home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Unix System Administration Handbook 1997 October / usah_oct97.iso / rfc / 1200s / rfc1216.txt < prev    next >
Text File  |  1991-03-29  |  8KB  |  227 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                     Poorer Richard
  8. Request for Comments: 1216                             Almanac Institute
  9.                                                            Prof. Kynikos
  10.                                                    Miskatonic University
  11.                                                             1 April 1991
  12.  
  13.  
  14.              Gigabit Network Economics and Paradigm Shifts
  15.  
  16. Status of this Memo
  17.  
  18.    This memo proposes a new standard paradigm for the Internet
  19.    Activities Board (IAB) standardization track.  Distribution of this
  20.    memo is unlimited.
  21.  
  22. 1. Introduction
  23.  
  24.    The history of computer communication contains many examples of
  25.    efforts to align the capabilities of processors to that of
  26.    communication media.  Packet switching is the classic case of a
  27.    careful tradeoff between the costs of memory, processing, and
  28.    communications bandwidth.
  29.  
  30.    With all of the attention and publicity focused on gigabit networks,
  31.    not much notice has been given to small and largely unfunded research
  32.    efforts which are studying innovative approaches for dealing with
  33.    technical issues within the constraints of economic science.  This
  34.    memo defines one such paradigm.
  35.  
  36. 2. Contemporary Network Economics
  37.  
  38.    Recent cost estimates predict a continuing decline in the cost for
  39.    processing, memory, and communication.  One recent projection put the
  40.    decline for $/bit and $/MIP at 99% per decade and put the decline for
  41.    $/bps at 90% per decade.  Scalable parallel processor designs may
  42.    accelerate the cost declines for CPU and memory, but no similar
  43.    accelerated decline should be expected in the cost of communications.
  44.    Such a decline would imply eventual declines in the cost of 56Kbps
  45.    service used for voice, resulting in a negative rate of return for
  46.    telecommunications carriers, an unlikely eventuality even if free-
  47.    market forces are carried to their logical extreme.
  48.  
  49.    Increases in processing power create additional demand for
  50.    communications bandwidth, but do nothing to pay for it.  While we
  51.    will sell no paradigm before its time, the 9% difference,
  52.    particularly after compounding is taken into account, will bankrupt
  53.    the internet community unless a paradigm shift takes place.
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Richard & Kynikos                                               [Page 1]
  59.  
  60. RFC 1216     Gigabit Network Economics and Paradigm Shifts    April 1991
  61.  
  62.  
  63. 3. The ULS Paradigm Shift
  64.  
  65.    The ULS paradigm shift breaks the downward spiral by concentrating on
  66.    end-to-end datagrams and virtual circuit services operating in the
  67.    .01 uGbps region, namely Ultra Low Speed networking.
  68.  
  69.    However,
  70.  
  71.    "The worlds best technological paradigm shifts are useless unless
  72.    they (a) are economically viable, (b) have clear applicability, (c)
  73.    are technically feasible."
  74.  
  75.            --Milton John in "Paradigms Lost"
  76.  
  77. 3.1 Economic Viability
  78.  
  79.    Cost projections indicate that individual ULS circuits can be
  80.    provided at a cost of <$.03/month due to the unusually high
  81.    multiplexing that will be possible on Gbit links.  The 10 THz
  82.    bandwidth of existing optical fibers will be able to support on the
  83.    order of 1 TUser, handling population growth, and even internet
  84.    growth, for some time.  Moreover, if $.03/month is a significant
  85.    barrier to entry, substantial discounts appear to be economically
  86.    feasible.
  87.  
  88. 3.2 Clear Applicability
  89.  
  90.    A fundamental principle of networking is that network speed must
  91.    match the application.  We have identified a number of critical
  92.    applications that are matched to ULS technology.  Below we itemize a
  93.    few of these, but we provide a brief description for only the first;
  94.    the match for the others should be equally obvious.
  95.  
  96.    - Low priority facsimile: A large percentage of documents and letters
  97.      are sent via facsimile not because they need sub-minute delivery,
  98.      but because they carry signatures or graphics.  In these cases, a
  99.      three-hour delivery (comparable to the value reliably achieved on
  100.      many of today's packet-based email systems) is sufficient.  With
  101.      proper compression, this delivery time can be achieved over a
  102.      ULSnet.
  103.  
  104.    - Real time data (e.g., tracking glaciers)
  105.  
  106.    - US postal service
  107.  
  108.    - Contracting for research
  109.  
  110.    To be truly viable, ULS networking must scale, and indeed it does.
  111.  
  112.  
  113.  
  114. Richard & Kynikos                                               [Page 2]
  115.  
  116. RFC 1216     Gigabit Network Economics and Paradigm Shifts    April 1991
  117.  
  118.  
  119.    With some effort, we envision extending the technology to the
  120.    extremely-low-speed regime.  Applications that scale from the ULS
  121.    applications above are:
  122.  
  123.    - Real time data (e.g., gravity wave detectors)
  124.    - Italian postal service
  125.    - Congressional budget process
  126.  
  127. 3.3 Technical Feasibility
  128.  
  129.    The hardware issues are well in hand.  The remaining issues are
  130.    protocol related.  To examine them, we must extrapolate backward from
  131.    some well known networking principles.
  132.  
  133.    "Gigabit networks require new protocols."
  134.  
  135.    The clear inference here is that ULS will require old protocols, so
  136.    as we recede into the future, we should expect the following:
  137.  
  138.    ULS will require minimal development.  Although we may need research
  139.    in storage technology to recover the software from old media such as
  140.    decayed magnetic dump tapes, paper tape, and partially recycled card
  141.    decks, this effort will be more than offset by the savings.
  142.  
  143.    ULS protocols will be well documented, amenable to verification, and
  144.    suitable for MSI implementation in Silicon, or even Germanium or
  145.    relays.  In particular, the alternating bit protocol [1] is a leading
  146.    contender.
  147.  
  148.    "Bad news travel fast."
  149.  
  150.    Therefore, ULS gives preferential treatment to good news.  While this
  151.    will delay the delivery of bills, notices from timeshare
  152.    condominiums, and contest announcements, it will also produce
  153.    immediate productivity gains on several mailing lists.
  154.  
  155. 3.4 Problems Requiring Work
  156.  
  157.    ULS is not without problems.
  158.  
  159.    Some other well-known protocol suites are well ahead of ULS in
  160.    exploring the desired performance operating point.  We note our
  161.    concern about the dearth of domestic (U.S.-based) research and
  162.    development in this important area.  This is particularly disturbing
  163.    in light of the level of work now underway in other countries.
  164.  
  165.    Efficiency is a problem:
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170. Richard & Kynikos                                               [Page 3]
  171.  
  172. RFC 1216     Gigabit Network Economics and Paradigm Shifts    April 1991
  173.  
  174.  
  175.    - All ULS protocols incorporate slow-start.
  176.  
  177.    - Lower data rates mean fewer errors.
  178.  
  179.    - Whereas modern protocols use 32 bit sequence numbers,
  180.      acknowledgment fields, etc., ULS headers can be quite small (1 bit
  181.      sequence numbers for the alternating-bit protocol).  Thus the
  182.      header/data ratio shrinks.
  183.  
  184.    The net result is "creeping efficiency" which tends to push us away
  185.    from the proper ULS operating point.  While we have no definitive
  186.    solution, there are several promising palliatives:
  187.  
  188.    - Forward Error Insertion (FEI)
  189.  
  190.    - Negative window scaling factors
  191.  
  192.    - New protocol layers
  193.  
  194.    - Multiple presentation layers
  195.  
  196. 4. Conclusions
  197.  
  198.    The road to Ultra Low Speed (ULS) technology is long, slow, and easy.
  199.  
  200. REFERENCES and BIBLIOGRAPHY
  201.  
  202.    [1] Lynch, W. "Reliable full-duplex file transmission over half-
  203.        duplex telephone lines", CACM, pp. 407-410, June 1968.
  204.  
  205. Security Considerations
  206.  
  207.        Security issues are not discussed in this memo.
  208.  
  209. Authors' Addresses
  210.  
  211.        Dr. Poorer Richard
  212.        Almanac Institute
  213.        Center against Misoneoism
  214.        Campo Imperatore, Italy
  215.        EMail:  none
  216.  
  217.  
  218.        Prof. Kynikos
  219.        Miskatonic University
  220.        Arkham, MA.
  221.        Email: Kynikos@Cthulu.Miskatonic.EDU
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226. Richard & Kynikos                                               [Page 4]
  227.