             A TCP MUST support simultaneous open attempts.
  5098.  
  5099.             DISCUSSION:
  5100.                  It sometimes surprises implementors that if two
  5101.                  applications attempt to simultaneously connect to each
  5102.                  other, only one connection is generated instead of two.
  5103.                  This was an intentional design decision; don't try to
  5104.                  "fix" it.
  5105.  
  5106.          4.2.2.11  Recovery from Old Duplicate SYN: RFC-793 Section 3.4,
  5107.             page 33
  5108.  
  5109.             Note that a TCP implementation MUST keep track of whether a
  5110.             connection has reached SYN_RCVD state as the result of a
  5111.             passive OPEN or an active OPEN.
  5112.  
  5113.          4.2.2.12  RST Segment: RFC-793 Section 3.4
  5114.  
  5115.             A TCP SHOULD allow a received RST segment to include data.
  5116.  
  5117.             DISCUSSION
  5118.                  It has been suggested that a RST segment could contain
  5119.                  ASCII text that encoded and explained the cause of the
  5120.                  RST.  No standard has yet been established for such
  5121.                  data.
  5122.  
  5123.          4.2.2.13  Closing a Connection: RFC-793 Section 3.5
  5124.  
  5125.             A TCP connection may terminate in two ways: (1) the normal
  5126.             TCP close sequence using a FIN handshake, and (2) an "abort"
  5127.             in which one or more RST segments are sent and the
  5128.             connection state is immediately discarded.  If a TCP
  5129.  
  5130.  
  5131.  
  5132. Internet Engineering Task Force                                [Page 87]
  5133.  
  5134.  
  5135.  
  5136.  
  5137. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5138.  
  5139.  
  5140.             connection is closed by the remote site, the local
  5141.             application MUST be informed whether it closed normally or
  5142.             was aborted.
  5143.  
  5144.             The normal TCP close sequence delivers buffered data
  5145.             reliably in both directions.  Since the two directions of a
  5146.             TCP connection are closed independently, it is possible for
  5147.             a connection to be "half closed," i.e., closed in only one
  5148.             direction, and a host is permitted to continue sending data
  5149.             in the open direction on a half-closed connection.
  5150.  
  5151.             A host MAY implement a "half-duplex" TCP close sequence, so
  5152.             that an application that has called CLOSE cannot continue to
  5153.             read data from the connection.  If such a host issues a
  5154.             CLOSE call while received data is still pending in TCP, or
  5155.             if new data is received after CLOSE is called, its TCP
  5156.             SHOULD send a RST to show that data was lost.
  5157.  
  5158.             When a connection is closed actively, it MUST linger in
  5159.             TIME-WAIT state for a time 2xMSL (Maximum Segment Lifetime).
  5160.             However, it MAY accept a new SYN from the remote TCP to
  5161.             reopen the connection directly from TIME-WAIT state, if it:
  5162.  
  5163.             (1)  assigns its initial sequence number for the new
  5164.                  connection to be larger than the largest sequence
  5165.                  number it used on the previous connection incarnation,
  5166.                  and
  5167.  
  5168.             (2)  returns to TIME-WAIT state if the SYN turns out to be
  5169.                  an old duplicate.
  5170.  
  5171.  
  5172.             DISCUSSION:
  5173.                  TCP's full-duplex data-preserving close is a feature
  5174.                  that is not included in the analogous ISO transport
  5175.                  protocol TP4.
  5176.  
  5177.                  Some systems have not implemented half-closed
  5178.                  connections, presumably because they do not fit into
  5179.                  the I/O model of their particular operating system.  On
  5180.                  these systems, once an application has called CLOSE, it
  5181.                  can no longer read input data from the connection; this
  5182.                  is referred to as a "half-duplex" TCP close sequence.
  5183.  
  5184.                  The graceful close algorithm of TCP requires that the
  5185.                  connection state remain defined on (at least)  one end
  5186.                  of the connection, for a timeout period of 2xMSL, i.e.,
  5187.                  4 minutes.  During this period, the (remote socket,
  5188.  
  5189.  
  5190.  
  5191. Internet Engineering Task Force                                [Page 88]
  5192.  
  5193.  
  5194.  
  5195.  
  5196. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5197.  
  5198.  
  5199.                  local socket) pair that defines the connection is busy
  5200.                  and cannot be reused.  To shorten the time that a given
  5201.                  port pair is tied up, some TCPs allow a new SYN to be
  5202.                  accepted in TIME-WAIT state.
  5203.  
  5204.          4.2.2.14  Data Communication: RFC-793 Section 3.7, page 40
  5205.  
  5206.             Since RFC-793 was written, there has been extensive work on
  5207.             TCP algorithms to achieve efficient data communication.
  5208.             Later sections of the present document describe required and
  5209.             recommended TCP algorithms to determine when to send data
  5210.             (Section 4.2.3.4), when to send an acknowledgment (Section
  5211.             4.2.3.2), and when to update the window (Section 4.2.3.3).
  5212.  
  5213.             DISCUSSION:
  5214.                  One important performance issue is "Silly Window
  5215.                  Syndrome" or "SWS" [TCP:5], a stable pattern of small
  5216.                  incremental window movements resulting in extremely
  5217.                  poor TCP performance.  Algorithms to avoid SWS are
  5218.                  described below for both the sending side (Section
  5219.                  4.2.3.4) and the receiving side (Section 4.2.3.3).
  5220.  
  5221.                  In brief, SWS is caused by the receiver advancing the
  5222.                  right window edge whenever it has any new buffer space
  5223.                  available to receive data and by the sender using any
  5224.                  incremental window, no matter how small, to send more
  5225.                  data [TCP:5].  The result can be a stable pattern of
  5226.                  sending tiny data segments, even though both sender and
  5227.                  receiver have a large total buffer space for the
  5228.                  connection.  SWS can only occur during the transmission
  5229.                  of a large amount of data; if the connection goes
  5230.                  quiescent, the problem will disappear.  It is caused by
  5231.                  typical straightforward implementation of window
  5232.                  management, but the sender and receiver algorithms
  5233.                  given below will avoid it.
  5234.  
  5235.                  Another important TCP performance issue is that some
  5236.                  applications, especially remote login to character-at-
  5237.                  a-time hosts, tend to send streams of one-octet data
  5238.                  segments.  To avoid deadlocks, every TCP SEND call from
  5239.                  such applications must be "pushed", either explicitly
  5240.                  by the application or else implicitly by TCP.  The
  5241.                  result may be a stream of TCP segments that contain one
  5242.                  data octet each, which makes very inefficient use of
  5243.                  the Internet and contributes to Internet congestion.
  5244.                  The Nagle Algorithm described in Section 4.2.3.4
  5245.                  provides a simple and effective solution to this
  5246.                  problem.  It does have the effect of clumping
  5247.  
  5248.  
  5249.  
  5250. Internet Engineering Task Force                                [Page 89]
  5251.  
  5252.  
  5253.  
  5254.  
  5255. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5256.  
  5257.  
  5258.                  characters over Telnet connections; this may initially
  5259.                  surprise users accustomed to single-character echo, but
  5260.                  user acceptance has not been a problem.
  5261.  
  5262.                  Note that the Nagle algorithm and the send SWS
  5263.                  avoidance algorithm play complementary roles in
  5264.                  improving performance.  The Nagle algorithm discourages
  5265.                  sending tiny segments when the data to be sent
  5266.                  increases in small increments, while the SWS avoidance
  5267.                  algorithm discourages small segments resulting from the
  5268.                  right window edge advancing in small increments.
  5269.  
  5270.                  A careless implementation can send two or more
  5271.                  acknowledgment segments per data segment received.  For
  5272.                  example, suppose the receiver acknowledges every data
  5273.                  segment immediately.  When the application program
  5274.                  subsequently consumes the data and increases the
  5275.                  available receive buffer space again, the receiver may
  5276.                  send a second acknowledgment segment to update the
  5277.                  window at the sender.  The extreme case occurs with
  5278.                  single-character segments on TCP connections using the
  5279.                  Telnet protocol for remote login service.  Some
  5280.                  implementations have been observed in which each
  5281.                  incoming 1-character segment generates three return
  5282.                  segments: (1) the acknowledgment, (2) a one byte
  5283.                  increase in the window, and (3) the echoed character,
  5284.                  respectively.
  5285.  
  5286.          4.2.2.15  Retransmission Timeout: RFC-793 Section 3.7, page 41
  5287.  
  5288.             The algorithm suggested in RFC-793 for calculating the
  5289.             retransmission timeout is now known to be inadequate; see
  5290.             Section 4.2.3.1 below.
  5291.  
  5292.             Recent work by Jacobson [TCP:7] on Internet congestion and
  5293.             TCP retransmission stability has produced a transmission
  5294.             algorithm combining "slow start" with "congestion
  5295.             avoidance".  A TCP MUST implement this algorithm.
  5296.  
  5297.             If a retransmitted packet is identical to the original
  5298.             packet (which implies not only that the data boundaries have
  5299.             not changed, but also that the window and acknowledgment
  5300.             fields of the header have not changed), then the same IP
  5301.             Identification field MAY be used (see Section 3.2.1.5).
  5302.  
  5303.             IMPLEMENTATION:
  5304.                  Some TCP implementors have chosen to "packetize" the
  5305.                  data stream, i.e., to pick segment boundaries when
  5306.  
  5307.  
  5308.  
  5309. Internet Engineering Task Force                                [Page 90]
  5310.  
  5311.  
  5312.  
  5313.  
  5314. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5315.  
  5316.  
  5317.                  segments are originally sent and to queue these
  5318.                  segments in a "retransmission queue" until they are
  5319.                  acknowledged.  Another design (which may be simpler) is
  5320.                  to defer packetizing until each time data is
  5321.                  transmitted or retransmitted, so there will be no
  5322.                  segment retransmission queue.
  5323.  
  5324.                  In an implementation with a segment retransmission
  5325.                  queue, TCP performance may be enhanced by repacketizing
  5326.                  the segments awaiting acknowledgment when the first
  5327.                  retransmission timeout occurs.  That is, the
  5328.                  outstanding segments that fitted would be combined into
  5329.                  one maximum-sized segment, with a new IP Identification
  5330.                  value.  The TCP would then retain this combined segment
  5331.                  in the retransmit queue until it was acknowledged.
  5332.                  However, if the first two segments in the
  5333.                  retransmission queue totalled more than one maximum-
  5334.                  sized segment, the TCP would retransmit only the first
  5335.                  segment using the original IP Identification field.
  5336.  
  5337.          4.2.2.16  Managing the Window: RFC-793 Section 3.7, page 41
  5338.  
  5339.             A TCP receiver SHOULD NOT shrink the window, i.e., move the
  5340.             right window edge to the left.  However, a sending TCP MUST
  5341.             be robust against window shrinking, which may cause the
  5342.             "useable window" (see Section 4.2.3.4) to become negative.
  5343.  
  5344.             If this happens, the sender SHOULD NOT send new data, but
  5345.             SHOULD retransmit normally the old unacknowledged data
  5346.             between SND.UNA and SND.UNA+SND.WND.  The sender MAY also
  5347.             retransmit old data beyond SND.UNA+SND.WND, but SHOULD NOT
  5348.             time out the connection if data beyond the right window edge
  5349.             is not acknowledged.  If the window shrinks to zero, the TCP
  5350.             MUST probe it in the standard way (see next Section).
  5351.  
  5352.             DISCUSSION:
  5353.                  Many TCP implementations become confused if the window
  5354.                  shrinks from the right after data has been sent into a
  5355.                  larger window.  Note that TCP has a heuristic to select
  5356.                  the latest window update despite possible datagram
  5357.                  reordering; as a result, it may ignore a window update
  5358.                  with a smaller window than previously offered if
  5359.                  neither the sequence number nor the acknowledgment
  5360.                  number is increased.
  5361.  
  5362.  
  5363.  
  5364.  
  5365.  
  5366.  
  5367.  
  5368. Internet Engineering Task Force                                [Page 91]
  5369.  
  5370.  
  5371.  
  5372.  
  5373. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5374.  
  5375.  
  5376.          4.2.2.17  Probing Zero Windows: RFC-793 Section 3.7, page 42
  5377.  
  5378.             Probing of zero (offered) windows MUST be supported.
  5379.  
  5380.             A TCP MAY keep its offered receive window closed
  5381.             indefinitely.  As long as the receiving TCP continues to
  5382.             send acknowledgments in response to the probe segments, the
  5383.             sending TCP MUST allow the connection to stay open.
  5384.  
  5385.             DISCUSSION:
  5386.                  It is extremely important to remember that ACK
  5387.                  (acknowledgment) segments that contain no data are not
  5388.                  reliably transmitted by TCP.  If zero window probing is
  5389.                  not supported, a connection may hang forever when an
  5390.                  ACK segment that re-opens the window is lost.
  5391.  
  5392.                  The delay in opening a zero window generally occurs
  5393.                  when the receiving application stops taking data from
  5394.                  its TCP.  For example, consider a printer daemon
  5395.                  application, stopped because the printer ran out of
  5396.                  paper.
  5397.  
  5398.             The transmitting host SHOULD send the first zero-window
  5399.             probe when a zero window has existed for the retransmission
  5400.             timeout period (see Section 4.2.2.15), and SHOULD increase
  5401.             exponentially the interval between successive probes.
  5402.  
  5403.             DISCUSSION:
  5404.                  This procedure minimizes delay if the zero-window
  5405.                  condition is due to a lost ACK segment containing a
  5406.                  window-opening update.  Exponential backoff is
  5407.                  recommended, possibly with some maximum interval not
  5408.                  specified here.  This procedure is similar to that of
  5409.                  the retransmission algorithm, and it may be possible to
  5410.                  combine the two procedures in the implementation.
  5411.  
  5412.          4.2.2.18  Passive OPEN Calls:  RFC-793 Section 3.8
  5413.  
  5414.             Every passive OPEN call either creates a new connection
  5415.             record in LISTEN state, or it returns an error; it MUST NOT
  5416.             affect any previously created connection record.
  5417.  
  5418.             A TCP that supports multiple concurrent users MUST provide
  5419.             an OPEN call that will functionally allow an application to
  5420.             LISTEN on a port while a connection block with the same
  5421.             local port is in SYN-SENT or SYN-RECEIVED state.
  5422.  
  5423.             DISCUSSION:
  5424.  
  5425.  
  5426.  
  5427. Internet Engineering Task Force                                [Page 92]
  5428.  
  5429.  
  5430.  
  5431.  
  5432. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5433.  
  5434.  
  5435.                  Some applications (e.g., SMTP servers) may need to
  5436.                  handle multiple connection attempts at about the same
  5437.                  time.  The probability of a connection attempt failing
  5438.                  is reduced by giving the application some means of
  5439.                  listening for a new connection at the same time that an
  5440.                  earlier connection attempt is going through the three-
  5441.                  way handshake.
  5442.  
  5443.             IMPLEMENTATION:
  5444.                  Acceptable implementations of concurrent opens may
  5445.                  permit multiple passive OPEN calls, or they may allow
  5446.                  "cloning" of LISTEN-state connections from a single
  5447.                  passive OPEN call.
  5448.  
  5449.          4.2.2.19  Time to Live: RFC-793 Section 3.9, page 52
  5450.  
  5451.             RFC-793 specified that TCP was to request the IP layer to
  5452.             send TCP segments with TTL = 60.  This is obsolete; the TTL
  5453.             value used to send TCP segments MUST be configurable.  See
  5454.             Section 3.2.1.7 for discussion.
  5455.  
  5456.          4.2.2.20  Event Processing: RFC-793 Section 3.9
  5457.  
  5458.             While it is not strictly required, a TCP SHOULD be capable
  5459.             of queueing out-of-order TCP segments.  Change the "may" in
  5460.             the last sentence of the first paragraph on page 70 to
  5461.             "should".
  5462.  
  5463.             DISCUSSION:
  5464.                  Some small-host implementations have omitted segment
  5465.                  queueing because of limited buffer space.  This
  5466.                  omission may be expected to adversely affect TCP
  5467.                  throughput, since loss of a single segment causes all
  5468.                  later segments to appear to be "out of sequence".
  5469.  
  5470.             In general, the processing of received segments MUST be
  5471.             implemented to aggregate ACK segments whenever possible.
  5472.             For example, if the TCP is processing a series of queued
  5473.             segments, it MUST process them all before sending any ACK
  5474.             segments.
  5475.  
  5476.             Here are some detailed error corrections and notes on the
  5477.             Event Processing section of RFC-793.
  5478.  
  5479.             (a)  CLOSE Call, CLOSE-WAIT state, p. 61: enter LAST-ACK
  5480.                  state, not CLOSING.
  5481.  
  5482.             (b)  LISTEN state, check for SYN (pp. 65, 66): With a SYN
  5483.  
  5484.  
  5485.  
  5486. Internet Engineering Task Force                                [Page 93]
  5487.  
  5488.  
  5489.  
  5490.  
  5491. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5492.  
  5493.  
  5494.                  bit, if the security/compartment or the precedence is
  5495.                  wrong for the segment, a reset is sent.  The wrong form
  5496.                  of reset is shown in the text; it should be:
  5497.  
  5498.                    <SEQ=0><ACK=SEG.SEQ+SEG.LEN><CTL=RST,ACK>
  5499.  
  5500.  
  5501.             (c)  SYN-SENT state, Check for SYN, p. 68: When the
  5502.                  connection enters ESTABLISHED state, the following
  5503.                  variables must be set:
  5504.                     SND.WND <- SEG.WND
  5505.                     SND.WL1 <- SEG.SEQ
  5506.                     SND.WL2 <- SEG.ACK
  5507.  
  5508.  
  5509.             (d)  Check security and precedence, p. 71: The first heading
  5510.                  "ESTABLISHED STATE" should really be a list of all
  5511.                  states other than SYN-RECEIVED: ESTABLISHED, FIN-WAIT-
  5512.                  1, FIN-WAIT-2, CLOSE-WAIT, CLOSING, LAST-ACK, and
  5513.                  TIME-WAIT.
  5514.  
  5515.             (e)  Check SYN bit, p. 71:  "In SYN-RECEIVED state and if
  5516.                  the connection was initiated with a passive OPEN, then
  5517.                  return this connection to the LISTEN state and return.
  5518.                  Otherwise...".
  5519.  
  5520.             (f)  Check ACK field, SYN-RECEIVED state, p. 72: When the
  5521.                  connection enters ESTABLISHED state, the variables
  5522.                  listed in (c) must be set.
  5523.  
  5524.             (g)  Check ACK field, ESTABLISHED state, p. 72: The ACK is a
  5525.                  duplicate if SEG.ACK =< SND.UNA (the = was omitted).
  5526.                  Similarly, the window should be updated if: SND.UNA =<
  5527.                  SEG.ACK =< SND.NXT.
  5528.  
  5529.             (h)  USER TIMEOUT, p. 77:
  5530.  
  5531.                  It would be better to notify the application of the
  5532.                  timeout rather than letting TCP force the connection
  5533.                  closed.  However, see also Section 4.2.3.5.
  5534.  
  5535.  
  5536.          4.2.2.21  Acknowledging Queued Segments: RFC-793 Section 3.9
  5537.  
  5538.             A TCP MAY send an ACK segment acknowledging RCV.NXT when a
  5539.             valid segment arrives that is in the window but not at the
  5540.             left window edge.
  5541.  
  5542.  
  5543.  
  5544.  
  5545. Internet Engineering Task Force                                [Page 94]
  5546.  
  5547.  
  5548.  
  5549.  
  5550. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5551.  
  5552.  
  5553.             DISCUSSION:
  5554.                  RFC-793 (see page 74) was ambiguous about whether or
  5555.                  not an ACK segment should be sent when an out-of-order
  5556.                  segment was received, i.e., when SEG.SEQ was unequal to
  5557.                  RCV.NXT.
  5558.  
  5559.                  One reason for ACKing out-of-order segments might be to
  5560.                  support an experimental algorithm known as "fast
  5561.                  retransmit".   With this algorithm, the sender uses the
  5562.                  "redundant" ACK's to deduce that a segment has been
  5563.                  lost before the retransmission timer has expired.  It
  5564.                  counts the number of times an ACK has been received
  5565.                  with the same value of SEG.ACK and with the same right
  5566.                  window edge.  If more than a threshold number of such
  5567.                  ACK's is received, then the segment containing the
  5568.                  octets starting at SEG.ACK is assumed to have been lost
  5569.                  and is retransmitted, without awaiting a timeout.  The
  5570.                  threshold is chosen to compensate for the maximum
  5571.                  likely segment reordering in the Internet.  There is
  5572.                  not yet enough experience with the fast retransmit
  5573.                  algorithm to determine how useful it is.
  5574.  
  5575.       4.2.3  SPECIFIC ISSUES
  5576.  
  5577.          4.2.3.1  Retransmission Timeout Calculation
  5578.  
  5579.             A host TCP MUST implement Karn's algorithm and Jacobson's
  5580.             algorithm for computing the retransmission timeout ("RTO").
  5581.  
  5582.             o    Jacobson's algorithm for computing the smoothed round-
  5583.                  trip ("RTT") time incorporates a simple measure of the
  5584.                  variance [TCP:7].
  5585.  
  5586.             o    Karn's algorithm for selecting RTT measurements ensures
  5587.                  that ambiguous round-trip times will not corrupt the
  5588.                  calculation of the smoothed round-trip time [TCP:6].
  5589.  
  5590.             This implementation also MUST include "exponential backoff"
  5591.             for successive RTO values for the same segment.
  5592.             Retransmission of SYN segments SHOULD use the same algorithm
  5593.             as data segments.
  5594.  
  5595.             DISCUSSION:
  5596.                  There were two known problems with the RTO calculations
  5597.                  specified in RFC-793.  First, the accurate measurement
  5598.                  of RTTs is difficult when there are retransmissions.
  5599.                  Second, the algorithm to compute the smoothed round-
  5600.                  trip time is inadequate [TCP:7], because it incorrectly
  5601.  
  5602.  
  5603.  
  5604. Internet Engineering Task Force                                [Page 95]
  5605.  
  5606.  
  5607.  
  5608.  
  5609. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5610.  
  5611.  
  5612.                  assumed that the variance in RTT values would be small
  5613.                  and constant.  These problems were solved by Karn's and
  5614.                  Jacobson's algorithm, respectively.
  5615.  
  5616.                  The performance increase resulting from the use of
  5617.                  these improvements varies from noticeable to dramatic.
  5618.                  Jacobson's algorithm for incorporating the measured RTT
  5619.                  variance is especially important on a low-speed link,
  5620.                  where the natural variation of packet sizes causes a
  5621.                  large variation in RTT.  One vendor found link
  5622.                  utilization on a 9.6kb line went from 10% to 90% as a
  5623.                  result of implementing Jacobson's variance algorithm in
  5624.                  TCP.
  5625.  
  5626.             The following values SHOULD be used to initialize the
  5627.             estimation parameters for a new connection:
  5628.  
  5629.             (a)  RTT = 0 seconds.
  5630.  
  5631.             (b)  RTO = 3 seconds.  (The smoothed variance is to be
  5632.                  initialized to the value that will result in this RTO).
  5633.  
  5634.             The recommended upper and lower bounds on the RTO are known
  5635.             to be inadequate on large internets.  The lower bound SHOULD
  5636.             be measured in fractions of a second (to accommodate high
  5637.             speed LANs) and the upper bound should be 2*MSL, i.e., 240
  5638.             seconds.
  5639.  
  5640.             DISCUSSION:
  5641.                  Experience has shown that these initialization values
  5642.                  are reasonable, and that in any case the Karn and
  5643.                  Jacobson algorithms make TCP behavior reasonably
  5644.                  insensitive to the initial parameter choices.
  5645.  
  5646.          4.2.3.2  When to Send an ACK Segment
  5647.  
  5648.             A host that is receiving a stream of TCP data segments can
  5649.             increase efficiency in both the Internet and the hosts by
  5650.             sending fewer than one ACK (acknowledgment) segment per data
  5651.             segment received; this is known as a "delayed ACK" [TCP:5].
  5652.  
  5653.             A TCP SHOULD implement a delayed ACK, but an ACK should not
  5654.             be excessively delayed; in particular, the delay MUST be
  5655.             less than 0.5 seconds, and in a stream of full-sized
  5656.             segments there SHOULD be an ACK for at least every second
  5657.             segment.
  5658.  
  5659.             DISCUSSION:
  5660.  
  5661.  
  5662.  
  5663. Internet Engineering Task Force                                [Page 96]
  5664.  
  5665.  
  5666.  
  5667.  
  5668. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5669.  
  5670.  
  5671.                  A delayed ACK gives the application an opportunity to
  5672.                  update the window and perhaps to send an immediate
  5673.                  response.  In particular, in the case of character-mode
  5674.                  remote login, a delayed ACK can reduce the number of
  5675.                  segments sent by the server by a factor of 3 (ACK,
  5676.                  window update, and echo character all combined in one
  5677.                  segment).
  5678.  
  5679.                  In addition, on some large multi-user hosts, a delayed
  5680.                  ACK can substantially reduce protocol processing
  5681.                  overhead by reducing the total number of packets to be
  5682.                  processed [TCP:5].  However, excessive delays on ACK's
  5683.                  can disturb the round-trip timing and packet "clocking"
  5684.                  algorithms [TCP:7].
  5685.  
  5686.          4.2.3.3  When to Send a Window Update
  5687.  
  5688.             A TCP MUST include a SWS avoidance algorithm in the receiver
  5689.             [TCP:5].
  5690.  
  5691.             IMPLEMENTATION:
  5692.                  The receiver's SWS avoidance algorithm determines when
  5693.                  the right window edge may be advanced; this is
  5694.                  customarily known as "updating the window".  This
  5695.                  algorithm combines with the delayed ACK algorithm (see
  5696.                  Section 4.2.3.2) to determine when an ACK segment
  5697.                  containing the current window will really be sent to
  5698.                  the receiver.  We use the notation of RFC-793; see
  5699.                  Figures 4 and 5 in that document.
  5700.  
  5701.                  The solution to receiver SWS is to avoid advancing the
  5702.                  right window edge RCV.NXT+RCV.WND in small increments,
  5703.                  even if data is received from the network in small
  5704.                  segments.
  5705.  
  5706.                  Suppose the total receive buffer space is RCV.BUFF.  At
  5707.                  any given moment, RCV.USER octets of this total may be
  5708.                  tied up with data that has been received and
  5709.                  acknowledged but which the user process has not yet
  5710.                  consumed.  When the connection is quiescent, RCV.WND =
  5711.                  RCV.BUFF and RCV.USER = 0.
  5712.  
  5713.                  Keeping the right window edge fixed as data arrives and
  5714.                  is acknowledged requires that the receiver offer less
  5715.                  than its full buffer space, i.e., the receiver must
  5716.                  specify a RCV.WND that keeps RCV.NXT+RCV.WND constant
  5717.                  as RCV.NXT increases.  Thus, the total buffer space
  5718.                  RCV.BUFF is generally divided into three parts:
  5719.  
  5720.  
  5721.  
  5722. Internet Engineering Task Force                                [Page 97]
  5723.  
  5724.  
  5725.  
  5726.  
  5727. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5728.  
  5729.  
  5730.  
  5731.                  |<------- RCV.BUFF ---------------->|
  5732.                       1             2            3
  5733.              ----|---------|------------------|------|----
  5734.                         RCV.NXT               ^
  5735.                                            (Fixed)
  5736.  
  5737.              1 - RCV.USER =  data received but not yet consumed;
  5738.              2 - RCV.WND =   space advertised to sender;
  5739.              3 - Reduction = space available but not yet
  5740.                              advertised.
  5741.  
  5742.  
  5743.                  The suggested SWS avoidance algorithm for the receiver
  5744.                  is to keep RCV.NXT+RCV.WND fixed until the reduction
  5745.                  satisfies:
  5746.  
  5747.                       RCV.BUFF - RCV.USER - RCV.WND  >=
  5748.  
  5749.                              min( Fr * RCV.BUFF, Eff.snd.MSS )
  5750.  
  5751.                  where Fr is a fraction whose recommended value is 1/2,
  5752.                  and Eff.snd.MSS is the effective send MSS for the
  5753.                  connection (see Section 4.2.2.6).  When the inequality
  5754.                  is satisfied, RCV.WND is set to RCV.BUFF-RCV.USER.
  5755.  
  5756.                  Note that the general effect of this algorithm is to
  5757.                  advance RCV.WND in increments of Eff.snd.MSS (for
  5758.                  realistic receive buffers:  Eff.snd.MSS < RCV.BUFF/2).
  5759.                  Note also that the receiver must use its own
  5760.                  Eff.snd.MSS, assuming it is the same as the sender's.
  5761.  
  5762.          4.2.3.4  When to Send Data
  5763.  
  5764.             A TCP MUST include a SWS avoidance algorithm in the sender.
  5765.  
  5766.             A TCP SHOULD implement the Nagle Algorithm [TCP:9] to
  5767.             coalesce short segments.  However, there MUST be a way for
  5768.             an application to disable the Nagle algorithm on an
  5769.             individual connection.  In all cases, sending data is also
  5770.             subject to the limitation imposed by the Slow Start
  5771.             algorithm (Section 4.2.2.15).
  5772.  
  5773.             DISCUSSION:
  5774.                  The Nagle algorithm is generally as follows:
  5775.  
  5776.                       If there is unacknowledged data (i.e., SND.NXT >
  5777.                       SND.UNA), then the sending TCP buffers all user
  5778.  
  5779.  
  5780.  
  5781. Internet Engineering Task Force                                [Page 98]
  5782.  
  5783.  
  5784.  
  5785.  
  5786. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5787.  
  5788.  
  5789.                       data (regardless of the PSH bit), until the
  5790.                       outstanding data has been acknowledged or until
  5791.                       the TCP can send a full-sized segment (Eff.snd.MSS
  5792.                       bytes; see Section 4.2.2.6).
  5793.  
  5794.                  Some applications (e.g., real-time display window
  5795.                  updates) require that the Nagle algorithm be turned
  5796.                  off, so small data segments can be streamed out at the
  5797.                  maximum rate.
  5798.  
  5799.             IMPLEMENTATION:
  5800.                  The sender's SWS avoidance algorithm is more difficult
  5801.                  than the receivers's, because the sender does not know
  5802.                  (directly) the receiver's total buffer space RCV.BUFF.
  5803.                  An approach which has been found to work well is for
  5804.                  the sender to calculate Max(SND.WND), the maximum send
  5805.                  window it has seen so far on the connection, and to use
  5806.                  this value as an estimate of RCV.BUFF.  Unfortunately,
  5807.                  this can only be an estimate; the receiver may at any
  5808.                  time reduce the size of RCV.BUFF.  To avoid a resulting
  5809.                  deadlock, it is necessary to have a timeout to force
  5810.                  transmission of data, overriding the SWS avoidance
  5811.                  algorithm.  In practice, this timeout should seldom
  5812.                  occur.
  5813.  
  5814.                  The "useable window" [TCP:5] is:
  5815.  
  5816.                       U = SND.UNA + SND.WND - SND.NXT
  5817.  
  5818.                  i.e., the offered window less the amount of data sent
  5819.                  but not acknowledged.  If D is the amount of data
  5820.                  queued in the sending TCP but not yet sent, then the
  5821.                  following set of rules is recommended.
  5822.  
  5823.                  Send data:
  5824.  
  5825.                  (1)  if a maximum-sized segment can be sent, i.e, if:
  5826.  
  5827.                            min(D,U) >= Eff.snd.MSS;
  5828.  
  5829.  
  5830.                  (2)  or if the data is pushed and all queued data can
  5831.                       be sent now, i.e., if:
  5832.  
  5833.                           [SND.NXT = SND.UNA and] PUSHED and D <= U
  5834.  
  5835.                       (the bracketed condition is imposed by the Nagle
  5836.                       algorithm);
  5837.  
  5838.  
  5839.  
  5840. Internet Engineering Task Force                                [Page 99]
  5841.  
  5842.  
  5843.  
  5844.  
  5845. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5846.  
  5847.  
  5848.                  (3)  or if at least a fraction Fs of the maximum window
  5849.                       can be sent, i.e., if:
  5850.  
  5851.                           [SND.NXT = SND.UNA and]
  5852.  
  5853.                                   min(D.U) >= Fs * Max(SND.WND);
  5854.  
  5855.  
  5856.                  (4)  or if data is PUSHed and the override timeout
  5857.                       occurs.
  5858.  
  5859.                  Here Fs is a fraction whose recommended value is 1/2.
  5860.                  The override timeout should be in the range 0.1 - 1.0
  5861.                  seconds.  It may be convenient to combine this timer
  5862.                  with the timer used to probe zero windows (Section
  5863.                  4.2.2.17).
  5864.  
  5865.                  Finally, note that the SWS avoidance algorithm just
  5866.                  specified is to be used instead of the sender-side
  5867.                  algorithm contained in [TCP:5].
  5868.  
  5869.          4.2.3.5  TCP Connection Failures
  5870.  
  5871.             Excessive retransmission of the same segment by TCP
  5872.             indicates some failure of the remote host or the Internet
  5873.             path.  This failure may be of short or long duration.  The
  5874.             following procedure MUST be used to handle excessive
  5875.             retransmissions of data segments [IP:11]:
  5876.  
  5877.             (a)  There are two thresholds R1 and R2 measuring the amount
  5878.                  of retransmission that has occurred for the same
  5879.                  segment.  R1 and R2 might be measured in time units or
  5880.                  as a count of retransmissions.
  5881.  
  5882.             (b)  When the number of transmissions of the same segment
  5883.                  reaches or exceeds threshold R1, pass negative advice
  5884.                  (see Section 3.3.1.4) to the IP layer, to trigger
  5885.                  dead-gateway diagnosis.
  5886.  
  5887.             (c)  When the number of transmissions of the same segment
  5888.                  reaches a threshold R2 greater than R1, close the
  5889.                  connection.
  5890.  
  5891.             (d)  An application MUST be able to set the value for R2 for
  5892.                  a particular connection.  For example, an interactive
  5893.                  application might set R2 to "infinity," giving the user
  5894.                  control over when to disconnect.
  5895.  
  5896.  
  5897.  
  5898.  
  5899. Internet Engineering Task Force                               [Page 100]
  5900.  
  5901.  
  5902.  
  5903.  
  5904. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5905.  
  5906.  
  5907.             (d)  TCP SHOULD inform the application of the delivery
  5908.                  problem (unless such information has been disabled by
  5909.                  the application; see Section 4.2.4.1), when R1 is
  5910.                  reached and before R2.  This will allow a remote login
  5911.                  (User Telnet) application program to inform the user,
  5912.                  for example.
  5913.  
  5914.             The value of R1 SHOULD correspond to at least 3
  5915.             retransmissions, at the current RTO.  The value of R2 SHOULD
  5916.             correspond to at least 100 seconds.
  5917.  
  5918.             An attempt to open a TCP connection could fail with
  5919.             excessive retransmissions of the SYN segment or by receipt
  5920.             of a RST segment or an ICMP Port Unreachable.  SYN
  5921.             retransmissions MUST be handled in the general way just
  5922.             described for data retransmissions, including notification
  5923.             of the application layer.
  5924.  
  5925.             However, the values of R1 and R2 may be different for SYN
  5926.             and data segments.  In particular, R2 for a SYN segment MUST
  5927.             be set large enough to provide retransmission of the segment
  5928.             for at least 3 minutes.  The application can close the
  5929.             connection (i.e., give up on the open attempt) sooner, of
  5930.             course.
  5931.  
  5932.             DISCUSSION:
  5933.                  Some Internet paths have significant setup times, and
  5934.                  the number of such paths is likely to increase in the
  5935.                  future.
  5936.  
  5937.          4.2.3.6  TCP Keep-Alives
  5938.  
  5939.             Implementors MAY include "keep-alives" in their TCP
  5940.             implementations, although this practice is not universally
  5941.             accepted.  If keep-alives are included, the application MUST
  5942.             be able to turn them on or off for each TCP connection, and
  5943.             they MUST default to off.
  5944.  
  5945.             Keep-alive packets MUST only be sent when no data or
  5946.             acknowledgement packets have been received for the
  5947.             connection within an interval.  This interval MUST be
  5948.             configurable and MUST default to no less than two hours.
  5949.  
  5950.             It is extremely important to remember that ACK segments that
  5951.             contain no data are not reliably transmitted by TCP.
  5952.             Consequently, if a keep-alive mechanism is implemented it
  5953.             MUST NOT interpret failure to respond to any specific probe
  5954.             as a dead connection.
  5955.  
  5956.  
  5957.  
  5958. Internet Engineering Task Force                               [Page 101]
  5959.  
  5960.  
  5961.  
  5962.  
  5963. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  5964.  
  5965.  
  5966.             An implementation SHOULD send a keep-alive segment with no
  5967.             data; however, it MAY be configurable to send a keep-alive
  5968.             segment containing one garbage octet, for compatibility with
  5969.             erroneous TCP implementations.
  5970.  
  5971.             DISCUSSION:
  5972.                  A "keep-alive" mechanism periodically probes the other
  5973.                  end of a connection when the connection is otherwise
  5974.                  idle, even when there is no data to be sent.  The TCP
  5975.                  specification does not include a keep-alive mechanism
  5976.                  because it could:  (1) cause perfectly good connections
  5977.                  to break during transient Internet failures; (2)
  5978.                  consume unnecessary bandwidth ("if no one is using the
  5979.                  connection, who cares if it is still good?"); and (3)
  5980.                  cost money for an Internet path that charges for
  5981.                  packets.
  5982.  
  5983.                  Some TCP implementations, however, have included a
  5984.                  keep-alive mechanism.  To confirm that an idle
  5985.                  connection is still active, these implementations send
  5986.                  a probe segment designed to elicit a response from the
  5987.                  peer TCP.  Such a segment generally contains SEG.SEQ =
  5988.                  SND.NXT-1 and may or may not contain one garbage octet
  5989.                  of data.  Note that on a quiet connection SND.NXT =
  5990.                  RCV.NXT, so that this SEG.SEQ will be outside the
  5991.                  window.  Therefore, the probe causes the receiver to
  5992.                  return an acknowledgment segment, confirming that the
  5993.                  connection is still live.  If the peer has dropped the
  5994.                  connection due to a network partition or a crash, it
  5995.                  will respond with a RST instead of an acknowledgment
  5996.                  segment.
  5997.  
  5998.                  Unfortunately, some misbehaved TCP implementations fail
  5999.                  to respond to a segment with SEG.SEQ = SND.NXT-1 unless
  6000.                  the segment contains data.  Alternatively, an
  6001.                  implementation could determine whether a peer responded
  6002.                  correctly to keep-alive packets with no garbage data
  6003.                  octet.
  6004.  
  6005.                  A TCP keep-alive mechanism should only be invoked in
  6006.                  server applications that might otherwise hang
  6007.                  indefinitely and consume resources unnecessarily if a
  6008.                  client crashes or aborts a connection during a network
  6009.                  failure.
  6010.  
  6011.  
  6012.  
  6013.  
  6014.  
  6015.  
  6016.  
  6017. Internet Engineering Task Force                               [Page 102]
  6018.  
  6019.  
  6020.  
  6021.  
  6022. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6023.  
  6024.  
  6025.          4.2.3.7  TCP Multihoming
  6026.  
  6027.             If an application on a multihomed host does not specify the
  6028.             local IP address when actively opening a TCP connection,
  6029.             then the TCP MUST ask the IP layer to select a local IP
  6030.             address before sending the (first) SYN.  See the function
  6031.             GET_SRCADDR() in Section 3.4.
  6032.  
  6033.             At all other times, a previous segment has either been sent
  6034.             or received on this connection, and TCP MUST use the same
  6035.             local address is used that was used in those previous
  6036.             segments.
  6037.  
  6038.          4.2.3.8  IP Options
  6039.  
  6040.             When received options are passed up to TCP from the IP
  6041.             layer, TCP MUST ignore options that it does not understand.
  6042.  
  6043.             A TCP MAY support the Time Stamp and Record Route options.
  6044.  
  6045.             An application MUST be able to specify a source route when
  6046.             it actively opens a TCP connection, and this MUST take
  6047.             precedence over a source route received in a datagram.
  6048.  
  6049.             When a TCP connection is OPENed passively and a packet
  6050.             arrives with a completed IP Source Route option (containing
  6051.             a return route), TCP MUST save the return route and use it
  6052.             for all segments sent on this connection.  If a different
  6053.             source route arrives in a later segment, the later
  6054.             definition SHOULD override the earlier one.
  6055.  
  6056.          4.2.3.9  ICMP Messages
  6057.  
  6058.             TCP MUST act on an ICMP error message passed up from the IP
  6059.             layer, directing it to the connection that created the
  6060.             error.  The necessary demultiplexing information can be
  6061.             found in the IP header contained within the ICMP message.
  6062.  
  6063.             o    Source Quench
  6064.  
  6065.                  TCP MUST react to a Source Quench by slowing
  6066.                  transmission on the connection.  The RECOMMENDED
  6067.                  procedure is for a Source Quench to trigger a "slow
  6068.                  start," as if a retransmission timeout had occurred.
  6069.  
  6070.             o    Destination Unreachable -- codes 0, 1, 5
  6071.  
  6072.                  Since these Unreachable messages indicate soft error
  6073.  
  6074.  
  6075.  
  6076. Internet Engineering Task Force                               [Page 103]
  6077.  
  6078.  
  6079.  
  6080.  
  6081. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6082.  
  6083.  
  6084.                  conditions, TCP MUST NOT abort the connection, and it
  6085.                  SHOULD make the information available to the
  6086.                  application.
  6087.  
  6088.                  DISCUSSION:
  6089.                       TCP could report the soft error condition directly
  6090.                       to the application layer with an upcall to the
  6091.                       ERROR_REPORT routine, or it could merely note the
  6092.                       message and report it to the application only when
  6093.                       and if the TCP connection times out.
  6094.  
  6095.             o    Destination Unreachable -- codes 2-4
  6096.  
  6097.                  These are hard error conditions, so TCP SHOULD abort
  6098.                  the connection.
  6099.  
  6100.             o    Time Exceeded -- codes 0, 1
  6101.  
  6102.                  This should be handled the same way as Destination
  6103.                  Unreachable codes 0, 1, 5 (see above).
  6104.  
  6105.             o    Parameter Problem
  6106.  
  6107.                  This should be handled the same way as Destination
  6108.                  Unreachable codes 0, 1, 5 (see above).
  6109.  
  6110.  
  6111.          4.2.3.10  Remote Address Validation
  6112.  
  6113.             A TCP implementation MUST reject as an error a local OPEN
  6114.             call for an invalid remote IP address (e.g., a broadcast or
  6115.             multicast address).
  6116.  
  6117.             An incoming SYN with an invalid source address must be
  6118.             ignored either by TCP or by the IP layer (see Section
  6119.             3.2.1.3).
  6120.  
  6121.             A TCP implementation MUST silently discard an incoming SYN
  6122.             segment that is addressed to a broadcast or multicast
  6123.             address.
  6124.  
  6125.          4.2.3.11  TCP Traffic Patterns
  6126.  
  6127.             IMPLEMENTATION:
  6128.                  The TCP protocol specification [TCP:1] gives the
  6129.                  implementor much freedom in designing the algorithms
  6130.                  that control the message flow over the connection --
  6131.                  packetizing, managing the window, sending
  6132.  
  6133.  
  6134.  
  6135. Internet Engineering Task Force                               [Page 104]
  6136.  
  6137.  
  6138.  
  6139.  
  6140. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6141.  
  6142.  
  6143.                  acknowledgments, etc.  These design decisions are
  6144.                  difficult because a TCP must adapt to a wide range of
  6145.                  traffic patterns.  Experience has shown that a TCP
  6146.                  implementor needs to verify the design on two extreme
  6147.                  traffic patterns:
  6148.  
  6149.                  o    Single-character Segments
  6150.  
  6151.                       Even if the sender is using the Nagle Algorithm,
  6152.                       when a TCP connection carries remote login traffic
  6153.                       across a low-delay LAN the receiver will generally
  6154.                       get a stream of single-character segments.  If
  6155.                       remote terminal echo mode is in effect, the
  6156.                       receiver's system will generally echo each
  6157.                       character as it is received.
  6158.  
  6159.                  o    Bulk Transfer
  6160.  
  6161.                       When TCP is used for bulk transfer, the data
  6162.                       stream should be made up (almost) entirely of
  6163.                       segments of the size of the effective MSS.
  6164.                       Although TCP uses a sequence number space with
  6165.                       byte (octet) granularity, in bulk-transfer mode
  6166.                       its operation should be as if TCP used a sequence
  6167.                       space that counted only segments.
  6168.  
  6169.                  Experience has furthermore shown that a single TCP can
  6170.                  effectively and efficiently handle these two extremes.
  6171.  
  6172.                  The most important tool for verifying a new TCP
  6173.                  implementation is a packet trace program.  There is a
  6174.                  large volume of experience showing the importance of
  6175.                  tracing a variety of traffic patterns with other TCP
  6176.                  implementations and studying the results carefully.
  6177.  
  6178.  
  6179.          4.2.3.12  Efficiency
  6180.  
  6181.             IMPLEMENTATION:
  6182.                  Extensive experience has led to the following
  6183.                  suggestions for efficient implementation of TCP:
  6184.  
  6185.                  (a)  Don't Copy Data
  6186.  
  6187.                       In bulk data transfer, the primary CPU-intensive
  6188.                       tasks are copying data from one place to another
  6189.                       and checksumming the data.  It is vital to
  6190.                       minimize the number of copies of TCP data.  Since
  6191.  
  6192.  
  6193.  
  6194. Internet Engineering Task Force                               [Page 105]
  6195.  
  6196.  
  6197.  
  6198.  
  6199. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6200.  
  6201.  
  6202.                       the ultimate speed limitation may be fetching data
  6203.                       across the memory bus, it may be useful to combine
  6204.                       the copy with checksumming, doing both with a
  6205.                       single memory fetch.
  6206.  
  6207.                  (b)  Hand-Craft the Checksum Routine
  6208.  
  6209.                       A good TCP checksumming routine is typically two
  6210.                       to five times faster than a simple and direct
  6211.                       implementation of the definition.  Great care and
  6212.                       clever coding are often required and advisable to
  6213.                       make the checksumming code "blazing fast".  See
  6214.                       [TCP:10].
  6215.  
  6216.                  (c)  Code for the Common Case
  6217.  
  6218.                       TCP protocol processing can be complicated, but
  6219.                       for most segments there are only a few simple
  6220.                       decisions to be made.  Per-segment processing will
  6221.                       be greatly speeded up by coding the main line to
  6222.                       minimize the number of decisions in the most
  6223.                       common case.
  6224.  
  6225.  
  6226.       4.2.4  TCP/APPLICATION LAYER INTERFACE
  6227.  
  6228.          4.2.4.1  Asynchronous Reports
  6229.  
  6230.             There MUST be a mechanism for reporting soft TCP error
  6231.             conditions to the application.  Generically, we assume this
  6232.             takes the form of an application-supplied ERROR_REPORT
  6233.             routine that may be upcalled [INTRO:7] asynchronously from
  6234.             the transport layer:
  6235.  
  6236.                ERROR_REPORT(local connection name, reason, subreason)
  6237.  
  6238.             The precise encoding of the reason and subreason parameters
  6239.             is not specified here.  However, the conditions that are
  6240.             reported asynchronously to the application MUST include:
  6241.  
  6242.             *    ICMP error message arrived (see 4.2.3.9)
  6243.  
  6244.             *    Excessive retransmissions (see 4.2.3.5)
  6245.  
  6246.             *    Urgent pointer advance (see 4.2.2.4).
  6247.  
  6248.             However, an application program that does not want to
  6249.             receive such ERROR_REPORT calls SHOULD be able to
  6250.  
  6251.  
  6252.  
  6253. Internet Engineering Task Force                               [Page 106]
  6254.  
  6255.  
  6256.  
  6257.  
  6258. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6259.  
  6260.  
  6261.             effectively disable these calls.
  6262.  
  6263.             DISCUSSION:
  6264.                  These error reports generally reflect soft errors that
  6265.                  can be ignored without harm by many applications.  It
  6266.                  has been suggested that these error report calls should
  6267.                  default to "disabled," but this is not required.
  6268.  
  6269.          4.2.4.2  Type-of-Service
  6270.  
  6271.             The application layer MUST be able to specify the Type-of-
  6272.             Service (TOS) for segments that are sent on a connection.
  6273.             It not required, but the application SHOULD be able to
  6274.             change the TOS during the connection lifetime.  TCP SHOULD
  6275.             pass the current TOS value without change to the IP layer,
  6276.             when it sends segments on the connection.
  6277.  
  6278.             The TOS will be specified independently in each direction on
  6279.             the connection, so that the receiver application will
  6280.             specify the TOS used for ACK segments.
  6281.  
  6282.             TCP MAY pass the most recently received TOS up to the
  6283.             application.
  6284.  
  6285.             DISCUSSION
  6286.                  Some applications (e.g., SMTP) change the nature of
  6287.                  their communication during the lifetime of a
  6288.                  connection, and therefore would like to change the TOS
  6289.                  specification.
  6290.  
  6291.                  Note also that the OPEN call specified in RFC-793
  6292.                  includes a parameter ("options") in which the caller
  6293.                  can specify IP options such as source route, record
  6294.                  route, or timestamp.
  6295.  
  6296.          4.2.4.3  Flush Call
  6297.  
  6298.             Some TCP implementations have included a FLUSH call, which
  6299.             will empty the TCP send queue of any data for which the user
  6300.             has issued SEND calls but which is still to the right of the
  6301.             current send window.  That is, it flushes as much queued
  6302.             send data as possible without losing sequence number
  6303.             synchronization.  This is useful for implementing the "abort
  6304.             output" function of Telnet.
  6305.  
  6306.  
  6307.  
  6308.  
  6309.  
  6310.  
  6311.  
  6312. Internet Engineering Task Force                               [Page 107]
  6313.  
  6314.  
  6315.  
  6316.  
  6317. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6318.  
  6319.  
  6320.          4.2.4.4  Multihoming
  6321.  
  6322.             The user interface outlined in sections 2.7 and 3.8 of RFC-
  6323.             793 needs to be extended for multihoming.  The OPEN call
  6324.             MUST have an optional parameter:
  6325.  
  6326.                 OPEN( ... [local IP address,] ... )
  6327.  
  6328.             to allow the specification of the local IP address.
  6329.  
  6330.             DISCUSSION:
  6331.                  Some TCP-based applications need to specify the local
  6332.                  IP address to be used to open a particular connection;
  6333.                  FTP is an example.
  6334.  
  6335.             IMPLEMENTATION:
  6336.                  A passive OPEN call with a specified "local IP address"
  6337.                  parameter will await an incoming connection request to
  6338.                  that address.  If the parameter is unspecified, a
  6339.                  passive OPEN will await an incoming connection request
  6340.                  to any local IP address, and then bind the local IP
  6341.                  address of the connection to the particular address
  6342.                  that is used.
  6343.  
  6344.                  For an active OPEN call, a specified "local IP address"
  6345.                  parameter will be used for opening the connection.  If
  6346.                  the parameter is unspecified, the networking software
  6347.                  will choose an appropriate local IP address (see
  6348.                  Section 3.3.4.2) for the connection
  6349.  
  6350.       4.2.5  TCP REQUIREMENT SUMMARY
  6351.  
  6352.                                                  |        | | | |S| |
  6353.                                                  |        | | | |H| |F
  6354.                                                  |        | | | |O|M|o
  6355.                                                  |        | |S| |U|U|o
  6356.                                                  |        | |H| |L|S|t
  6357.                                                  |        |M|O| |D|T|n
  6358.                                                  |        |U|U|M| | |o
  6359.                                                  |        |S|L|A|N|N|t
  6360.                                                  |        |T|D|Y|O|O|t
  6361. FEATURE                                          |SECTION | | | |T|T|e
  6362. -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--
  6363.                                                  |        | | | | | |
  6364. Push flag                                        |        | | | | | |
  6365.   Aggregate or queue un-pushed data              |4.2.2.2 | | |x| | |
  6366.   Sender collapse successive PSH flags           |4.2.2.2 | |x| | | |
  6367.   SEND call can specify PUSH                     |4.2.2.2 | | |x| | |
  6368.  
  6369.  
  6370.  
  6371. Internet Engineering Task Force                               [Page 108]
  6372.  
  6373.  
  6374.  
  6375.  
  6376. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6377.  
  6378.  
  6379.     If cannot: sender buffer indefinitely        |4.2.2.2 | | | | |x|
  6380.     If cannot: PSH last segment                  |4.2.2.2 |x| | | | |
  6381.   Notify receiving ALP of PSH                    |4.2.2.2 | | |x| | |1
  6382.   Send max size segment when possible            |4.2.2.2 | |x| | | |
  6383.                                                  |        | | | | | |
  6384. Window                                           |        | | | | | |
  6385.   Treat as unsigned number                       |4.2.2.3 |x| | | | |
  6386.   Handle as 32-bit number                        |4.2.2.3 | |x| | | |
  6387.   Shrink window from right                       |4.2.2.16| | | |x| |
  6388.   Robust against shrinking window                |4.2.2.16|x| | | | |
  6389.   Receiver's window closed indefinitely          |4.2.2.17| | |x| | |
  6390.   Sender probe zero window                       |4.2.2.17|x| | | | |
  6391.     First probe after RTO                        |4.2.2.17| |x| | | |
  6392.     Exponential backoff                          |4.2.2.17| |x| | | |
  6393.   Allow window stay zero indefinitely            |4.2.2.17|x| | | | |
  6394.   Sender timeout OK conn with zero wind          |4.2.2.17| | | | |x|
  6395.                                                  |        | | | | | |
  6396. Urgent Data                                      |        | | | | | |
  6397.   Pointer points to last octet                   |4.2.2.4 |x| | | | |
  6398.   Arbitrary length urgent data sequence          |4.2.2.4 |x| | | | |
  6399.   Inform ALP asynchronously of urgent data       |4.2.2.4 |x| | | | |1
  6400.   ALP can learn if/how much urgent data Q'd      |4.2.2.4 |x| | | | |1
  6401.                                                  |        | | | | | |
  6402. TCP Options                                      |        | | | | | |
  6403.   Receive TCP option in any segment              |4.2.2.5 |x| | | | |
  6404.   Ignore unsupported options                     |4.2.2.5 |x| | | | |
  6405.   Cope with illegal option length                |4.2.2.5 |x| | | | |
  6406.   Implement sending & receiving MSS option       |4.2.2.6 |x| | | | |
  6407.   Send MSS option unless 536                     |4.2.2.6 | |x| | | |
  6408.   Send MSS option always                         |4.2.2.6 | | |x| | |
  6409.   Send-MSS default is 536                        |4.2.2.6 |x| | | | |
  6410.   Calculate effective send seg size              |4.2.2.6 |x| | | | |
  6411.                                                  |        | | | | | |
  6412. TCP Checksums                                    |        | | | | | |
  6413.   Sender compute checksum                        |4.2.2.7 |x| | | | |
  6414.   Receiver check checksum                        |4.2.2.7 |x| | | | |
  6415.                                                  |        | | | | | |
  6416. Use clock-driven ISN selection                   |4.2.2.9 |x| | | | |
  6417.                                                  |        | | | | | |
  6418. Opening Connections                              |        | | | | | |
  6419.   Support simultaneous open attempts             |4.2.2.10|x| | | | |
  6420.   SYN-RCVD remembers last state                  |4.2.2.11|x| | | | |
  6421.   Passive Open call interfere with others        |4.2.2.18| | | | |x|
  6422.   Function: simultan. LISTENs for same port      |4.2.2.18|x| | | | |
  6423.   Ask IP for src address for SYN if necc.        |4.2.3.7 |x| | | | |
  6424.     Otherwise, use local addr of conn.           |4.2.3.7 |x| | | | |
  6425.   OPEN to broadcast/multicast IP Address         |4.2.3.14| | | | |x|
  6426.   Silently discard seg to bcast/mcast addr       |4.2.3.14|x| | | | |
  6427.  
  6428.  
  6429.  
  6430. Internet Engineering Task Force                               [Page 109]
  6431.  
  6432.  
  6433.  
  6434.  
  6435. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6436.  
  6437.  
  6438.                                                  |        | | | | | |
  6439. Closing Connections                              |        | | | | | |
  6440.   RST can contain data                           |4.2.2.12| |x| | | |
  6441.   Inform application of aborted conn             |4.2.2.13|x| | | | |
  6442.   Half-duplex close connections                  |4.2.2.13| | |x| | |
  6443.     Send RST to indicate data lost               |4.2.2.13| |x| | | |
  6444.   In TIME-WAIT state for 2xMSL seconds           |4.2.2.13|x| | | | |
  6445.     Accept SYN from TIME-WAIT state              |4.2.2.13| | |x| | |
  6446.                                                  |        | | | | | |
  6447. Retransmissions                                  |        | | | | | |
  6448.   Jacobson Slow Start algorithm                  |4.2.2.15|x| | | | |
  6449.   Jacobson Congestion-Avoidance algorithm        |4.2.2.15|x| | | | |
  6450.   Retransmit with same IP ident                  |4.2.2.15| | |x| | |
  6451.   Karn's algorithm                               |4.2.3.1 |x| | | | |
  6452.   Jacobson's RTO estimation alg.                 |4.2.3.1 |x| | | | |
  6453.   Exponential backoff                            |4.2.3.1 |x| | | | |
  6454.   SYN RTO calc same as data                      |4.2.3.1 | |x| | | |
  6455.   Recommended initial values and bounds          |4.2.3.1 | |x| | | |
  6456.                                                  |        | | | | | |
  6457. Generating ACK's:                                |        | | | | | |
  6458.   Queue out-of-order segments                    |4.2.2.20| |x| | | |
  6459.   Process all Q'd before send ACK                |4.2.2.20|x| | | | |
  6460.   Send ACK for out-of-order segment              |4.2.2.21| | |x| | |
  6461.   Delayed ACK's                                  |4.2.3.2 | |x| | | |
  6462.     Delay < 0.5 seconds                          |4.2.3.2 |x| | | | |
  6463.     Every 2nd full-sized segment ACK'd           |4.2.3.2 |x| | | | |
  6464.   Receiver SWS-Avoidance Algorithm               |4.2.3.3 |x| | | | |
  6465.                                                  |        | | | | | |
  6466. Sending data                                     |        | | | | | |
  6467.   Configurable TTL                               |4.2.2.19|x| | | | |
  6468.   Sender SWS-Avoidance Algorithm                 |4.2.3.4 |x| | | | |
  6469.   Nagle algorithm                                |4.2.3.4 | |x| | | |
  6470.     Application can disable Nagle algorithm      |4.2.3.4 |x| | | | |
  6471.                                                  |        | | | | | |
  6472. Connection Failures:                             |        | | | | | |
  6473.   Negative advice to IP on R1 retxs              |4.2.3.5 |x| | | | |
  6474.   Close connection on R2 retxs                   |4.2.3.5 |x| | | | |
  6475.   ALP can set R2                                 |4.2.3.5 |x| | | | |1
  6476.   Inform ALP of  R1<=retxs<R2                    |4.2.3.5 | |x| | | |1
  6477.   Recommended values for R1, R2                  |4.2.3.5 | |x| | | |
  6478.   Same mechanism for SYNs                        |4.2.3.5 |x| | | | |
  6479.     R2 at least 3 minutes for SYN                |4.2.3.5 |x| | | | |
  6480.                                                  |        | | | | | |
  6481. Send Keep-alive Packets:                         |4.2.3.6 | | |x| | |
  6482.   - Application can request                      |4.2.3.6 |x| | | | |
  6483.   - Default is "off"                             |4.2.3.6 |x| | | | |
  6484.   - Only send if idle for interval               |4.2.3.6 |x| | | | |
  6485.   - Interval configurable                        |4.2.3.6 |x| | | | |
  6486.  
  6487.  
  6488.  
  6489. Internet Engineering Task Force                               [Page 110]
  6490.  
  6491.  
  6492.  
  6493.  
  6494. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6495.  
  6496.  
  6497.   - Default at least 2 hrs.                      |4.2.3.6 |x| | | | |
  6498.   - Tolerant of lost ACK's                       |4.2.3.6 |x| | | | |
  6499.                                                  |        | | | | | |
  6500. IP Options                                       |        | | | | | |
  6501.   Ignore options TCP doesn't understand          |4.2.3.8 |x| | | | |
  6502.   Time Stamp support                             |4.2.3.8 | | |x| | |
  6503.   Record Route support                           |4.2.3.8 | | |x| | |
  6504.   Source Route:                                  |        | | | | | |
  6505.     ALP can specify                              |4.2.3.8 |x| | | | |1
  6506.       Overrides src rt in datagram               |4.2.3.8 |x| | | | |
  6507.     Build return route from src rt               |4.2.3.8 |x| | | | |
  6508.     Later src route overrides                    |4.2.3.8 | |x| | | |
  6509.                                                  |        | | | | | |
  6510. Receiving ICMP Messages from IP                  |4.2.3.9 |x| | | | |
  6511.   Dest. Unreach (0,1,5) => inform ALP            |4.2.3.9 | |x| | | |
  6512.   Dest. Unreach (0,1,5) => abort conn            |4.2.3.9 | | | | |x|
  6513.   Dest. Unreach (2-4) => abort conn              |4.2.3.9 | |x| | | |
  6514.   Source Quench => slow start                    |4.2.3.9 | |x| | | |
  6515.   Time Exceeded => tell ALP, don't abort         |4.2.3.9 | |x| | | |
  6516.   Param Problem => tell ALP, don't abort         |4.2.3.9 | |x| | | |
  6517.                                                  |        | | | | | |
  6518. Address Validation                               |        | | | | | |
  6519.   Reject OPEN call to invalid IP address         |4.2.3.10|x| | | | |
  6520.   Reject SYN from invalid IP address             |4.2.3.10|x| | | | |
  6521.   Silently discard SYN to bcast/mcast addr       |4.2.3.10|x| | | | |
  6522.                                                  |        | | | | | |
  6523. TCP/ALP Interface Services                       |        | | | | | |
  6524.   Error Report mechanism                         |4.2.4.1 |x| | | | |
  6525.   ALP can disable Error Report Routine           |4.2.4.1 | |x| | | |
  6526.   ALP can specify TOS for sending                |4.2.4.2 |x| | | | |
  6527.     Passed unchanged to IP                       |4.2.4.2 | |x| | | |
  6528.   ALP can change TOS during connection           |4.2.4.2 | |x| | | |
  6529.   Pass received TOS up to ALP                    |4.2.4.2 | | |x| | |
  6530.   FLUSH call                                     |4.2.4.3 | | |x| | |
  6531.   Optional local IP addr parm. in OPEN           |4.2.4.4 |x| | | | |
  6532. -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--
  6533. -------------------------------------------------|--------|-|-|-|-|-|--
  6534.  
  6535. FOOTNOTES:
  6536.  
  6537. (1)  "ALP" means Application-Layer program.
  6538.  
  6539.  
  6540.  
  6541.  
  6542.  
  6543.  
  6544.  
  6545.  
  6546.  
  6547.  
  6548. Internet Engineering Task Force                               [Page 111]
  6549.  
  6550.  
  6551.  
  6552.  
  6553. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6554.  
  6555.  
  6556. 5.  REFERENCES
  6557.  
  6558. INTRODUCTORY REFERENCES
  6559.  
  6560.  
  6561. [INTRO:1] "Requirements for Internet Hosts -- Application and Support,"
  6562.      IETF Host Requirements Working Group, R. Braden, Ed., RFC-1123,
  6563.      October 1989.
  6564.  
  6565. [INTRO:2]  "Requirements for Internet Gateways,"  R. Braden and J.
  6566.      Postel, RFC-1009, June 1987.
  6567.  
  6568. [INTRO:3]  "DDN Protocol Handbook," NIC-50004, NIC-50005, NIC-50006,
  6569.      (three volumes), SRI International, December 1985.
  6570.  
  6571. [INTRO:4]  "Official Internet Protocols," J. Reynolds and J. Postel,
  6572.      RFC-1011, May 1987.
  6573.  
  6574.      This document is republished periodically with new RFC numbers; the
  6575.      latest version must be used.
  6576.  
  6577. [INTRO:5]  "Protocol Document Order Information," O. Jacobsen and J.
  6578.      Postel, RFC-980, March 1986.
  6579.  
  6580. [INTRO:6]  "Assigned Numbers," J. Reynolds and J. Postel, RFC-1010, May
  6581.      1987.
  6582.  
  6583.      This document is republished periodically with new RFC numbers; the
  6584.      latest version must be used.
  6585.  
  6586. [INTRO:7] "Modularity and Efficiency in Protocol Implementations," D.
  6587.      Clark, RFC-817, July 1982.
  6588.  
  6589. [INTRO:8] "The Structuring of Systems Using Upcalls," D. Clark, 10th ACM
  6590.      SOSP, Orcas Island, Washington, December 1985.
  6591.  
  6592.  
  6593. Secondary References:
  6594.  
  6595.  
  6596. [INTRO:9]  "A Protocol for Packet Network Intercommunication," V. Cerf
  6597.      and R. Kahn, IEEE Transactions on Communication, May 1974.
  6598.  
  6599. [INTRO:10]  "The ARPA Internet Protocol," J. Postel, C. Sunshine, and D.
  6600.      Cohen, Computer Networks, Vol. 5, No. 4, July 1981.
  6601.  
  6602. [INTRO:11]  "The DARPA Internet Protocol Suite," B. Leiner, J. Postel,
  6603.      R. Cole and D. Mills, Proceedings INFOCOM 85, IEEE, Washington DC,
  6604.  
  6605.  
  6606.  
  6607. Internet Engineering Task Force                               [Page 112]
  6608.  
  6609.  
  6610.  
  6611.  
  6612. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6613.  
  6614.  
  6615.      March 1985.  Also in: IEEE Communications Magazine, March 1985.
  6616.      Also available as ISI-RS-85-153.
  6617.  
  6618. [INTRO:12] "Final Text of DIS8473, Protocol for Providing the
  6619.      Connectionless Mode Network Service," ANSI, published as RFC-994,
  6620.      March 1986.
  6621.  
  6622. [INTRO:13] "End System to Intermediate System Routing Exchange
  6623.      Protocol," ANSI X3S3.3, published as RFC-995, April 1986.
  6624.  
  6625.  
  6626. LINK LAYER REFERENCES
  6627.  
  6628.  
  6629. [LINK:1] "Trailer Encapsulations," S. Leffler and M. Karels, RFC-893,
  6630.      April 1984.
  6631.  
  6632. [LINK:2] "An Ethernet Address Resolution Protocol," D. Plummer, RFC-826,
  6633.      November 1982.
  6634.  
  6635. [LINK:3] "A Standard for the Transmission of IP Datagrams over Ethernet
  6636.      Networks," C. Hornig, RFC-894, April 1984.
  6637.  
  6638. [LINK:4] "A Standard for the Transmission of IP Datagrams over IEEE 802
  6639.      "Networks," J. Postel and J. Reynolds, RFC-1042, February 1988.
  6640.  
  6641.      This RFC contains a great deal of information of importance to
  6642.      Internet implementers planning to use IEEE 802 networks.
  6643.  
  6644.  
  6645. IP LAYER REFERENCES
  6646.  
  6647.  
  6648. [IP:1] "Internet Protocol (IP)," J. Postel, RFC-791, September 1981.
  6649.  
  6650. [IP:2] "Internet Control Message Protocol (ICMP)," J. Postel, RFC-792,
  6651.      September 1981.
  6652.  
  6653. [IP:3] "Internet Standard Subnetting Procedure," J. Mogul and J. Postel,
  6654.      RFC-950, August 1985.
  6655.  
  6656. [IP:4]  "Host Extensions for IP Multicasting," S. Deering, RFC-1112,
  6657.      August 1989.
  6658.  
  6659. [IP:5] "Military Standard Internet Protocol," MIL-STD-1777, Department
  6660.      of Defense, August 1983.
  6661.  
  6662.      This specification, as amended by RFC-963, is intended to describe
  6663.  
  6664.  
  6665.  
  6666. Internet Engineering Task Force                               [Page 113]
  6667.  
  6668.  
  6669.  
  6670.  
  6671. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6672.  
  6673.  
  6674.      the Internet Protocol but has some serious omissions (e.g., the
  6675.      mandatory subnet extension [IP:3] and the optional multicasting
  6676.      extension [IP:4]).  It is also out of date.  If there is a
  6677.      conflict, RFC-791, RFC-792, and RFC-950 must be taken as
  6678.      authoritative, while the present document is authoritative over
  6679.      all.
  6680.  
  6681. [IP:6] "Some Problems with the Specification of the Military Standard
  6682.      Internet Protocol," D. Sidhu, RFC-963, November 1985.
  6683.  
  6684. [IP:7] "The TCP Maximum Segment Size and Related Topics," J. Postel,
  6685.      RFC-879, November 1983.
  6686.  
  6687.      Discusses and clarifies the relationship between the TCP Maximum
  6688.      Segment Size option and the IP datagram size.
  6689.  
  6690. [IP:8] "Internet Protocol Security Options,"  B. Schofield, RFC-1108,
  6691.      October 1989.
  6692.  
  6693. [IP:9] "Fragmentation Considered Harmful," C. Kent and J. Mogul, ACM
  6694.      SIGCOMM-87, August 1987.  Published as ACM Comp Comm Review, Vol.
  6695.      17, no. 5.
  6696.  
  6697.      This useful paper discusses the problems created by Internet
  6698.      fragmentation and presents alternative solutions.
  6699.  
  6700. [IP:10] "IP Datagram Reassembly Algorithms," D. Clark, RFC-815, July
  6701.      1982.
  6702.  
  6703.      This and the following paper should be read by every implementor.
  6704.  
  6705. [IP:11] "Fault Isolation and Recovery," D. Clark, RFC-816, July 1982.
  6706.  
  6707. SECONDARY IP REFERENCES:
  6708.  
  6709.  
  6710. [IP:12] "Broadcasting Internet Datagrams in the Presence of Subnets," J.
  6711.      Mogul, RFC-922, October 1984.
  6712.  
  6713. [IP:13] "Name, Addresses, Ports, and Routes," D. Clark, RFC-814, July
  6714.      1982.
  6715.  
  6716. [IP:14] "Something a Host Could Do with Source Quench: The Source Quench
  6717.      Introduced Delay (SQUID)," W. Prue and J. Postel, RFC-1016, July
  6718.      1987.
  6719.  
  6720.      This RFC first described directed broadcast addresses.  However,
  6721.      the bulk of the RFC is concerned with gateways, not hosts.
  6722.  
  6723.  
  6724.  
  6725. Internet Engineering Task Force                               [Page 114]
  6726.  
  6727.  
  6728.  
  6729.  
  6730. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6731.  
  6732.  
  6733. UDP REFERENCES:
  6734.  
  6735.  
  6736. [UDP:1] "User Datagram Protocol," J. Postel, RFC-768, August 1980.
  6737.  
  6738.  
  6739. TCP REFERENCES:
  6740.  
  6741.  
  6742. [TCP:1] "Transmission Control Protocol," J. Postel, RFC-793, September
  6743.      1981.
  6744.  
  6745.  
  6746. [TCP:2] "Transmission Control Protocol," MIL-STD-1778, US Department of
  6747.      Defense, August 1984.
  6748.  
  6749.      This specification as amended by RFC-964 is intended to describe
  6750.      the same protocol as RFC-793 [TCP:1].  If there is a conflict,
  6751.      RFC-793 takes precedence, and the present document is authoritative
  6752.      over both.
  6753.  
  6754.  
  6755. [TCP:3] "Some Problems with the Specification of the Military Standard
  6756.      Transmission Control Protocol," D. Sidhu and T. Blumer, RFC-964,
  6757.      November 1985.
  6758.  
  6759.  
  6760. [TCP:4] "The TCP Maximum Segment Size and Related Topics," J. Postel,
  6761.      RFC-879, November 1983.
  6762.  
  6763.  
  6764. [TCP:5] "Window and Acknowledgment Strategy in TCP," D. Clark, RFC-813,
  6765.      July 1982.
  6766.  
  6767.  
  6768. [TCP:6] "Round Trip Time Estimation," P. Karn & C. Partridge, ACM
  6769.      SIGCOMM-87, August 1987.
  6770.  
  6771.  
  6772. [TCP:7] "Congestion Avoidance and Control," V. Jacobson, ACM SIGCOMM-88,
  6773.      August 1988.
  6774.  
  6775.  
  6776. SECONDARY TCP REFERENCES:
  6777.  
  6778.  
  6779. [TCP:8] "Modularity and Efficiency in Protocol Implementation," D.
  6780.      Clark, RFC-817, July 1982.
  6781.  
  6782.  
  6783.  
  6784. Internet Engineering Task Force                               [Page 115]
  6785.  
  6786.  
  6787.  
  6788.  
  6789. RFC1122                  TRANSPORT LAYER -- TCP             October 1989
  6790.  
  6791.  
  6792. [TCP:9] "Congestion Control in IP/TCP," J. Nagle, RFC-896, January 1984.
  6793.  
  6794.  
  6795. [TCP:10] "Computing the Internet Checksum," R. Braden, D. Borman, and C.
  6796.      Partridge, RFC-1071, September 1988.
  6797.  
  6798.  
  6799. [TCP:11] "TCP Extensions for Long-Delay Paths," V. Jacobson & R. Braden,
  6800.      RFC-1072, October 1988.
  6801.  
  6802.  
  6803. Security Considerations
  6804.  
  6805.    There are many security issues in the communication layers of host
  6806.    software, but a full discussion is beyond the scope of this RFC.
  6807.  
  6808.    The Internet architecture generally provides little protection
  6809.    against spoofing of IP source addresses, so any security mechanism
  6810.    that is based upon verifying the IP source address of a datagram
  6811.    should be treated with suspicion.  However, in restricted
  6812.    environments some source-address checking may be possible.  For
  6813.    example, there might be a secure LAN whose gateway to the rest of the
  6814.    Internet discarded any incoming datagram with a source address that
  6815.    spoofed the LAN address.  In this case, a host on the LAN could use
  6816.    the source address to test for local vs. remote source.  This problem
  6817.    is complicated by source routing, and some have suggested that
  6818.    source-routed datagram forwarding by hosts (see Section 3.3.5) should
  6819.    be outlawed for security reasons.
  6820.  
  6821.    Security-related issues are mentioned in sections concerning the IP
  6822.    Security option (Section 3.2.1.8), the ICMP Parameter Problem message
  6823.    (Section 3.2.2.5), IP options in UDP datagrams (Section 4.1.3.2), and
  6824.    reserved TCP ports (Section 4.2.2.1).
  6825.  
  6826. Author's Address
  6827.  
  6828.    Robert Braden
  6829.    USC/Information Sciences Institute
  6830.    4676 Admiralty Way
  6831.    Marina del Rey, CA 90292-6695
  6832.  
  6833.    Phone: (213) 822 1511
  6834.  
  6835.    EMail: Braden@ISI.EDU
  6836.  
  6837.  
  6838.  
  6839.  
  6840.  
  6841.  
  6842.  
  6843. Internet Engineering Task Force                               [Page 116]
  6844.  
  6845.