home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Unix System Administration Handbook 1997 October / usah_oct97.iso / rfc / 2000s / rfc2022.txt < prev    next >
Text File  |  1996-11-03  |  189KB  |  4,596 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                        G. Armitage
  8. Request for Comments: 2022                                      Bellcore
  9. Category: Standards Track                                  November 1996
  10.  
  11.  
  12.        Support for Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM Networks.
  13.  
  14. Status of this Memo
  15.  
  16.    This document specifies an Internet standards track protocol for the
  17.    Internet community, and requests discussion and suggestions for
  18.    improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
  19.    Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
  20.    and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited
  21.  
  22. Abstract
  23.  
  24.    Mapping the connectionless IP multicast service over the connection
  25.    oriented ATM services provided by UNI 3.0/3.1 is a non-trivial task.
  26.    This memo describes a mechanism to support the multicast needs of
  27.    Layer 3 protocols in general, and describes its application to IP
  28.    multicasting in particular.
  29.  
  30.    ATM based IP hosts and routers use a Multicast Address Resolution
  31.    Server (MARS) to support RFC 1112 style Level 2 IP multicast over the
  32.    ATM Forum's UNI 3.0/3.1 point to multipoint connection service.
  33.    Clusters of endpoints share a MARS and use it to track and
  34.    disseminate information identifying the nodes listed as receivers for
  35.    given multicast groups. This allows endpoints to establish and manage
  36.    point to multipoint VCs when transmitting to the group.
  37.  
  38.    The MARS behaviour allows Layer 3 multicasting to be supported using
  39.    either meshes of VCs or ATM level multicast servers. This choice may
  40.    be made on a per-group basis, and is transparent to the endpoints.
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Armitage                    Standards Track                     [Page 1]
  59.  
  60. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  61.  
  62.  
  63. Table of Contents
  64.  
  65.    1. Introduction.................................................   4
  66.     1.1 The Multicast Address Resolution Server (MARS).............   5
  67.     1.2 The ATM level multicast Cluster............................   5
  68.     1.3 Document overview..........................................   6
  69.     1.4 Conventions................................................   7
  70.    2. The IP multicast service model...............................   7
  71.    3. UNI 3.0/3.1 support for intra-cluster multicasting...........   8
  72.     3.1 VC meshes..................................................   9
  73.     3.2 Multicast Servers..........................................   9
  74.     3.3 Tradeoffs..................................................  10
  75.     3.4 Interaction with local UNI 3.0/3.1 signalling entity.......  11
  76.    4. Overview of the MARS.........................................  12
  77.     4.1 Architecture...............................................  12
  78.     4.2 Control message format.....................................  12
  79.     4.3 Fixed header fields in MARS control messages...............  13
  80.       4.3.1 Hardware type..........................................  14
  81.       4.3.2 Protocol type..........................................  14
  82.       4.3.3 Checksum...............................................  15
  83.       4.3.4 Extensions Offset......................................  15
  84.       4.3.5 Operation code.........................................  16
  85.       4.3.6 Reserved...............................................  16
  86.    5. Endpoint (MARS client) interface behaviour...................  16
  87.     5.1 Transmit side behaviour....................................  17
  88.       5.1.1 Retrieving Group Membership from the MARS..............  18
  89.       5.1.2 MARS_REQUEST, MARS_MULTI, and MARS_NAK messages........  20
  90.       5.1.3 Establishing the outgoing multipoint VC................  22
  91.       5.1.4 Monitoring updates on ClusterControlVC.................  24
  92.         5.1.4.1 Updating the active VCs............................  24
  93.         5.1.4.2 Tracking the Cluster Sequence Number...............  25
  94.       5.1.5 Revalidating a VC's leaf nodes.........................  26
  95.         5.1.5.1 When leaf node drops itself........................  27
  96.         5.1.5.2 When a jump is detected in the CSN.................  27
  97.       5.1.6 'Migrating' the outgoing multipoint VC.................  27
  98.     5.2. Receive side behaviour....................................  29
  99.       5.2.1 Format of the MARS_JOIN and MARS_LEAVE Messages........  30
  100.         5.2.1.1 Important IPv4 default values......................  32
  101.       5.2.2 Retransmission of MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages....  33
  102.       5.2.3 Cluster member registration and deregistration.........  34
  103.     5.3 Support for Layer 3 group management.......................  34
  104.     5.4 Support for redundant/backup MARS entities.................  36
  105.       5.4.1 First response to MARS problems........................  36
  106.       5.4.2 Connecting to a backup MARS............................  37
  107.       5.4.3 Dynamic backup lists, and soft redirects...............  37
  108.     5.5 Data path LLC/SNAP encapsulations..........................  40
  109.       5.5.1 Type #1 encapsulation..................................  40
  110.       5.5.2 Type #2 encapsulation..................................  41
  111.  
  112.  
  113.  
  114. Armitage                    Standards Track                     [Page 2]
  115.  
  116. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  117.  
  118.  
  119.       5.5.3 A Type #1 example......................................  42
  120.    6. The MARS in greater detail...................................  42
  121.     6.1 Basic interface to Cluster members.........................  43
  122.       6.1.1 Response to MARS_REQUEST...............................  43
  123.       6.1.2 Response to MARS_JOIN and MARS_LEAVE...................  43
  124.       6.1.3 Generating MARS_REDIRECT_MAP...........................  45
  125.       6.1.4 Cluster Sequence Numbers...............................  45
  126.     6.2 MARS interface to Multicast Servers (MCSs).................  46
  127.       6.2.1 MARS_REQUESTs for MCS supported groups.................  47
  128.       6.2.2 MARS_MSERV and MARS_UNSERV messages....................  47
  129.       6.2.3 Registering a Multicast Server (MCS)...................  49
  130.       6.2.4 Modified response to MARS_JOIN and MARS_LEAVE..........  49
  131.       6.2.5 Sequence numbers for ServerControlVC traffic...........  51
  132.     6.3 Why global sequence numbers?...............................  52
  133.     6.4 Redundant/Backup MARS Architectures........................  52
  134.    7. How an MCS utilises a MARS...................................  53
  135.     7.1 Association with a particular Layer 3 group................  53
  136.     7.2 Termination of incoming VCs................................  54
  137.     7.3 Management of outgoing VC..................................  54
  138.     7.4 Use of a backup MARS.......................................  54
  139.    8. Support for IP multicast routers.............................  54
  140.     8.1 Forwarding into a Cluster..................................  55
  141.     8.2 Joining in 'promiscuous' mode..............................  55
  142.     8.3 Forwarding across the cluster..............................  56
  143.     8.4 Joining in 'semi-promiscous' mode..........................  56
  144.     8.5 An alternative to IGMP Queries.............................  57
  145.     8.6 CMIs across multiple interfaces............................  58
  146.    9. Multiprotocol applications of the MARS and MARS clients......  59
  147.    10. Supplementary parameter processing..........................  60
  148.     10.1 Interpreting the mar$extoff field.........................  60
  149.     10.2 The format of TLVs........................................  60
  150.     10.3 Processing MARS messages with TLVs........................  62
  151.     10.4 Initial set of TLV elements...............................  62
  152.    11. Key Decisions and open issues...............................  62
  153.    Security Considerations.........................................  65
  154.    Acknowledgments.................................................  65
  155.    Author's Address................................................  65
  156.    References......................................................  66
  157.    Appendix A. Hole punching algorithms............................  67
  158.    Appendix B. Minimising the impact of IGMP in IPv4 environments..  69
  159.    Appendix C. Further comments on 'Clusters'......................  71
  160.    Appendix D. TLV list parsing algorithm..........................  72
  161.    Appendix E. Summary of timer values.............................  73
  162.    Appendix F. Pseudo code for MARS operation......................  74
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170. Armitage                    Standards Track                     [Page 3]
  171.  
  172. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  173.  
  174.  
  175. 1.  Introduction.
  176.  
  177.    Multicasting is the process whereby a source host or protocol entity
  178.    sends a packet to multiple destinations simultaneously using a
  179.    single, local 'transmit' operation. The more familiar cases of
  180.    Unicasting and Broadcasting may be considered to be special cases of
  181.    Multicasting (with the packet delivered to one destination, or 'all'
  182.    destinations, respectively).
  183.  
  184.    Most network layer models, like the one described in RFC 1112 [1] for
  185.    IP multicasting, assume sources may send their packets to abstract
  186.    'multicast group addresses'.  Link layer support for such an
  187.    abstraction is assumed to exist, and is provided by technologies such
  188.    as Ethernet.
  189.  
  190.    ATM is being utilized as a new link layer technology to support a
  191.    variety of protocols, including IP. With RFC 1483 [2] the IETF
  192.    defined a multiprotocol mechanism for encapsulating and transmitting
  193.    packets using AAL5 over ATM Virtual Channels (VCs). However, the ATM
  194.    Forum's currently published signalling specifications (UNI 3.0 [8]
  195.    and UNI 3.1 [4]) does not provide the multicast address abstraction.
  196.    Unicast connections are supported by point to point, bidirectional
  197.    VCs. Multicasting is supported through point to multipoint
  198.    unidirectional VCs. The key limitation is that the sender must have
  199.    prior knowledge of each intended recipient, and explicitly establish
  200.    a VC with itself as the root node and the recipients as the leaf
  201.    nodes.
  202.  
  203.    This document has two broad goals:
  204.  
  205.       Define a group address registration and membership distribution
  206.       mechanism that allows UNI 3.0/3.1 based networks to support the
  207.       multicast service of protocols such as IP.
  208.  
  209.       Define specific endpoint behaviours for managing point to
  210.       multipoint VCs to achieve multicasting of layer 3 packets.
  211.  
  212.    As the IETF is currently in the forefront of using wide area
  213.    multicasting this document's descriptions will often focus on IP
  214.    service model of RFC 1112.  A final chapter will note the
  215.    multiprotocol application of the architecture.
  216.  
  217.    This document avoids discussion of one highly non-trivial aspect of
  218.    using ATM - the specification of QoS for VCs being established in
  219.    response to higher layer needs. Research in this area is still very
  220.    formative [7], and so it is assumed that future documents will
  221.    clarify the mapping of QoS requirements to VC establishment. The
  222.    default at this time is that VCs are established with a request for
  223.  
  224.  
  225.  
  226. Armitage                    Standards Track                     [Page 4]
  227.  
  228. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  229.  
  230.  
  231.    Unspecified Bit Rate (UBR) service, as typified by the IETF's use of
  232.    VCs for unicast IP, described in RFC 1755 [6].
  233.  
  234. 1.1  The Multicast Address Resolution Server (MARS).
  235.  
  236.    The Multicast Address Resolution Server (MARS) is an extended analog
  237.    of the ATM ARP Server introduced in RFC 1577 [3].  It acts as a
  238.    registry, associating layer 3 multicast group identifiers with the
  239.    ATM interfaces representing the group's members.  MARS messages
  240.    support the distribution of multicast group membership information
  241.    between MARS and endpoints (hosts or routers).  Endpoint address
  242.    resolution entities query the MARS when a layer 3 address needs to be
  243.    resolved to the set of ATM endpoints making up the group at any one
  244.    time. Endpoints keep the MARS informed when they need to join or
  245.    leave particular layer 3 groups.  To provide for asynchronous
  246.    notification of group membership changes the MARS manages a point to
  247.    multipoint VC out to all endpoints desiring multicast support
  248.  
  249.    Valid arguments can be made for two different approaches to ATM level
  250.    multicasting of layer 3 packets - through meshes of point to
  251.    multipoint VCs, or ATM level multicast servers (MCS). The MARS
  252.    architecture allows either VC meshes or MCSs to be used on a per-
  253.    group basis.
  254.  
  255. 1.2  The ATM level multicast Cluster.
  256.  
  257.    Each MARS manages a 'cluster' of ATM-attached endpoints. A Cluster is
  258.    defined as
  259.  
  260.       The set of ATM interfaces choosing to participate in direct ATM
  261.       connections to achieve multicasting of AAL_SDUs between
  262.       themselves.
  263.  
  264.    In practice, a Cluster is the set of endpoints that choose to use the
  265.    same MARS to register their memberships and receive their updates
  266.    from.
  267.  
  268.    By implication of this definition, traffic between interfaces
  269.    belonging to different Clusters passes through an inter-cluster
  270.    device. (In the IP world an inter-cluster device would be an IP
  271.    multicast router with logical interfaces into each Cluster.) This
  272.    document explicitly avoids specifying the nature of inter-cluster
  273.    (layer 3) routing protocols.
  274.  
  275.    The mapping of clusters to other constrained sets of endpoints (such
  276.    as unicast Logical IP Subnets) is left to each network administrator.
  277.    However, for the purposes of conformance with this document network
  278.    administrators MUST ensure that each Logical IP Subnet (LIS) is
  279.  
  280.  
  281.  
  282. Armitage                    Standards Track                     [Page 5]
  283.  
  284. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  285.  
  286.  
  287.    served by a separate MARS, creating a one-to-one mapping between
  288.    cluster and unicast LIS.  IP multicast routers then interconnect each
  289.    LIS as they do with conventional subnets. (Relaxation of this
  290.    restriction MAY only occur after future research on the interaction
  291.    between existing layer 3 multicast routing protocols and unicast
  292.    subnet boundaries.)
  293.  
  294.    The term 'Cluster Member' will be used in this document to refer to
  295.    an endpoint that is currently using a MARS for multicast support.
  296.    Thus potential scope of a cluster may be the entire membership of a
  297.    LIS, while the actual scope of a cluster depends on which endpoints
  298.    are actually cluster members at any given time.
  299.  
  300. 1.3  Document overview.
  301.  
  302.    This document assumes an understanding of concepts explained in
  303.    greater detail in RFC 1112, RFC 1577, UNI 3.0/3.1, and RFC 1755 [6].
  304.  
  305.    Section 2 provides an overview of IP multicast and what RFC 1112
  306.    required from Ethernet.
  307.  
  308.    Section 3 describes in more detail the multicast support services
  309.    offered by UNI 3.0/3.1, and outlines the differences between VC
  310.    meshes and multicast servers (MCSs) as mechanisms for distributing
  311.    packets to multiple destinations.
  312.  
  313.    Section 4 provides an overview of the MARS and its relationship to
  314.    ATM endpoints. This section also discusses the encapsulation and
  315.    structure of MARS control messages.
  316.  
  317.    Section 5 substantially defines the entire cluster member endpoint
  318.    behaviour, on both receive and transmit sides. This includes both
  319.    normal operation and error recovery.
  320.  
  321.    Section 6 summarises the required behaviour of a MARS.
  322.  
  323.    Section 7 looks at how a multicast server (MCS) interacts with a
  324.    MARS.
  325.  
  326.    Section 8 discusses how IP multicast routers may make novel use of
  327.    promiscuous and semi-promiscuous group joins. Also discussed is a
  328.    mechanism designed to reduce the amount of IGMP traffic issued by
  329.    routers.
  330.  
  331.    Section 9 discusses how this document applies in the more general
  332.    (non-IP) case.
  333.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338. Armitage                    Standards Track                     [Page 6]
  339.  
  340. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  341.  
  342.  
  343.    Section 10 summarises the key proposals, and identifies areas for
  344.    future research that are generated by this MARS architecture.
  345.  
  346.    The appendices provide discussion on issues that arise out of the
  347.    implementation of this document. Appendix A discusses MARS and
  348.    endpoint algorithms for parsing MARS messages. Appendix B describes
  349.    the particular problems introduced by the current IGMP paradigms, and
  350.    possible interim work-arounds.  Appendix C discusses the 'cluster'
  351.    concept in further detail, while Appendix D briefly outlines an
  352.    algorithm for parsing TLV lists.  Appendix E summarises various timer
  353.    values used in this document, and Appendix F provides example
  354.    pseudo-code for a MARS entity.
  355.  
  356. 1.4  Conventions.
  357.  
  358.    In this document the following coding and packet representation rules
  359.    are used:
  360.  
  361.       All multi-octet parameters are encoded in big-endian form (i.e.
  362.       the most significant octet comes first).
  363.  
  364.       In all multi-bit parameters bit numbering begins at 0 for the
  365.       least significant bit when stored in memory (i.e. the n'th bit has
  366.       weight of 2^n).
  367.  
  368.       A bit that is 'set', 'on', or 'one' holds the value 1.
  369.  
  370.       A bit that is 'reset', 'off', 'clear', or 'zero' holds the value
  371.       0.
  372.  
  373. 2.  Summary of the IP multicast service model.
  374.  
  375.    Under IP version 4 (IPv4), addresses in the range between 224.0.0.0
  376.    and 239.255.255.255 (224.0.0.0/4) are termed 'Class D' or 'multicast
  377.    group' addresses. These abstractly represent all the IP hosts in the
  378.    Internet (or some constrained subset of the Internet) who have
  379.    decided to 'join' the specified group.
  380.  
  381.    RFC1112 requires that a multicast-capable IP interface must support
  382.    the transmission of IP packets to an IP multicast group address,
  383.    whether or not the node considers itself a 'member' of that group.
  384.    Consequently, group membership is effectively irrelevant to the
  385.    transmit side of the link layer interfaces. When Ethernet is used as
  386.    the link layer (the example used in RFC1112), no address resolution
  387.    is required to transmit packets. An algorithmic mapping from IP
  388.    multicast address to Ethernet multicast address is performed locally
  389.    before the packet is sent out the local interface in the same 'send
  390.    and forget' manner as a unicast IP packet.
  391.  
  392.  
  393.  
  394. Armitage                    Standards Track                     [Page 7]
  395.  
  396. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  397.  
  398.  
  399.    Joining and Leaving an IP multicast group is more explicit on the
  400.    receive side - with the primitives JoinLocalGroup and LeaveLocalGroup
  401.    affecting what groups the local link layer interface should accept
  402.    packets from. When the IP layer wants to receive packets from a
  403.    group, it issues JoinLocalGroup. When it no longer wants to receive
  404.    packets, it issues LeaveLocalGroup. A key point to note is that
  405.    changing state is a local issue, it has no effect on other hosts
  406.    attached to the Ethernet.
  407.  
  408.    IGMP is defined in RFC 1112 to support IP multicast routers attached
  409.    to a given subnet. Hosts issue IGMP Report messages when they perform
  410.    a JoinLocalGroup, or in response to an IP multicast router sending an
  411.    IGMP Query. By periodically transmitting queries IP multicast routers
  412.    are able to identify what IP multicast groups have non-zero
  413.    membership on a given subnet.
  414.  
  415.    A specific IP multicast address, 224.0.0.1, is allocated for the
  416.    transmission of IGMP Query messages. Host IP layers issue a
  417.    JoinLocalGroup for 224.0.0.1 when they intend to participate in IP
  418.    multicasting, and issue a LeaveLocalGroup for 224.0.0.1 when they've
  419.    ceased participating in IP multicasting.
  420.  
  421.    Each host keeps a list of IP multicast groups it has been
  422.    JoinLocalGroup'd to. When a router issues an IGMP Query on 224.0.0.1
  423.    each host begins to send IGMP Reports for each group it is a member
  424.    of. IGMP Reports are sent to the group address, not 224.0.0.1, "so
  425.    that other members of the same group on the same network can overhear
  426.    the Report" and not bother sending one of their own. IP multicast
  427.    routers conclude that a group has no members on the subnet when IGMP
  428.    Queries no longer elicit associated replies.
  429.  
  430. 3. UNI 3.0/3.1 support for intra-cluster multicasting.
  431.  
  432.    For the purposes of the MARS protocol, both UNI 3.0 and UNI 3.1
  433.    provide equivalent support for multicasting. Differences between UNI
  434.    3.0 and UNI 3.1 in required signalling elements are covered in RFC
  435.    1755.
  436.  
  437.    This document will describe its operation in terms of 'generic'
  438.    functions that should be available to clients of a UNI 3.0/3.1
  439.    signalling entity in a given ATM endpoint. The ATM model broadly
  440.    describes an 'AAL User' as any entity that establishes and manages
  441.    VCs and underlying AAL services to exchange data. An IP over ATM
  442.    interface is a form of 'AAL User' (although the default LLC/SNAP
  443.    encapsulation mode specified in RFC1755 really requires that an 'LLC
  444.    entity' is the AAL User, which in turn supports the IP/ATM
  445.    interface).
  446.  
  447.  
  448.  
  449.  
  450. Armitage                    Standards Track                     [Page 8]
  451.  
  452. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  453.  
  454.  
  455.    The most fundamental limitations of UNI 3.0/3.1's multicast support
  456.    are:
  457.  
  458.       Only point to multipoint, unidirectional VCs may be established.
  459.  
  460.       Only the root (source) node of a given VC may add or remove leaf
  461.       nodes.
  462.  
  463.    Leaf nodes are identified by their unicast ATM addresses.  UNI
  464.    3.0/3.1 defines two ATM address formats - native E.164 and NSAP
  465.    (although it must be stressed that the NSAP address is so called
  466.    because it uses the NSAP format - an ATM endpoint is NOT a Network
  467.    layer termination point).  In UNI 3.0/3.1 an 'ATM Number' is the
  468.    primary identification of an ATM endpoint, and it may use either
  469.    format. Under some circumstances an ATM endpoint must be identified
  470.    by both a native E.164 address (identifying the attachment point of a
  471.    private network to a public network), and an NSAP address ('ATM
  472.    Subaddress') identifying the final endpoint within the private
  473.    network. For the rest of this document the term will be used to mean
  474.    either a single 'ATM Number' or an 'ATM Number' combined with an 'ATM
  475.    Subaddress'.
  476.  
  477. 3.1 VC meshes.
  478.  
  479.    The most fundamental approach to intra-cluster multicasting is the
  480.    multicast VC mesh.  Each source establishes its own independent point
  481.    to multipoint VC (a single multicast tree) to the set of leaf nodes
  482.    (destinations) that it has been told are members of the group it
  483.    wishes to send packets to.
  484.  
  485.    Interfaces that are both senders and group members (leaf nodes) to a
  486.    given group will originate one point to multipoint VC, and terminate
  487.    one VC for every other active sender to the group. This criss-
  488.    crossing of VCs across the ATM network gives rise to the name 'VC
  489.    mesh'.
  490.  
  491. 3.2 Multicast Servers.
  492.  
  493.    An alternative model has each source establish a VC to an
  494.    intermediate node - the multicast server (MCS). The multicast server
  495.    itself establishes and manages a point to multipoint VC out to the
  496.    actual desired destinations.
  497.  
  498.    The MCS reassembles AAL_SDUs arriving on all the incoming VCs, and
  499.    then queues them for transmission on its single outgoing point to
  500.    multipoint VC. (Reassembly of incoming AAL_SDUs is required at the
  501.    multicast server as AAL5 does not support cell level multiplexing of
  502.    different AAL_SDUs on a single outgoing VC.)
  503.  
  504.  
  505.  
  506. Armitage                    Standards Track                     [Page 9]
  507.  
  508. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  509.  
  510.  
  511.    The leaf nodes of the multicast server's point to multipoint VC must
  512.    be established prior to packet transmission, and the multicast server
  513.    requires an external mechanism to identify them. A side-effect of
  514.    this method is that ATM interfaces that are both sources and group
  515.    members will receive copies of their own packets back from the MCS
  516.    (An alternative method is for the multicast server to explicitly
  517.    retransmit packets on individual VCs between itself and group
  518.    members. A benefit of this second approach is that the multicast
  519.    server can ensure that sources do not receive copies of their own
  520.    packets.)
  521.  
  522.    The simplest MCS pays no attention to the contents of each AAL_SDU.
  523.    It is purely an AAL/ATM level device. More complex MCS architectures
  524.    (where a single endpoint serves multiple layer 3 groups) are
  525.    possible, but are beyond the scope of this document. More detailed
  526.    discussion is provided in section 7.
  527.  
  528. 3.3 Tradeoffs.
  529.  
  530.    Arguments over the relative merits of VC meshes and multicast servers
  531.    have raged for some time. Ultimately the choice depends on the
  532.    relative trade-offs a system administrator must make between
  533.    throughput, latency, congestion, and resource consumption. Even
  534.    criteria such as latency can mean different things to different
  535.    people - is it end to end packet time, or the time it takes for a
  536.    group to settle after a membership change? The final choice depends
  537.    on the characteristics of the applications generating the multicast
  538.    traffic.
  539.  
  540.    If we focussed on the data path we might prefer the VC mesh because
  541.    it lacks the obvious single congestion point of an MCS.  Throughput
  542.    is likely to be higher, and end to end latency lower, because the
  543.    mesh lacks the intermediate AAL_SDU reassembly that must occur in
  544.    MCSs. The underlying ATM signalling system also has greater
  545.    opportunity to ensure optimal branching points at ATM switches along
  546.    the multicast trees originating on each source.
  547.  
  548.    However, resource consumption will be higher. Every group member's
  549.    ATM interface must terminate a VC per sender (consuming on-board
  550.    memory for state information, instance of an AAL service, and
  551.    buffering in accordance with the vendors particular architecture). On
  552.    the contrary, with a multicast server only 2 VCs (one out, one in)
  553.    are required, independent of the number of senders. The allocation of
  554.    VC related resources is also lower within the ATM cloud when using a
  555.    multicast server. These points may be considered to have merit in
  556.    environments where VCs across the UNI or within the ATM cloud are
  557.    valuable (e.g. the ATM provider charges on a per VC basis), or AAL
  558.    contexts are limited in the ATM interfaces of endpoints.
  559.  
  560.  
  561.  
  562. Armitage                    Standards Track                    [Page 10]
  563.  
  564. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  565.  
  566.  
  567.    If we focus on the signalling load then MCSs have the advantage when
  568.    faced with dynamic sets of receivers. Every time the membership of a
  569.    multicast group changes (a leaf node needs to be added or dropped),
  570.    only a single point to multipoint VC needs to be modified when using
  571.    an MCS. This generates a single signalling event across the MCS's
  572.    UNI. However, when membership change occurs in a VC mesh, signalling
  573.    events occur at the UNIs of every traffic source - the transient
  574.    signalling load scales with the number of sources. This has obvious
  575.    ramifications if you define latency as the time for a group's
  576.    connectivity to stabilise after change (especially as the number of
  577.    senders increases).
  578.  
  579.    Finally, as noted above, MCSs introduce a 'reflected packet' problem,
  580.    which requires additional per-AAL_SDU information to be carried in
  581.    order for layer 3 sources to detect their own AAL_SDUs coming back.
  582.  
  583.    The MARS architecture allows system administrators to utilize either
  584.    approach on a group by group basis.
  585.  
  586. 3.4 Interaction with local UNI 3.0/3.1 signalling entity.
  587.  
  588.    The following generic signalling functions are presumed to be
  589.    available to local AAL Users:
  590.  
  591.    L_CALL_RQ     - Establish a unicast VC to a specific endpoint.
  592.    L_MULTI_RQ    - Establish multicast VC to a specific endpoint.
  593.    L_MULTI_ADD   - Add new leaf node to previously established VC.
  594.    L_MULTI_DROP  - Remove specific leaf node from established VC.
  595.    L_RELEASE     - Release unicast VC, or all Leaves of a multicast VC.
  596.  
  597.    The signalling exchanges and local information passed between AAL
  598.    User and UNI 3.0/3.1 signalling entity with these functions are
  599.    outside the scope of this document.
  600.  
  601.    The following indications are assumed to be available to AAL Users,
  602.    generated by the local UNI 3.0/3.1 signalling entity:
  603.  
  604.    L_ACK          - Succesful completion of a local request.
  605.    L_REMOTE_CALL  - A new VC has been established to the AAL User.
  606.    ERR_L_RQFAILED - A remote ATM endpoint rejected an L_CALL_RQ,
  607.                     L_MULTI_RQ, or L_MULTI_ADD.
  608.    ERR_L_DROP     - A remote ATM endpoint dropped off an existing VC.
  609.    ERR_L_RELEASE  - An existing VC was terminated.
  610.  
  611.    The signalling exchanges and local information passed between AAL
  612.    User and UNI 3.0/3.1 signalling entity with these functions are
  613.    outside the scope of this document.
  614.  
  615.  
  616.  
  617.  
  618. Armitage                    Standards Track                    [Page 11]
  619.  
  620. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  621.  
  622.  
  623. 4.  Overview of the MARS.
  624.  
  625.    The MARS may reside within any ATM endpoint that is directly
  626.    addressable by the endpoints it is serving. Endpoints wishing to join
  627.    a multicast cluster must be configured with the ATM address of the
  628.    node on which the cluster's MARS resides.  (Section 5.4 describes how
  629.    backup MARSs may be added to support the activities of a cluster.
  630.    References to 'the MARS' in following sections will be assumed to
  631.    mean the acting MARS for the cluster.)
  632.  
  633. 4.1  Architecture.
  634.  
  635.    Architecturally the MARS is an evolution of the RFC 1577 ARP Server.
  636.    Whilst the ARP Server keeps a table of {IP,ATM} address pairs for all
  637.    IP endpoints in an LIS, the MARS keeps extended tables of {layer 3
  638.    address, ATM.1, ATM.2, ..... ATM.n} mappings. It can either be
  639.    configured with certain mappings, or dynamically 'learn' mappings.
  640.    The format of the {layer 3 address} field is generally not
  641.    interpreted by the MARS.
  642.  
  643.    A single ATM node may support multiple logical MARSs, each of which
  644.    support a separate cluster. The restriction is that each MARS has a
  645.    unique ATM address (e.g. a different SEL field in the NSAP address of
  646.    the node on which the multiple MARSs reside).  By definition a single
  647.    instance of a MARS may not support more than one cluster.
  648.  
  649.    The MARS distributes group membership update information to cluster
  650.    members over a point to multipoint VC known as the ClusterControlVC.
  651.    Additionally, when Multicast Servers (MCSs) are being used it also
  652.    establishes a separate point to multipoint VC out to registered MCSs,
  653.    known as the ServerControlVC.  All cluster members are leaf nodes of
  654.    ClusterControlVC. All registered multicast servers are leaf nodes of
  655.    ServerControlVC (described further in section 6).
  656.  
  657.    The MARS does NOT take part in the actual multicasting of layer 3
  658.    data packets.
  659.  
  660. 4.2  Control message format.
  661.  
  662.    By default all MARS control messages MUST be LLC/SNAP encapsulated
  663.    using the following codepoints:
  664.  
  665.       [0xAA-AA-03][0x00-00-5E][0x00-03][MARS control message]
  666.           (LLC)       (OUI)     (PID)
  667.  
  668.    (This is a PID from the IANA OUI.)
  669.  
  670.  
  671.  
  672.  
  673.  
  674. Armitage                    Standards Track                    [Page 12]
  675.  
  676. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  677.  
  678.  
  679.    MARS control messages are made up of 4 major components:
  680.  
  681.       [Fixed header][Mandatory fields][Addresses][Supplementary TLVs]
  682.  
  683.    [Fixed header] contains fields indicating the operation being
  684.    performed and the layer 3 protocol being referred to (e.g IPv4, IPv6,
  685.    AppleTalk, etc). The fixed header also carries checksum information,
  686.    and hooks to allow this basic control message structure to be re-used
  687.    by other query/response protocols.
  688.  
  689.    The [Mandatory fields] section carries fixed width parameters that
  690.    depend on the operation type indicated in [Fixed header].
  691.  
  692.    The following [Addresses] area carries variable length fields for
  693.    source and target addresses - both hardware (e.g. ATM) and layer 3
  694.    (e.g. IPv4). These provide the fundamental information that the
  695.    registrations, queries, and updates use and operate on. For the MARS
  696.    protocol fields in [Fixed header] indicate how to interpret the
  697.    contents of [Addresses].
  698.  
  699.    [Supplementary TLVs] represents an optional list of TLV (type,
  700.    length, value) encoded information elements that may be appended to
  701.    provide supplementary information.  This feature is described in
  702.    further detail in section 10.
  703.  
  704.    MARS messages contain variable length address fields. In all cases
  705.    null addresses SHALL be encoded as zero length, and have no space
  706.    allocated in the message.
  707.  
  708.    (Unique LLC/SNAP encapsulation of MARS control messages means MARS
  709.    and ARP Server functionality may be implemented within a common
  710.    entity, and share a client-server VC, if the implementor so chooses.
  711.    Note that the LLC/SNAP codepoint for MARS is different to the
  712.    codepoint used for ATMARP.)
  713.  
  714. 4.3  Fixed header fields in MARS control messages.
  715.  
  716.    The [Fixed header] has the following format:
  717.  
  718.       Data:
  719.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  720.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  721.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  722.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  723.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  724.        mar$op       16 bits  Operation code.
  725.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  726.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  727.  
  728.  
  729.  
  730. Armitage                    Standards Track                    [Page 13]
  731.  
  732. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  733.  
  734.  
  735.    mar$shtl and mar$sstl provide information regarding the source's
  736.    hardware (ATM) address. In the MARS protocol these fields are always
  737.    present, as every MARS message carries a non-null source ATM address.
  738.    In all cases the source ATM address is the first variable length
  739.    field in the [Addresses] section.
  740.  
  741.    The other fields in [Fixed header] are described in the following
  742.    subsections.
  743.  
  744. 4.3.1  Hardware type.
  745.  
  746.    mar$afn defines the type of link layer addresses being carried. The
  747.    value of 0x000F SHALL be used by MARS messages generated in
  748.    accordance with this document. The encoding of ATM addresses and
  749.    subaddresses when mar$afn = 0x000F is described in section 5.1.2.
  750.    Encodings when mar$afn != 0x000F are outside the scope of this
  751.    document.
  752.  
  753. 4.3.2  Protocol type.
  754.  
  755.    The mar$pro field is made up of two subfields:
  756.  
  757.       mar$pro.type 16 bits  Protocol type.
  758.       mar$pro.snap 40 bits  Optional SNAP extension to protocol type.
  759.  
  760.    The mar$pro.type field is a 16 bit unsigned integer representing the
  761.    following number space:
  762.  
  763.       0x0000 to 0x00FF  Protocols defined by the equivalent NLPIDs.
  764.       0x0100 to 0x03FF  Reserved for future use by the IETF.
  765.       0x0400 to 0x04FF  Allocated for use by the ATM Forum.
  766.       0x0500 to 0x05FF  Experimental/Local use.
  767.       0x0600 to 0xFFFF  Protocols defined by the equivalent Ethertypes.
  768.  
  769.    (based on the observations that valid Ethertypes are never smaller
  770.    than 0x600, and NLPIDs never larger than 0xFF.)
  771.  
  772.    The NLPID value of 0x80 is used to indicate a SNAP encoded extension
  773.    is being used to encode the protocol type. When mar$pro.type == 0x80
  774.    the SNAP extension is encoded in the mar$pro.snap field.  This is
  775.    termed the 'long form' protocol ID.
  776.  
  777.    If mar$pro.type != 0x80 then the mar$pro.snap field MUST be zero on
  778.    transmit and ignored on receive. The mar$pro.type field itself
  779.    identifies the protocol being referred to. This is termed the 'short
  780.    form' protocol ID.
  781.  
  782.  
  783.  
  784.  
  785.  
  786. Armitage                    Standards Track                    [Page 14]
  787.  
  788. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  789.  
  790.  
  791.    In all cases, where a protocol has an assigned number in the
  792.    mar$pro.type space (excluding 0x80) the short form MUST be used when
  793.    transmitting MARS messages. Additionally, where a protocol has valid
  794.    short and long forms of identification, receivers MAY choose to
  795.    recognise the long form.
  796.  
  797.    mar$pro.type values other than 0x80 MAY have 'long forms' defined in
  798.    future documents.
  799.  
  800.    For the remainder of this document references to mar$pro SHALL be
  801.    interpreted to mean mar$pro.type, or mar$pro.type in combination with
  802.    mar$pro.snap as appropriate.
  803.  
  804.    The use of different protocol types is described further in section
  805.    9.
  806.  
  807. 4.3.3 Checksum.
  808.  
  809.    The mar$chksum field carries a standard IP checksum calculated across
  810.    the entire MARS control message (excluding the LLC/SNAP header). The
  811.    field is set to zero before performing the checksum calculation.
  812.  
  813.    As the entire LLC/SNAP encapsulated MARS message is protected by the
  814.    32 bit CRC of the AAL5 transport, implementors MAY choose to ignore
  815.    the checksum facility. If no checksum is calculated these bits MUST
  816.    be reset before transmission. If no checksum is performed on
  817.    reception, this field MUST be ignored. If a receiver is capable of
  818.    validating a checksum it MUST only perform the validation when the
  819.    received mar$chksum field is non-zero. Messages arriving with
  820.    mar$chksum of 0 are always considered valid.
  821.  
  822. 4.3.4 Extensions Offset.
  823.  
  824.    The mar$extoff field identifies the existence and location of an
  825.    optional supplementary parameters list. Its use is described in
  826.    section 10.
  827.  
  828.  
  829.  
  830.  
  831.  
  832.  
  833.  
  834.  
  835.  
  836.  
  837.  
  838.  
  839.  
  840.  
  841.  
  842. Armitage                    Standards Track                    [Page 15]
  843.  
  844. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  845.  
  846.  
  847. 4.3.5 Operation code.
  848.  
  849.    The mar$op field is further subdivided into two 8 bit fields -
  850.    mar$op.version (leading octet) and mar$op.type (trailing octet).
  851.    Together they indicate the nature of the control message, and the
  852.    context within which its [Mandatory fields], [Addresses], and
  853.    [Supplementary TLVs] should be interpreted.
  854.  
  855.       mar$op.version
  856.          0               MARS protocol defined in this document.
  857.          0x01 - 0xEF     Reserved for future use by the IETF.
  858.          0xF0 - 0xFE     Allocated for use by the ATM Forum.
  859.          0xFF            Experimental/Local use.
  860.  
  861.       mar$op.type
  862.          Value indicates operation being performed, within context of
  863.          the control protocol version indicated by mar$op.version.
  864.  
  865.    For the rest of this document references to the mar$op value SHALL be
  866.    taken to mean mar$op.type, with mar$op.version = 0x00. The values
  867.    used in this document are summarised in section 11.
  868.  
  869.    (Note this number space is independent of the ATMARP operation code
  870.    number space.)
  871.  
  872. 4.3.6 Reserved.
  873.  
  874.    mar$hdrrsv may be subdivided and assigned specific meanings for other
  875.    control protocols indicated by mar$op.version != 0.
  876.  
  877. 5.  Endpoint (MARS client) interface behaviour.
  878.  
  879.    An endpoint is best thought of as a 'shim' or 'convergence' layer,
  880.    sitting between a layer 3 protocol's link layer interface and the
  881.    underlying UNI 3.0/3.1 service. An endpoint in this context can exist
  882.    in a host or a router - any entity that requires a generic 'layer 3
  883.    over ATM' interface to support layer 3 multicast.  It is broken into
  884.    two key subsections - one for the transmit side, and one for the
  885.    receive side.
  886.  
  887.    Multiple logical ATM interfaces may be supported by a single physical
  888.    ATM interface (for example, using different SEL values in the NSAP
  889.    formatted address assigned to the physical ATM interface). Therefore
  890.    implementors MUST allow for multiple independent 'layer 3 over ATM'
  891.    interfaces too, each with its own configured MARS (or table of MARSs,
  892.    as discussed in section 5.4), and ability to be attached to the same
  893.    or different clusters.
  894.  
  895.  
  896.  
  897.  
  898. Armitage                    Standards Track                    [Page 16]
  899.  
  900. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  901.  
  902.  
  903.    The initial signalling path between a MARS client (managing an
  904.    endpoint) and its associated MARS is a transient point to point,
  905.    bidirectional VC.  This VC is established by the MARS client, and is
  906.    used to send queries to, and receive replies from, the MARS. It has
  907.    an associated idle timer, and is dismantled if not used for a
  908.    configurable period of time. The minimum suggested value for this
  909.    time is 1 minute, and the RECOMMENDED default is 20 minutes.  (Where
  910.    the MARS and ARP Server are co-resident, this VC may be used for both
  911.    ATM ARP traffic and MARS control traffic.)
  912.  
  913.    The remaining signalling path is ClusterControlVC, to which the MARS
  914.    client is added as a leaf node when it registers (described in
  915.    section 5.2.3).
  916.  
  917.    The majority of this document covers the distribution of information
  918.    allowing endpoints to establish and manage outgoing point to
  919.    multipoint VCs - the forwarding paths for multicast traffic to
  920.    particular multicast groups. The actual format of the AAL_SDUs sent
  921.    on these VCs is almost completely outside the scope of this
  922.    specification.  However, endpoints are not expected to know whether
  923.    their forwarding path leads directly to a multicast group's members
  924.    or to an MCS (described in section 3). This requires additional per-
  925.    packet encapsulation (described in section 5.5) to aid in the the
  926.    detection of reflected AAL_SDUs.
  927.  
  928. 5.1  Transmit side behaviour.
  929.  
  930.    The following description will often be in terms of an IPv4/ATM
  931.    interface that is capable of transmitting packets to a Class D
  932.    address at any time, without prior warning. It should be trivial for
  933.    an implementor to generalise this behaviour to the requirements of
  934.    another layer 3 data protocol.
  935.  
  936.    When a local Layer 3 entity passes down a packet for transmission,
  937.    the endpoint first ascertains whether an outbound path to the
  938.    destination multicast group already exists. If it does not, the MARS
  939.    is queried for a set of ATM endpoints that represent an appropriate
  940.    forwarding path. (The ATM endpoints may represent the actual group
  941.    members within the cluster, or a set of one or more MCSs. The
  942.    endpoint does not distinguish between either case. Section 6.2
  943.    describes the MARS behaviour that leads to MCSs being supplied as the
  944.    forwarding path for a multicast group.)
  945.  
  946.  
  947.  
  948.  
  949.  
  950.  
  951.  
  952.  
  953.  
  954. Armitage                    Standards Track                    [Page 17]
  955.  
  956. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  957.  
  958.  
  959.    The query is executed by issuing a MARS_REQUEST.  The reply from the
  960.    MARS may take one of two forms:
  961.  
  962.       MARS_MULTI - Sequence of MARS_MULTI messages returning the set of
  963.                    ATM endpoints that are to be leaf nodes of an
  964.                    outgoing point to multipoint VC (the forwarding
  965.                    path).
  966.  
  967.       MARS_NAK - No mapping found, group is empty.
  968.  
  969.    The formats of these messages are described in section 5.1.2.
  970.  
  971.    Outgoing VCs are established with a request for Unspecified Bit Rate
  972.    (UBR) service, as typified by the IETF's use of VCs for unicast IP,
  973.    described in RFC 1755 [6].  Future documents may vary this approach
  974.    and allow the specification of different ATM traffic parameters from
  975.    locally configured information or parameters obtained through some
  976.    external means.
  977.  
  978. 5.1.1   Retrieving Group Membership from the MARS.
  979.  
  980.    If the MARS had no mapping for the desired Class D address a MARS_NAK
  981.    will be returned. In this case the IP packet MUST be discarded
  982.    silently. If a match is found in the MARS's tables it proceeds to
  983.    return addresses ATM.1 through ATM.n in a sequence of one or more
  984.    MARS_MULTIs.  A simple mechanism is used to detect and recover from
  985.    loss of MARS_MULTI messages.
  986.  
  987.    (If the client learns that there is no other group member in the
  988.    cluster - the MARS returns a MARS_NAK or returns a MARS_MULTI with
  989.    the client as the only member - it MUST delay sending out a new
  990.    MARS_REQUEST for that group for a period no less than 5 seconds and
  991.    no more than 10 seconds.)
  992.  
  993.    Each MARS_MULTI carries a boolean field x, and a 15 bit integer field
  994.    y - expressed as MARS_MULTI(x,y). Field y acts as a sequence number,
  995.    starting at 1 and incrementing for each MARS_MULTI sent.  Field x
  996.    acts as an 'end of reply' marker. When x == 1 the MARS response is
  997.    considered complete.
  998.  
  999.    In addition, each MARS_MULTI may carry multiple ATM addresses from
  1000.    the set {ATM.1, ATM.2, .... ATM.n}. A MARS MUST minimise the number
  1001.    of MARS_MULTIs transmitted by placing as many group members'
  1002.    addresses in a single MARS_MULTI as possible. The limit on the length
  1003.    of an individual MARS_MULTI message MUST be the MTU of the underlying
  1004.    VC.
  1005.  
  1006.  
  1007.  
  1008.  
  1009.  
  1010. Armitage                    Standards Track                    [Page 18]
  1011.  
  1012. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1013.  
  1014.  
  1015.    For example, assume n ATM addresses must be returned, each MARS_MULTI
  1016.    is limited to only p ATM addresses, and p << n. This would require a
  1017.    sequence of k MARS_MULTI messages (where k = (n/p)+1, using integer
  1018.    arithmetic), transmitted as follows:
  1019.  
  1020.       MARS_MULTI(0,1) carries back {ATM.1 ... ATM.p}
  1021.       MARS_MULTI(0,2) carries back {ATM.(p+1) ... ATM.(2p)}
  1022.             [.......]
  1023.       MARS_MULTI(1,k) carries back { ... ATM.n}
  1024.  
  1025.    If k == 1 then only MARS_MULTI(1,1) is sent.
  1026.  
  1027.    Typical failure mode will be losing one or more of MARS_MULTI(0,1)
  1028.    through MARS_MULTI(0,k-1). This is detected when y jumps by more than
  1029.    one between consecutive MARS_MULTI's. An alternative failure mode is
  1030.    losing MARS_MULTI(1,k).  A timer MUST be implemented to flag the
  1031.    failure of the last MARS_MULTI to arrive. A default value of 10
  1032.    seconds is RECOMMENDED.
  1033.  
  1034.    If a 'sequence jump' is detected, the host MUST wait for the
  1035.    MARS_MULTI(1,k), discard all results, and repeat the MARS_REQUEST.
  1036.  
  1037.    If a timeout occurs, the host MUST discard all results, and repeat
  1038.    the MARS_REQUEST.
  1039.  
  1040.    A final failure mode involves the MARS Sequence Number (described in
  1041.    section 5.1.4.2 and carried in each part of a multi-part MARS_MULTI).
  1042.    If its value changes during the reception of a multi-part MARS_MULTI
  1043.    the host MUST wait for the MARS_MULTI(1,k), discard all results, and
  1044.    repeat the MARS_REQUEST.
  1045.  
  1046.    (Corruption of cell contents will lead to loss of a MARS_MULTI
  1047.    through AAL5 CPCS_PDU reassembly failure, which will be detected
  1048.    through the mechanisms described above.)
  1049.  
  1050.    If the MARS is managing a cluster of endpoints spread across
  1051.    different but directly accessible ATM networks it will not be able to
  1052.    return all the group members in a single MARS_MULTI. The MARS_MULTI
  1053.    message format allows for either E.164, ISO NSAP, or (E.164 + NSAP)
  1054.    to be returned as ATM addresses. However, each MARS_MULTI message may
  1055.    only return ATM addresses of the same type and length. The returned
  1056.    addresses MUST be grouped according to type (E.164, ISO NSAP, or
  1057.    both) and returned in a sequence of separate MARS_MULTI parts.
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061.  
  1062.  
  1063.  
  1064.  
  1065.  
  1066. Armitage                    Standards Track                    [Page 19]
  1067.  
  1068. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1069.  
  1070.  
  1071. 5.1.2   MARS_REQUEST, MARS_MULTI, and MARS_NAK messages.
  1072.  
  1073.    MARS_REQUEST is shown below. It is indicated by an 'operation type
  1074.    value' (mar$op) of 1.
  1075.  
  1076.    The multicast address being resolved is placed into the the target
  1077.    protocol address field (mar$tpa), and the target hardware address is
  1078.    set to null (mar$thtl and mar$tstl both zero).
  1079.  
  1080.    In IPv4 environments the protocol type (mar$pro) is 0x800 and the
  1081.    target protocol address length (mar$tpln) MUST be set to 4. The
  1082.    source fields MUST contain the ATM number and subaddress of the
  1083.    client issuing the MARS_REQUEST (the subaddress MAY be null).
  1084.  
  1085.       Data:
  1086.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  1087.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  1088.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  1089.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  1090.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  1091.        mar$op       16 bits  Operation code (MARS_REQUEST = 1)
  1092.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  1093.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  1094.        mar$spln      8 bits  Length of source protocol address (s)
  1095.        mar$thtl      8 bits  Type & length of target ATM number (x)
  1096.        mar$tstl      8 bits  Type & length of target ATM subaddress (y)
  1097.        mar$tpln      8 bits  Length of target group address (z)
  1098.        mar$pad      64 bits  Padding (aligns mar$sha with MARS_MULTI).
  1099.        mar$sha      roctets  source ATM number
  1100.        mar$ssa      qoctets  source ATM subaddress
  1101.        mar$spa      soctets  source protocol address
  1102.        mar$tpa      zoctets  target multicast group address
  1103.        mar$tha      xoctets  target ATM number
  1104.        mar$tsa      yoctets  target ATM subaddress
  1105.  
  1106.    Following the RFC1577 approach, the mar$shtl, mar$sstl, mar$thtl and
  1107.    mar$tstl fields are coded as follows:
  1108.  
  1109.                 7 6 5 4 3 2 1 0
  1110.                +-+-+-+-+-+-+-+-+
  1111.                |0|x|  length   |
  1112.                +-+-+-+-+-+-+-+-+
  1113.  
  1114.  
  1115.  
  1116.  
  1117.  
  1118.  
  1119.  
  1120.  
  1121.  
  1122. Armitage                    Standards Track                    [Page 20]
  1123.  
  1124. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1125.  
  1126.  
  1127.    The most significant bit is reserved and MUST be set to zero.  The
  1128.    second most significant bit (x) is a flag indicating whether the ATM
  1129.    address being referred to is in:
  1130.  
  1131.       - ATM Forum NSAPA format (x = 0).
  1132.       - Native E.164 format (x = 1).
  1133.  
  1134.    The bottom 6 bits is an unsigned integer value indicating the length
  1135.    of the associated ATM address in octets. If this value is zero the
  1136.    flag x is ignored.
  1137.  
  1138.    The mar$spln and mar$tpln fields are unsigned 8 bit integers, giving
  1139.    the length in octets of the source and target protocol address fields
  1140.    respectively.
  1141.  
  1142.    MARS packets use true variable length fields. A null (non-existant)
  1143.    address MUST be coded as zero length, and no space allocated for it
  1144.    in the message body.
  1145.  
  1146.    MARS_NAK is the MARS_REQUEST returned with operation type value of 6.
  1147.    All other fields are left unchanged from the MARS_REQUEST (e.g. do
  1148.    not transpose the source and target information. In all cases MARS
  1149.    clients use the source address fields to identify their own messages
  1150.    coming back).
  1151.  
  1152.    The MARS_MULTI message is identified by an mar$op value of 2. The
  1153.    message format is:
  1154.  
  1155.       Data:
  1156.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  1157.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  1158.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  1159.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  1160.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  1161.        mar$op       16 bits  Operation code (MARS_MULTI = 2).
  1162.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  1163.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  1164.        mar$spln      8 bits  Length of source protocol address (s)
  1165.        mar$thtl      8 bits  Type & length of target ATM number (x)
  1166.        mar$tstl      8 bits  Type & length of target ATM subaddress (y)
  1167.        mar$tpln      8 bits  Length of target group address (z)
  1168.        mar$tnum     16 bits  Number of target ATM addresses returned (N)
  1169.        mar$seqxy    16 bits  Boolean flag x and sequence number y.
  1170.        mar$msn      32 bits  MARS Sequence Number.
  1171.        mar$sha      roctets  source ATM number
  1172.        mar$ssa      qoctets  source ATM subaddress
  1173.        mar$spa      soctets  source protocol address
  1174.        mar$tpa      zoctets  target multicast group address
  1175.  
  1176.  
  1177.  
  1178. Armitage                    Standards Track                    [Page 21]
  1179.  
  1180. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1181.  
  1182.  
  1183.        mar$tha.1    xoctets  target ATM number 1
  1184.        mar$tsa.1    yoctets  target ATM subaddress 1
  1185.        mar$tha.2    xoctets  target ATM number 2
  1186.        mar$tsa.2    yoctets  target ATM subaddress 2
  1187.                  [.......]
  1188.        mar$tha.N    xoctets  target ATM number N
  1189.        mar$tsa.N    yoctets  target ATM subaddress N
  1190.  
  1191.    The source protocol and ATM address fields are copied directly from
  1192.    the MARS_REQUEST that this MARS_MULTI is in response to (not the MARS
  1193.    itself).
  1194.  
  1195.    mar$seqxy is coded with flag x in the leading bit, and sequence
  1196.    number y coded as an unsigned integer in the remaining 15 bits.
  1197.  
  1198.           |  1st octet    |   2nd octet   |
  1199.            7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0
  1200.           +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  1201.           |x|                 y           |
  1202.           +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  1203.  
  1204.    mar$tnum is an unsigned integer indicating how many pairs of
  1205.    {mar$tha,mar$tsa} (i.e. how many group member's ATM addresses) are
  1206.    present in the message. mar$msn is an unsigned 32 bit number filled
  1207.    in by the MARS before transmitting each MARS_MULTI. Its use is
  1208.    described further in section 5.1.4.
  1209.  
  1210.    As an example, assume we have a multicast cluster using 4 byte
  1211.    protocol addresses, 20 byte ATM numbers, and 0 byte ATM subaddresses.
  1212.    For n group members in a single MARS_MULTI we require a (60 + 20n)
  1213.    byte message. If we assume the default MTU of 9180 bytes, we can
  1214.    return a maximum of 456 group member's addresses in a single
  1215.    MARS_MULTI.
  1216.  
  1217. 5.1.3   Establishing the outgoing multipoint VC.
  1218.  
  1219.    Following the completion of the MARS_MULTI reply the endpoint may
  1220.    establish a new point to multipoint VC, or reuse an existing one.
  1221.  
  1222.    If establishing a new VC, an L_MULTI_RQ is issued for ATM.1, followed
  1223.    by an L_MULTI_ADD for every member of the set {ATM.2, ....ATM.n}
  1224.    (assuming the set is non-null). The packet is then transmitted over
  1225.    the newly created VC just as it would be for a unicast VC.
  1226.  
  1227.    After transmitting the packet, the local interface holds the VC open
  1228.    and marks it as the active path out of the host for any subsequent IP
  1229.    packets being sent to that Class D address.
  1230.  
  1231.  
  1232.  
  1233.  
  1234. Armitage                    Standards Track                    [Page 22]
  1235.  
  1236. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1237.  
  1238.  
  1239.    When establishing a new multicast VC it is possible that one or more
  1240.    L_MULTI_RQ or L_MULTI_ADD may fail.  The UNI 3.0/3.1 failure cause
  1241.    must be returned in the ERR_L_RQFAILED signal from the local
  1242.    signalling entity to the AAL User. If the failure cause is not 49
  1243.    (Quality of Service unavailable), 51 (user cell rate not available -
  1244.    UNI 3.0), 37 (user cell rate not available - UNI 3.1), or 41
  1245.    (Temporary failure), the endpoint's ATM address is dropped from the
  1246.    set {ATM.1, ATM.2, ..., ATM.n} returned by the MARS.  Otherwise, the
  1247.    L_MULTI_RQ or L_MULTI_ADD should be reissued after a random delay of
  1248.    5 to 10 seconds.  If the request fails again, another request should
  1249.    be issued after twice the previous delay has elapsed.  This process
  1250.    should be continued until the call succeeds or the multipoint VC gets
  1251.    released.
  1252.  
  1253.    If the initial L_MULTI_RQ fails for ATM.1, and n is greater than 1
  1254.    (i.e. the returned set of ATM addresses contains 2 or more addresses)
  1255.    a new L_MULTI_RQ should be immediately issued for the next ATM
  1256.    address in the set. This procedure is repeated until an L_MULTI_RQ
  1257.    succeeds, as no L_MULTI_ADDs may be issued until an initial outgoing
  1258.    VC is established.
  1259.  
  1260.    Each ATM address for which an L_MULTI_RQ failed with cause 49, 51,
  1261.    37, or 41 MUST be tagged rather than deleted. An L_MULTI_ADD is
  1262.    issued for these tagged addresses using the random delay procedure
  1263.    outlined above.
  1264.  
  1265.    The VC MAY be considered 'up' before failed L_MULTI_ADDs have been
  1266.    successfully re-issued. An endpoint MAY implement a concurrent
  1267.    mechanism that allows data to start flowing out the new VC even while
  1268.    failed L_MULTI_ADDs are being re-tried. (The alternative of waiting
  1269.    for each leaf node to accept the connection could lead to significant
  1270.    delays in transmitting the first packet.)
  1271.  
  1272.    Each VC MUST have a configurable inactivity timer associated with it.
  1273.    If the timer expires, an L_RELEASE is issued for that VC, and the
  1274.    Class D address is no longer considered to have an active path out of
  1275.    the local host. The timer SHOULD be no less than 1 minute, and a
  1276.    default of 20 minutes is RECOMMENDED. Choice of specific timer
  1277.    periods is beyond the scope of this document.
  1278.  
  1279.    VC consumption may also be reduced by endpoints noting when a new
  1280.    group's set of {ATM.1, ....ATM.n} matches that of a pre-existing VC
  1281.    out to another group. With careful local management, and assuming the
  1282.    QoS of the existing VC is sufficient for both groups, a new pt to mpt
  1283.    VC may not be necessary.  Under certain circumstances endpoints may
  1284.    decide that it is sufficient to re-use an existing VC whose set of
  1285.    leaf nodes is a superset of the new group's membership (in which case
  1286.    some endpoints will receive multicast traffic for a layer 3 group
  1287.  
  1288.  
  1289.  
  1290. Armitage                    Standards Track                    [Page 23]
  1291.  
  1292. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1293.  
  1294.  
  1295.    they haven't joined, and must filter them above the ATM interface).
  1296.    Algorithms for performing this type of optimization are not discussed
  1297.    here, and are not required for conformance with this document.
  1298.  
  1299. 5.1.4   Tracking subsequent group updates.
  1300.  
  1301.    Once a new VC has been established, the transmit side of the cluster
  1302.    member's interface needs to monitor subsequent group changes - adding
  1303.    or dropping leaf nodes as appropriate. This is achieved by watching
  1304.    for MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages from the MARS itself. These
  1305.    messages are described in detail in section 5.2 - at this point it is
  1306.    sufficient to note that they carry:
  1307.  
  1308.       - The ATM address of a node joining or leaving a group.
  1309.       - The layer 3 address of the group(s) being joined or left.
  1310.       - A Cluster Sequence Number (CSN) from the MARS.
  1311.  
  1312.    MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages arrive at each cluster member
  1313.    across ClusterControlVC. MARS_JOIN or MARS_LEAVE messages that simply
  1314.    confirm information already held by the cluster member are used to
  1315.    track the Cluster Sequence Number, but are otherwise ignored.
  1316.  
  1317. 5.1.4.1   Updating the active VCs.
  1318.  
  1319.    If a MARS_JOIN is seen that refers to (or encompasses) a group for
  1320.    which the transmit side already has a VC open, the new member's ATM
  1321.    address is extracted and an L_MULTI_ADD issued locally. This ensures
  1322.    that endpoints already sending to a given group will immediately add
  1323.    the new member to their list of recipients.
  1324.  
  1325.    If a MARS_LEAVE is seen that refers to (or encompasses) a group for
  1326.    which the transmit side already has a VC open, the old member's ATM
  1327.    address is extracted and an L_MULTI_DROP issued locally. This ensures
  1328.    that endpoints already sending to a given group will immediately drop
  1329.    the old member from their list of recipients. When the last leaf of a
  1330.    VC is dropped, the VC is closed completely and the affected group no
  1331.    longer has a path out of the local endpoint (the next outbound packet
  1332.    to that group's address will trigger the creation of a new VC, as
  1333.    described in sections 5.1.1 to 5.1.3).
  1334.  
  1335.    The transmit side of the interface MUST NOT shut down an active VC to
  1336.    a group for which the receive side has just executed a
  1337.    LeaveLocalGroup.  (This behaviour is consistent with the model of
  1338.    hosts transmitting to groups regardless of their own membership
  1339.    status.)
  1340.  
  1341.    If a MARS_JOIN or MARS_LEAVE arrives with mar$pnum == 0 it carries no
  1342.    <min,max> pairs, and is only used for tracking the CSN.
  1343.  
  1344.  
  1345.  
  1346. Armitage                    Standards Track                    [Page 24]
  1347.  
  1348. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1349.  
  1350.  
  1351. 5.1.4.2   Tracking the Cluster Sequence Number.
  1352.  
  1353.    It is important that endpoints do not miss group membership updates
  1354.    issued by the MARS over ClusterControlVC. However, this will happen
  1355.    from time to time. The Cluster Sequence Number is carried as an
  1356.    unsigned 32 bit value in the mar$msn field of many MARS messages
  1357.    (except for MARS_REQUEST and MARS_NAK).  It increments once for every
  1358.    transmission the MARS makes on ClusterControlVC, regardless of
  1359.    whether the transmission represents a change in the MARS database or
  1360.    not. By tracking this counter, cluster members can determine whether
  1361.    they have missed a previous message on ClusterControlVC, and possibly
  1362.    a membership change. This is then used to trigger revalidation
  1363.    (described in section 5.1.5).
  1364.  
  1365.    The current CSN is copied into the mar$msn field of MARS messages
  1366.    being sent to cluster members, whether out ClusterControlVC or on a
  1367.    point to point VC.
  1368.  
  1369.    Calculations on the sequence numbers MUST be performed as unsigned 32
  1370.    bit arithmetic.
  1371.  
  1372.    Every cluster member keeps its own 32 bit Host Sequence Number (HSN)
  1373.    to track the MARS's sequence number. Whenever a message is received
  1374.    that carries an mar$msn field the following processing is performed:
  1375.  
  1376.          Seq.diff = mar$msn - HSN
  1377.  
  1378.          mar$msn -> HSN
  1379.          {...process MARS message as appropriate...}
  1380.  
  1381.          if ((Seq.diff != 1) && (Seq.diff != 0))
  1382.             then {...revalidate group membership information...}
  1383.  
  1384.    The basic result is that the cluster member attempts to keep locked
  1385.    in step with membership changes noted by the MARS. If it ever detects
  1386.    that a membership change occurred (in any group) without it noticing,
  1387.    it re-validates the membership of all groups it currently has
  1388.    multicast VCs open to.
  1389.  
  1390.    The mar$msn value in an individual MARS_MULTI is not used to update
  1391.    the HSN until all parts of the MARS_MULTI (if more than 1) have
  1392.    arrived. (If the mar$msn changes the MARS_MULTI is discarded, as
  1393.    described in section 5.1.1.)
  1394.  
  1395.    The MARS is free to choose an initial value of CSN. When a new
  1396.    cluster member starts up it should initialise HSN to zero. When the
  1397.    cluster member sends the MARS_JOIN to register (described later), the
  1398.    HSN will be correctly updated to the current CSN value when the
  1399.  
  1400.  
  1401.  
  1402. Armitage                    Standards Track                    [Page 25]
  1403.  
  1404. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1405.  
  1406.  
  1407.    endpoint receives the copy of its MARS_JOIN back from the MARS.
  1408.  
  1409. 5.1.5   Revalidating a VC's leaf nodes.
  1410.  
  1411.    Certain events may inform a cluster member that it has incorrect
  1412.    information about the sets of leaf nodes it should be sending to.  If
  1413.    an error occurs on a VC associated with a particular group, the
  1414.    cluster member initiates revalidation procedures for that specific
  1415.    group. If a jump is detected in the Cluster Sequence Number, this
  1416.    initiates revalidation of all groups to which the cluster member
  1417.    currently has open point to multipoint VCs.
  1418.  
  1419.    Each open and active multipoint VC has a flag associated with it
  1420.    called 'VC_revalidate'. This flag is checked everytime a packet is
  1421.    queued for transmission on that VC. If the flag is false, the packet
  1422.    is transmitted and no further action is required.
  1423.  
  1424.    However, if the VC_revalidate flag is true then the packet is
  1425.    transmitted and a new sequence of events is started locally.
  1426.  
  1427.    Revalidation begins with re-issuing a MARS_REQUEST for the group
  1428.    being revalidated.  The returned set of members {NewATM.1, NewATM.2,
  1429.    .... NewATM.n} is compared with the set already held locally.
  1430.    L_MULTI_DROPs are issued on the group's VC for each node that appears
  1431.    in the original set of members but not in the revalidated set of
  1432.    members. L_MULTI_ADDs are issued on the group's VC for each node that
  1433.    appears in the revalidated set of members but not in the original set
  1434.    of members. The VC_revalidate flag is reset when revalidation
  1435.    concludes for the given group. Implementation specific mechanisms
  1436.    will be needed to flag the 'revalidation in progress' state.
  1437.  
  1438.    The key difference between constructing a VC (section 5.1.3) and
  1439.    revalidating a VC is that packet transmission continues on the open
  1440.    VC while it is being revalidated. This minimises the disruption to
  1441.    existing traffic.
  1442.  
  1443.    The algorithm for initiating revalidation is:
  1444.  
  1445.       - When a packet arrives for transmission on a given group,
  1446.         the groups membership is revalidated if VC_revalidate == TRUE.
  1447.         Revalidation resets VC_revalidate.
  1448.       - When an event occurs that demands revalidation, every
  1449.         group has its VC_revalidate flag set TRUE at a random time
  1450.         between 1 and 10 seconds.
  1451.  
  1452.    Benefit: Revalidation of active groups occurs quickly, and
  1453.    essentially idle groups are revalidated as needed. Randomly
  1454.    distributed setting of VC_revalidate flag improves chances of
  1455.  
  1456.  
  1457.  
  1458. Armitage                    Standards Track                    [Page 26]
  1459.  
  1460. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1461.  
  1462.  
  1463.    staggered revalidation requests from senders when a sequence number
  1464.    jump is detected.
  1465.  
  1466. 5.1.5.1   When leaf node drops itself.
  1467.  
  1468.    During the life of a multipoint VC an ERR_L_DROP may be received
  1469.    indicating that a leaf node has terminated its participation at the
  1470.    ATM level. The ATM endpoint associated with the ERR_L_DROP MUST be
  1471.    removed from the locally held set {ATM.1, ATM.2, .... ATM.n}
  1472.    associated with the VC.
  1473.  
  1474.    After a random period of time between 1 and 10 seconds the
  1475.    VC_revalidate flag associated with that VC MUST be set true.
  1476.  
  1477.    If an ERR_L_RELEASE is received then the entire set {ATM.1, ATM.2,
  1478.    .... ATM.n} is cleared and the VC is considered to be completely shut
  1479.    down. Further packet transmission to the group served by this VC will
  1480.    result in a new VC being established as described in section 5.1.3.
  1481.  
  1482. 5.1.5.2   When a jump is detected in the CSN.
  1483.  
  1484.    Section 5.1.4.2 describes how a CSN jump is detected. If a CSN jump
  1485.    is detected upon receipt of a MARS_JOIN or a MARS_LEAVE then every
  1486.    outgoing multicast VC MUST have its VC_revalidate flag set true at
  1487.    some random interval between 1 and 10 seconds from when the CSN jump
  1488.    was detected.
  1489.  
  1490.    The only exception to this rule is if a sequence number jump is
  1491.    detected during the establishment of a new group's VC (i.e. a
  1492.    MARS_MULTI reply was correctly received, but its mar$msn indicated
  1493.    that some previous MARS traffic had been missed on ClusterControlVC).
  1494.    In this case every open VC, EXCEPT the one just established, MUST
  1495.    have its VC_revalidate flag set true at some random interval between
  1496.    1 and 10 seconds from when the CSN jump was detected.  (The VC being
  1497.    established at the time is considered already validated.)
  1498.  
  1499. 5.1.6  'Migrating' the outgoing multipoint VC
  1500.  
  1501.    In addition to the group tracking described in section 5.1.4, the
  1502.    transmit side of a cluster member must respond to 'migration'
  1503.    requests by the MARS. This is triggered by the reception of a
  1504.    MARS_MIGRATE message from ClusterControlVC. The MARS_MIGRATE message
  1505.    is shown below, with an mar$op code of 13.
  1506.  
  1507.       Data:
  1508.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  1509.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  1510.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  1511.  
  1512.  
  1513.  
  1514. Armitage                    Standards Track                    [Page 27]
  1515.  
  1516. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1517.  
  1518.  
  1519.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  1520.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  1521.        mar$op       16 bits  Operation code (MARS_MIGRATE = 13).
  1522.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  1523.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  1524.        mar$spln      8 bits  Length of source protocol address (s)
  1525.        mar$thtl      8 bits  Type & length of target ATM number (x)
  1526.        mar$tstl      8 bits  Type & length of target ATM subaddress (y)
  1527.        mar$tpln      8 bits  Length of target group address (z)
  1528.        mar$tnum     16 bits  Number of target ATM addresses returned (N)
  1529.        mar$resv     16 bits  Reserved.
  1530.        mar$msn      32 bits  MARS Sequence Number.
  1531.        mar$sha      roctets  source ATM number
  1532.        mar$ssa      qoctets  source ATM subaddress
  1533.        mar$spa      soctets  source protocol address
  1534.        mar$tpa      zoctets  target multicast group address
  1535.        mar$tha.1    xoctets  target ATM number 1
  1536.        mar$tsa.1    yoctets  target ATM subaddress 1
  1537.        mar$tha.2    xoctets  target ATM number 2
  1538.        mar$tsa.2    yoctets  target ATM subaddress 2
  1539.                                  [.......]
  1540.        mar$tha.N    xoctets  target ATM number N
  1541.        mar$tsa.N    yoctets  target ATM subaddress N
  1542.  
  1543.    A migration is requested when the MARS determines that it no longer
  1544.    wants cluster members forwarding their packets directly to the ATM
  1545.    addresses it had previously specified (through MARS_REQUESTs or
  1546.    MARS_JOINs). When a MARS_MIGRATE is received each cluster member MUST
  1547.    perform the following steps:
  1548.  
  1549.       Close down any existing outgoing VC associated with the group
  1550.       carried in the mar$tpa field (L_RELEASE), or dissociate the group
  1551.       from any outgoing VC it may have been sharing (as described in
  1552.       section 5.1.3).
  1553.  
  1554.       Establish a new outgoing VC for the specified group, using the
  1555.       algorithm described in section 5.1.3 and taking the set of ATM
  1556.       addresses supplied in the MARS_MIGRATE as the group's new set of
  1557.       members {ATM.1, .... ATM.n}.
  1558.  
  1559.    The MARS_MIGRATE carries the new set of members {ATM.1, .... ATM.n}
  1560.    in a single message, in similar manner to a single part MARS_MULTI.
  1561.    As with other messages from the MARS, the Cluster Sequence Number
  1562.    carried in mar$msn is checked as described in section 5.1.4.2.
  1563.  
  1564.  
  1565.  
  1566.  
  1567.  
  1568.  
  1569.  
  1570. Armitage                    Standards Track                    [Page 28]
  1571.  
  1572. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1573.  
  1574.  
  1575. 5.2.   Receive side behaviour.
  1576.  
  1577.    A cluster member is a 'group member' (in the sense that it receives
  1578.    packets directed at a given multicast group) when its ATM address
  1579.    appears in the MARS's table entry for the group's multicast address.
  1580.    A key function within each cluster is the distribution of group
  1581.    membership information from the MARS to cluster members.
  1582.  
  1583.    An endpoint may wish to 'join a group' in response to a local, higher
  1584.    level request for membership of a group, or because the endpoint
  1585.    supports a layer 3 multicast forwarding engine that requires the
  1586.    ability to 'see' intra-cluster traffic in order to forward it.
  1587.  
  1588.    Two messages support these requirements - MARS_JOIN and MARS_LEAVE.
  1589.    These are sent to the MARS by endpoints when the local layer 3/ATM
  1590.    interface is requested to join or leave a multicast group. The MARS
  1591.    propagates these messages back out over ClusterControlVC, to ensure
  1592.    the knowledge of the group's membership change is distributed in a
  1593.    timely fashion to other cluster members.
  1594.  
  1595.    Certain models of layer 3 endpoints (e.g. IP multicast routers)
  1596.    expect to be able to receive packet traffic 'promiscuously' across
  1597.    all groups.  This functionality may be emulated by allowing routers
  1598.    to request that the MARS returns them as 'wild card' members of all
  1599.    Class D addresses.  However, a problem inherent in the current ATM
  1600.    model is that a completely promiscuous router may exhaust the local
  1601.    reassembly resources in its ATM interface. MARS_JOIN supports a
  1602.    generalisation to the notion of 'wild card' entries, enabling routers
  1603.    to limit themselves to 'blocks' of the Class D address space. Use of
  1604.    this facility is described in greater detail in Section 8.
  1605.  
  1606.    A block can be as small as 1 (a single group) or as large as the
  1607.    entire multicast address space (e.g. default IPv4 'promiscuous'
  1608.    behaviour).  A block is defined as all addresses between, and
  1609.    inclusive of, a <min,max> address pair. A MARS_JOIN or MARS_LEAVE may
  1610.    carry multiple <min,max> pairs.
  1611.  
  1612.    Cluster members MUST provide ONLY a single <min,max> pair in each
  1613.    JOIN/LEAVE message they issue. However, they MUST be able to process
  1614.    multiple <min,max> pairs in JOIN/LEAVE messages when performing VC
  1615.    management as described in section 5.1.4 (the interpretation being
  1616.    that the join/leave operation applies to all addresses in the range
  1617.    from <min> to <max> inclusive, for every <min,max> pair).
  1618.  
  1619.    In RFC1112 environments a MARS_JOIN for a single group is triggered
  1620.    by a JoinLocalGroup signal from the IP layer. A MARS_LEAVE for a
  1621.    single group is triggered by a LeaveLocalGroup signal from the IP
  1622.    layer.
  1623.  
  1624.  
  1625.  
  1626. Armitage                    Standards Track                    [Page 29]
  1627.  
  1628. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1629.  
  1630.  
  1631.    Cluster members with special requirements (e.g. multicast routers)
  1632.    may issue MARS_JOINs and MARS_LEAVEs specifying a single block of 2
  1633.    or more multicast group addresses. However, a cluster member SHALL
  1634.    NOT issue such a multi-group block join for an address range fully or
  1635.    partially overlapped by multi-group block join(s) that the cluster
  1636.    member has previously issued and not yet retracted. A cluster member
  1637.    MAY issue combinations of single group MARS_JOINs that overlap with a
  1638.    multi-group block MARS_JOIN.
  1639.  
  1640.    An endpoint MUST register with a MARS in order to become a member of
  1641.    a cluster and be added as a leaf to ClusterControlVC.  Registration
  1642.    is covered in section 5.2.3.
  1643.  
  1644.    Finally, the endpoint MUST be capable of terminating unidirectional
  1645.    VCs (i.e. act as a leaf node of a UNI 3.0/3.1 point to multipoint VC,
  1646.    with zero bandwidth assigned on the return path). RFC 1755 describes
  1647.    the signalling information required to terminate VCs carrying
  1648.    LLC/SNAP encapsulated traffic (discussed further in section 5.5).
  1649.  
  1650. 5.2.1 Format of the MARS_JOIN and MARS_LEAVE Messages.
  1651.  
  1652.    The MARS_JOIN message is indicated by an operation type value of 4.
  1653.    MARS_LEAVE has the same format and operation type value of 5. The
  1654.    message format is:
  1655.  
  1656.       Data:
  1657.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  1658.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  1659.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  1660.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  1661.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  1662.        mar$op       16 bits  Operation code (MARS_JOIN or MARS_LEAVE).
  1663.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  1664.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  1665.        mar$spln      8 bits  Length of source protocol address (s)
  1666.        mar$tpln      8 bits  Length of group address (z)
  1667.        mar$pnum     16 bits  Number of group address pairs (N)
  1668.        mar$flags    16 bits  layer3grp, copy, and register flags.
  1669.        mar$cmi      16 bits  Cluster Member ID
  1670.        mar$msn      32 bits  MARS Sequence Number.
  1671.        mar$sha      roctets  source ATM number.
  1672.        mar$ssa      qoctets  source ATM subaddress.
  1673.        mar$spa      soctets  source protocol address
  1674.        mar$min.1    zoctets  Minimum multicast group address - pair.1
  1675.        mar$max.1    zoctets  Maximum multicast group address - pair.1
  1676.                  [.......]
  1677.        mar$min.N    zoctets  Minimum multicast group address - pair.N
  1678.        mar$max.N    zoctets  Maximum multicast group address - pair.N
  1679.  
  1680.  
  1681.  
  1682. Armitage                    Standards Track                    [Page 30]
  1683.  
  1684. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1685.  
  1686.  
  1687.    mar$spln indicates the number of bytes in the source endpoint's
  1688.    protocol address, and is interpreted in the context of the protocol
  1689.    indicated by the mar$pro field. (e.g. in IPv4 environments mar$pro
  1690.    will be 0x800, mar$spln is 4, and mar$tpln is 4.)
  1691.  
  1692.    The mar$flags field contains three flags:
  1693.  
  1694.       Bit 15  - mar$flags.layer3grp.
  1695.       Bit 14  - mar$flags.copy.
  1696.       Bit 13  - mar$flags.register.
  1697.       Bit 12  - mar$flags.punched.
  1698.       Bit 0-7 - mar$flags.sequence.
  1699.  
  1700.    Bits 8 to 11 are reserved and MUST be zero.
  1701.  
  1702.    mar$flags.sequence is set by cluster members, and MUST always be
  1703.    passed on unmodified by the MARS when retransmitting MARS_JOIN or
  1704.    MARS_LEAVE messages. It is source specific, and MUST be ignored by
  1705.    other cluster members. Its use is described in section 5.2.2.
  1706.  
  1707.    mar$flags.punched MUST be zero when the MARS_JOIN or MARS_LEAVE is
  1708.    transmitted to the MARS. Its use is described in section 5.2.2 and
  1709.    section 6.2.4.
  1710.  
  1711.    mar$flags.copy MUST be set to 0 when the message is being sent from a
  1712.    MARS client, and MUST be set to 1 when the message is being sent from
  1713.    a MARS. (This flag is intended to support integrating the MARS
  1714.    function with one of the MARS clients in your cluster. The
  1715.    destination of an incoming MARS_JOIN can be determined from its
  1716.    value.)
  1717.  
  1718.    mar$flags.layer3grp allows the MARS to provide the group membership
  1719.    information described further in section 5.3. The rules for its use
  1720.    are:
  1721.  
  1722.       mar$flags.layer3grp MUST be set when the cluster member is issuing
  1723.       the MARS_JOIN as the result of a layer 3 multicast group being
  1724.       explicitly joined. (e.g. as a result of a JoinHostGroup operation
  1725.       in an RFC1112 compliant host).
  1726.  
  1727.       mar$flags.layer3grp MUST be reset in each MARS_JOIN if the
  1728.       MARS_JOIN is simply the local ip/atm interface registering to
  1729.       receive traffic on that group for its own reasons.
  1730.  
  1731.       mar$flags.layer3grp is ignored and MUST be treated as reset by the
  1732.       MARS for any MARS_JOIN that specifies a block covering more than a
  1733.       single group (e.g. a block join from a router ensuring their
  1734.       forwarding engines 'see' all traffic).
  1735.  
  1736.  
  1737.  
  1738. Armitage                    Standards Track                    [Page 31]
  1739.  
  1740. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1741.  
  1742.  
  1743.    mar$flags.register indicates whether the MARS_JOIN or MARS_LEAVE is
  1744.    being used to register or deregister a cluster member (described in
  1745.    section 5.2.3). When used to join or leave specific groups the
  1746.    mar$register flag MUST be zero.
  1747.  
  1748.    mar$pnum indicates how many <min,max> pairs are included in the
  1749.    message. This field MUST be 1 when the message is sent from a cluster
  1750.    member. A MARS MAY return a MARS_JOIN or MARS_LEAVE with any mar$pnum
  1751.    value, including zero.  This will be explained futher in section
  1752.    6.2.4.
  1753.  
  1754.    The mar$cmi field MUST be zeroed by cluster members, and is used by
  1755.    the MARS during cluster member registration, described in section
  1756.    5.2.3.
  1757.  
  1758.    mar$msn MUST be zero when transmitted by an endpoint. It is set to
  1759.    the current value of the Cluster Sequence Number by the MARS when the
  1760.    MARS_JOIN or MARS_LEAVE is retransmitted. Its use has been described
  1761.    in section 5.1.4.
  1762.  
  1763.    To simplify construction and parsing of MARS_JOIN and MARS_LEAVE
  1764.    messages, the following restrictions are imposed on the <min,max>
  1765.    pairs:
  1766.  
  1767.       Assume max(N) is the <max> field from the Nth <min,max> pair.
  1768.       Assume min(N) is the <min> field from the Nth <min,max> pair.
  1769.       Assume a join/leave message arrives with K <min,max> pairs.
  1770.       The following must hold:
  1771.          max(N) < min(N+1) for 1 <= N < K
  1772.          max(N) >= min(N) for 1 <= N <= K
  1773.  
  1774.    In plain language, the set must specify an ascending sequence of
  1775.    address blocks. The definition of "greater" or "less than" may be
  1776.    protocol specific. In IPv4 environments the addresses are treated as
  1777.    32 bit, unsigned binary values (most significant byte first).
  1778.  
  1779. 5.2.1.1 Important IPv4 default values.
  1780.  
  1781.    The JoinLocalGroup and LeaveLocalGroup operations are only valid for
  1782.    a single group. For any arbitrary group address X the associated
  1783.    MARS_JOIN or MARS_LEAVE MUST specify a single pair <X, X>.
  1784.    mar$flags.layer3grp MUST be set under these circumstances.
  1785.  
  1786.    A router choosing to behave strictly in accordance with RFC1112 MUST
  1787.    specify the entire Class D space. The associated MARS_JOIN or
  1788.    MARS_LEAVE MUST specify a single pair <224.0.0.0, 239.255.255.255>.
  1789.    Whenever a router issues a MARS_JOIN only in order to forward IP
  1790.    traffic it MUST reset mar$flags.layer3grp.
  1791.  
  1792.  
  1793.  
  1794. Armitage                    Standards Track                    [Page 32]
  1795.  
  1796. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1797.  
  1798.  
  1799.    The use of alternative <min, max> values by multicast routers is
  1800.    discussed in Section 8.
  1801.  
  1802. 5.2.2   Retransmission of MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages.
  1803.  
  1804.    Transient problems may result in the loss of messages between the
  1805.    MARS and cluster members
  1806.  
  1807.    A simple algorithm is used to solve this problem. Cluster members
  1808.    retransmit each MARS_JOIN and MARS_LEAVE message at regular intervals
  1809.    until they receive a copy back again, either on ClusterControlVC or
  1810.    the VC on which they are sending the message.  At this point the
  1811.    local endpoint can be certain that the MARS received and processed
  1812.    it.
  1813.  
  1814.    The interval should be no shorter than 5 seconds, and a default value
  1815.    of 10 seconds is recommended. After 5 retransmissions the attempt
  1816.    should be flagged locally as a failure. This MUST be considered as a
  1817.    MARS failure, and triggers the MARS reconnection described in section
  1818.    5.4.
  1819.  
  1820.    A 'copy' is defined as a received message with the following fields
  1821.    matching a previously transmitted MARS_JOIN/LEAVE:
  1822.  
  1823.       - mar$op
  1824.       - mar$flags.register
  1825.       - mar$flags.sequence
  1826.       - mar$pnum
  1827.       - Source ATM address
  1828.       - First <min,max> pair
  1829.  
  1830.    In addition, a valid copy MUST have the following field values:
  1831.  
  1832.       - mar$flags.punched = 0
  1833.       - mar$flags.copy = 1
  1834.  
  1835.    The mar$flags.sequence field is never modified or checked by a MARS.
  1836.    Implementors MAY choose to utilize locally significant sequence
  1837.    number schemes, which MAY differ from one cluster member to the next.
  1838.    In the absence of such schemes the default value for
  1839.    mar$flags.sequence MUST be zero.
  1840.  
  1841.    Careful implementations MAY have more than one unacknowledged
  1842.    MARS_JOIN/LEAVE outstanding at a time.
  1843.  
  1844.  
  1845.  
  1846.  
  1847.  
  1848.  
  1849.  
  1850. Armitage                    Standards Track                    [Page 33]
  1851.  
  1852. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1853.  
  1854.  
  1855. 5.2.3   Cluster member registration and deregistration.
  1856.  
  1857.    To become a cluster member an endpoint must register with the MARS.
  1858.    This achieves two things - the endpoint is added as a leaf node of
  1859.    ClusterControlVC, and the endpoint is assigned a 16 bit Cluster
  1860.    Member Identifier (CMI). The CMI uniquely identifies each endpoint
  1861.    that is attached to the cluster.
  1862.  
  1863.    Registration with the MARS occurs when an endpoint issues a MARS_JOIN
  1864.    with the mar$flags.register flag set to one (bit 13 of the mar$flags
  1865.    field).
  1866.  
  1867.    The cluster member MUST include its source ATM address, and MAY
  1868.    choose to specify a null source protocol address when registering.
  1869.  
  1870.    No protocol specific group addresses are included in a registration
  1871.    MARS_JOIN.
  1872.  
  1873.    The cluster member retransmits this MARS_JOIN in accordance with
  1874.    section 5.2.2 until it confirms that the MARS has received it.
  1875.  
  1876.    When the registration MARS_JOIN is returned it contains a non-zero
  1877.    value in mar$cmi. This value MUST be noted by the cluster member, and
  1878.    used whenever circumstances require the cluster member's CMI.
  1879.  
  1880.    An endpoint may also choose to de-register, using a MARS_LEAVE with
  1881.    mar$flags.register set. This would result in the MARS dropping the
  1882.    endpoint from ClusterControlVC, removing all references to the member
  1883.    in the mapping database, and freeing up its CMI.
  1884.  
  1885.    As for registration, a deregistration request MUST include the
  1886.    correct source ATM address for the cluster member, but MAY choose to
  1887.    specify a null source protocol address.
  1888.  
  1889.    The cluster member retransmits this MARS_LEAVE in accordance with
  1890.    section 5.2.2 until it confirms that the MARS has received it.
  1891.  
  1892. 5.3   Support for Layer 3 group management.
  1893.  
  1894.    Whilst the intention of this specification is to be independent of
  1895.    layer 3 issues, an attempt is being made to assist the operation of
  1896.    layer 3 multicast routing protocols that need to ascertain if any
  1897.    groups have members within a cluster.
  1898.  
  1899.    One example is IP, where IGMP is used (as described in section 2)
  1900.    simply to determine whether any other cluster members are listening
  1901.    to a group because they have higher layer applications that want to
  1902.    receive a group's traffic.
  1903.  
  1904.  
  1905.  
  1906. Armitage                    Standards Track                    [Page 34]
  1907.  
  1908. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1909.  
  1910.  
  1911.    Routers may choose to query the MARS for this information, rather
  1912.    than multicasting IGMP queries to 224.0.0.1 and incurring the
  1913.    associated cost of setting up a VC to all systems in the cluster.
  1914.  
  1915.    The query is issued by sending a MARS_GROUPLIST_REQUEST to the MARS.
  1916.    MARS_GROUPLIST_REQUEST is built from a MARS_JOIN, but it has an
  1917.    operation code of 10. The first <min,max> pair will be used by the
  1918.    MARS to identify the range of groups in which the querying cluster
  1919.    member is interested. Any additional <min,max> pairs will be ignored.
  1920.    A request with mar$pnum = 0 will be ignored.
  1921.  
  1922.    The response from the MARS is a MARS_GROUPLIST_REPLY, carrying a list
  1923.    of the multicast groups within the specified <min,max> block that
  1924.    have Layer 3 members.  A group is noted in this list if one or more
  1925.    of the MARS_JOINs that generated its mapping entry in the MARS
  1926.    contained a set mar$flags.layer3grp flag.
  1927.  
  1928.    MARS_GROUPLIST_REPLYs are transmitted back to the querying cluster
  1929.    member on the VC used to send the MARS_GROUPLIST_REQUEST.
  1930.  
  1931.    MARS_GROUPLIST_REPLY is derived from the MARS_MULTI but with mar$op =
  1932.    11. It may have multiple parts if needed, and is received in a
  1933.    similar manner to a MARS_MULTI.
  1934.  
  1935.       Data:
  1936.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  1937.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  1938.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  1939.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  1940.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  1941.        mar$op       16 bits  Operation code (MARS_GROUPLIST_REPLY).
  1942.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  1943.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  1944.        mar$spln      8 bits  Length of source protocol address (s)
  1945.        mar$thtl      8 bits  Unused - set to zero.
  1946.        mar$tstl      8 bits  Unused - set to zero.
  1947.        mar$tpln      8 bits  Length of target group address (z)
  1948.        mar$tnum     16 bits  Number of group addresses returned (N).
  1949.        mar$seqxy    16 bits  Boolean flag x and sequence number y.
  1950.        mar$msn      32 bits  MARS Sequence Number.
  1951.        mar$sha      roctets  source ATM number.
  1952.        mar$ssa      qoctets  source ATM subaddress.
  1953.        mar$spa      soctets  source protocol address
  1954.        mar$mgrp.1   zoctets  Group address 1
  1955.                  [.......]
  1956.        mar$mgrp.N   zoctets  Group address N
  1957.  
  1958.    mar$seqxy is coded as for the MARS_MULTI - multiple
  1959.  
  1960.  
  1961.  
  1962. Armitage                    Standards Track                    [Page 35]
  1963.  
  1964. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  1965.  
  1966.  
  1967.    MARS_GROUPLIST_REPLY components are transmitted and received using
  1968.    the same algorithm as described in section 5.1.1 for MARS_MULTI. The
  1969.    only difference is that protocol addresses are being returned rather
  1970.    than ATM addresses.
  1971.  
  1972.    As for MARS_MULTIs, if an error occurs in the reception of a multi
  1973.    part MARS_GROUPLIST_REPLY the whole thing MUST be discarded and the
  1974.    MARS_GROUPLIST_REQUEST re-issued. (This includes the mar$msn value
  1975.    being constant.)
  1976.  
  1977.    Note that the ability to generate MARS_GROUPLIST_REQUEST messages,
  1978.    and receive MARS_GROUPLIST_REPLY messages, is not required for
  1979.    general host interface implementations. It is optional for interfaces
  1980.    being implemented to support layer 3 multicast forwarding engines.
  1981.    However, this functionality MUST be supported by the MARS.
  1982.  
  1983. 5.4   Support for redundant/backup MARS entities.
  1984.  
  1985.    Endpoints are assumed to have been configured with the ATM address of
  1986.    at least one MARS. Endpoints MAY choose to maintain a table of ATM
  1987.    addresses, representing alternative MARSs that will be contacted in
  1988.    the event that normal operation with the original MARS is deemed to
  1989.    have failed. It is assumed that this table orders the ATM addresses
  1990.    in descending order of preference.
  1991.  
  1992.    An endpoint will typically decide there are problems with the MARS
  1993.    when:
  1994.  
  1995.       - It fails to establish a point to point VC to the MARS.
  1996.       - MARS_REQUESTs fail (section 5.1.1).
  1997.       - MARS_JOIN/MARS_LEAVEs fail (section 5.2.2).
  1998.       - It has not received a MARS_REDIRECT_MAP in the last 4 minutes
  1999.       (section 5.4.3).
  2000.  
  2001.    (If it is able to discern which connection represents
  2002.    ClusterControlVC, it may also use connection failures on this VC to
  2003.    indicate problems with the MARS).
  2004.  
  2005. 5.4.1   First response to MARS problems.
  2006.  
  2007.    The first response is to assume a transient problem with the MARS
  2008.    being used at the time. The cluster member should wait a random
  2009.    period of time between 1 and 10 seconds before attempting to re-
  2010.    connect and re-register with the MARS. If the registration MARS_JOIN
  2011.    is successful then:
  2012.  
  2013.         The cluster member MUST then proceed to rejoin every group that
  2014.         its local higher layer protocol(s) have joined. It is
  2015.  
  2016.  
  2017.  
  2018. Armitage                    Standards Track                    [Page 36]
  2019.  
  2020. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2021.  
  2022.  
  2023.         recommended that a random delay between 1 and 10 seconds be
  2024.         inserted before attempting each MARS_JOIN.
  2025.  
  2026.         The cluster member MUST initiate the revalidation of every
  2027.         multicast group it was sending to (as though a sequence number
  2028.         jump had been detected, section 5.1.5).
  2029.  
  2030.         The rejoin and revalidation procedure must not disrupt the
  2031.         cluster member's use of multipoint VCs that were already open at
  2032.         the time of the MARS failure.
  2033.  
  2034.    If re-registration with the current MARS fails, and there are no
  2035.    backup MARS addresses configured, the cluster member MUST wait for at
  2036.    least 1 minute before repeating the re-registration procedure. It is
  2037.    RECOMMENDED that the cluster member signals an error condition in
  2038.    some locally significant fashion.
  2039.  
  2040.    This procedure may repeat until network administrators manually
  2041.    intervene or the current MARS returns to normal operation.
  2042.  
  2043. 5.4.2   Connecting to a backup MARS.
  2044.  
  2045.    If the re-registration with the current MARS fails, and other MARS
  2046.    addresses have been configured, the next MARS address on the list is
  2047.    chosen to be the current MARS, and the cluster member immediately
  2048.    restarts the re-registration procedure described in section 5.4.1. If
  2049.    this is succesful the cluster member will resume normal operation
  2050.    using the new MARS. It is RECOMMENDED that the cluster member signals
  2051.    a warning of this condition in some locally significant fashion.
  2052.  
  2053.    If the attempt at re-registration with the new MARS fails, the
  2054.    cluster member MUST wait for at least 1 minute before choosing the
  2055.    next MARS address in the table and repeating the procedure. If the
  2056.    end of the table has been reached, the cluster member starts again at
  2057.    the top of the table (which should be the original MARS that the
  2058.    cluster member started with).
  2059.  
  2060.    In the worst case scenario this will result in cluster members
  2061.    looping through their table of possible MARS addresses until network
  2062.    administrators manually intervene.
  2063.  
  2064. 5.4.3   Dynamic backup lists, and soft redirects.
  2065.  
  2066.    To support some level of autoconfiguration, a MARS message is defined
  2067.    that allows the current MARS to broadcast on ClusterControlVC a table
  2068.    of backup MARS addresses. When this message is received, cluster
  2069.    members that maintain a list of backup MARS addresses MUST insert
  2070.    this information at the top of their locally held list (i.e. the
  2071.  
  2072.  
  2073.  
  2074. Armitage                    Standards Track                    [Page 37]
  2075.  
  2076. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2077.  
  2078.  
  2079.    information provided by the MARS has a higher preference than
  2080.    addresses that may have been manually configured into the cluster
  2081.    member).
  2082.  
  2083.    The message is MARS_REDIRECT_MAP. It is based on the MARS_MULTI
  2084.    message, with the following changes:
  2085.  
  2086.       - mar$tpln field replaced by mar$redirf.
  2087.       - mar$spln field reserved.
  2088.       - mar$tpa and mar$spa eliminated.
  2089.  
  2090.    MARS_REDIRECT_MAP has an operation type code of 12 decimal.
  2091.  
  2092.       Data:
  2093.        mar$afn      16 bits  Address Family (0x000F).
  2094.        mar$pro      56 bits  Protocol Identification.
  2095.        mar$hdrrsv   24 bits  Reserved. Unused by MARS control protocol.
  2096.        mar$chksum   16 bits  Checksum across entire MARS message.
  2097.        mar$extoff   16 bits  Extensions Offset.
  2098.        mar$op       16 bits  Operation code (MARS_REDIRECT_MAP).
  2099.        mar$shtl      8 bits  Type & length of source ATM number. (r)
  2100.        mar$sstl      8 bits  Type & length of source ATM subaddress. (q)
  2101.        mar$spln      8 bits  Length of source protocol address (s)
  2102.        mar$thtl      8 bits  Type & length of target ATM number (x)
  2103.        mar$tstl      8 bits  Type & length of target ATM subaddress (y)
  2104.        mar$redirf    8 bits  Flag controlling client redirect behaviour.
  2105.        mar$tnum     16 bits  Number of MARS addresses returned (N).
  2106.        mar$seqxy    16 bits  Boolean flag x and sequence number y.
  2107.        mar$msn      32 bits  MARS Sequence Number.
  2108.        mar$sha      roctets  source ATM number
  2109.        mar$ssa      qoctets  source ATM subaddress
  2110.        mar$tha.1    xoctets  ATM number for MARS 1
  2111.        mar$tsa.1    yoctets  ATM subaddress for MARS 1
  2112.        mar$tha.2    xoctets  ATM number for MARS 2
  2113.        mar$tsa.2    yoctets  ATM subaddress for MARS 2
  2114.                  [.......]
  2115.        mar$tha.N    xoctets  ATM number for MARS N
  2116.        mar$tsa.N    yoctets  ATM subaddress for MARS N
  2117.  
  2118.    The source ATM address field(s) MUST identify the originating MARS.
  2119.    A multi-part MARS_REDIRECT_MAP may be transmitted and reassembled
  2120.    using the mar$seqxy field in the same manner as a multi-part
  2121.    MARS_MULTI (section 5.1.1). If a failure occurs during the reassembly
  2122.    of a multi-part MARS_REDIRECT_MAP (a part lost, reassembly timeout,
  2123.    or illegal MARS Sequence Number jump) the entire message MUST be
  2124.    discarded.
  2125.  
  2126.  
  2127.  
  2128.  
  2129.  
  2130. Armitage                    Standards Track                    [Page 38]
  2131.  
  2132. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2133.  
  2134.  
  2135.    This message is transmitted regularly by the MARS (it MUST be
  2136.    transmitted at least every 2 minutes, it is RECOMMENDED that it is
  2137.    transmitted every 1 minute).
  2138.  
  2139.    The MARS_REDIRECT_MAP is also used to force cluster members to shift
  2140.    from one MARS to another. If the ATM address of the first MARS
  2141.    contained in a MARS_REDIRECT_MAP table is not the address of cluster
  2142.    member's current MARS the client MUST 'redirect' to the new MARS. The
  2143.    mar$redirf field controls how the redirection occurs.
  2144.  
  2145.    mar$redirf has the following format:
  2146.  
  2147.                 7 6 5 4 3 2 1 0
  2148.                +-+-+-+-+-+-+-+-+
  2149.                |x|             |
  2150.                +-+-+-+-+-+-+-+-+
  2151.  
  2152.    If Bit 7 (the most significant bit) of mar$redirf is 1 then the
  2153.    cluster member MUST perform a 'hard' redirect. Having installed the
  2154.    new table of MARS addresses carried by the MARS_REDIRECT_MAP, the
  2155.    cluster member re-registers with the MARS now at the top of the table
  2156.    using the mechanism described in sections 5.4.1 and 5.4.2.
  2157.  
  2158.    If Bit 7 of mar$redirf is 0 then the cluster member MUST perform a
  2159.    'soft' redirect, beginning with the following actions:
  2160.  
  2161.       - open a point to point VC to the first ATM address.
  2162.       - attempt a registration (section 5.2.3).
  2163.  
  2164.    If the registration succeeds, the cluster member shuts down its point
  2165.    to point VC to the current MARS (if it had one open), and then
  2166.    proceeds to use the newly opened point to point VC as its connection
  2167.    to the 'current MARS'. The cluster member does NOT attempt to rejoin
  2168.    the groups it is a member of, or revalidate groups it is currently
  2169.    sending to.
  2170.  
  2171.    This is termed a 'soft redirect' because it avoids the extra
  2172.    rejoining and revalidation processing that occurs when a MARS failure
  2173.    is being recovered from. It assumes some external synchronisation
  2174.    mechanisms exist between the old and new MARS - mechanisms that are
  2175.    outside the scope of this specification.
  2176.  
  2177.    Some level of trust is required before initiating a soft redirect. A
  2178.    cluster member MUST check that the calling party at the other end of
  2179.    the VC on which the MARS_REDIRECT_MAP arrived (supposedly
  2180.    ClusterControlVC) is in fact the node it trusts as the current MARS.
  2181.  
  2182.    Additional applications of this function are for further study.
  2183.  
  2184.  
  2185.  
  2186. Armitage                    Standards Track                    [Page 39]
  2187.  
  2188. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2189.  
  2190.  
  2191. 5.5  Data path LLC/SNAP encapsulations.
  2192.  
  2193.    An extended encapsulation scheme is required to support the filtering
  2194.    of possible reflected packets (section 3.3).
  2195.  
  2196.    Two LLC/SNAP codepoints are allocated from the IANA OUI space. These
  2197.    support two different mechanisms for detecting reflected packets.
  2198.    They are called Type #1 and Type #2 multicast encapsulations.
  2199.  
  2200.    Type #1
  2201.  
  2202.       [0xAA-AA-03][0x00-00-5E][0x00-01][Type #1 Extended Layer 3 packet]
  2203.           LLC         OUI        PID
  2204.  
  2205.    Type #2
  2206.  
  2207.       [0xAA-AA-03][0x00-00-5E][0x00-04][Type #2 Extended Layer 3 packet]
  2208.           LLC         OUI        PID
  2209.  
  2210.    For conformance with this document MARS clients:
  2211.  
  2212.       MUST transmit data using Type #1 encapsulation.
  2213.  
  2214.       MUST be able to correctly receive traffic using Type #1 OR Type #2
  2215.       encapsulation.
  2216.  
  2217.       MUST NOT transmit using Type #2 encapsulation.
  2218.  
  2219. 5.5.1 Type #1 encapsulation.
  2220.  
  2221.    The Type #1 Extended layer 3 packet carries within it a copy of the
  2222.    source's Cluster Member ID (CMI) and either the 'short form' or 'long
  2223.    form' of the protocol type as appropriate (section 4.3).
  2224.  
  2225.    When carrying packets belonging to protocols with valid short form
  2226.    representations the [Type #1 Extended Layer 3 packet] is encoded as:
  2227.  
  2228.       [pkt$cmi][pkt$pro][Original Layer 3 packet]
  2229.         2octet   2octet        N octet
  2230.  
  2231.    The first 2 octets (pkt$cmi) carry the CMI assigned when an endpoint
  2232.    registers with the MARS (section 5.2.3). The second 2 octets
  2233.    (pkt$pro) indicate the protocol type of the packet carried in the
  2234.    remainder of the payload. This is copied from the mar$pro field used
  2235.    in the MARS control messages.
  2236.  
  2237.    When carrying packets belonging to protocols that only have a long
  2238.    form representation (pkt$pro = 0x80) the overhead SHALL be further
  2239.  
  2240.  
  2241.  
  2242. Armitage                    Standards Track                    [Page 40]
  2243.  
  2244. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2245.  
  2246.  
  2247.    extended to carry the 5 byte mar$pro.snap field (with padding for 32
  2248.    bit alignment). The encoded form SHALL be:
  2249.  
  2250.       [pkt$cmi][0x00-80][mar$pro.snap][padding][Original Layer 3 packet]
  2251.         2octet   2octet   5 octets   3 octets        N octet
  2252.  
  2253.  
  2254.    The CMI is copied into the pkt$cmi field of every outgoing Type #1
  2255.    packet.  When an endpoint interface receives an AAL_SDU with the
  2256.    LLC/SNAP codepoint indicating Type #1 encapsulation it compares the
  2257.    CMI field with its own Cluster Member ID for the indicated protocol.
  2258.    The packet is discarded silently if they match. Otherwise the packet
  2259.    is accepted for processing by the local protocol entity identified by
  2260.    the pkt$pro (and possibly SNAP) field(s).
  2261.  
  2262.    Where a protocol has valid short and long forms of identification,
  2263.    receivers MAY choose to additionally recognise the long form.
  2264.  
  2265. 5.5.2 Type #2 encapsulation.
  2266.  
  2267.    Future developments may enable direct multicasting of AAL_SDUs beyond
  2268.    cluster boundaries. Expanding the set of possible sources in this way
  2269.    may cause the CMI to become an inadequate parameter with which to
  2270.    detect reflected packets.  A larger source identification field may
  2271.    be required.
  2272.  
  2273.    The Type #2 Extended layer 3 packet carries within it an 8 octet
  2274.    source ID field and either the 'short form' or 'long form' of the
  2275.    protocol type as appropriate (section 4.3).  The form and content of
  2276.    the source ID field is currently unspecified, and is not relevant to
  2277.    any MARS client built in conformance with this document. Received
  2278.    Type #2 encapsulated packets MUST always be accepted and passed up to
  2279.    the higher layer indicated by the protocol identifier.
  2280.  
  2281.    When carrying packets belonging to protocols with valid short form
  2282.    representations the [Type #2 Extended Layer 3 packet] is encoded as:
  2283.  
  2284.       [8 octet sourceID][mar$pro.type][Null pad][Original Layer 3
  2285.       packet]
  2286.                            2octets     2octets
  2287.  
  2288.    When carrying packets belonging to protocols that only have a long
  2289.    form representation (pkt$pro = 0x80) the overhead SHALL be further
  2290.    extended to carry the 5 byte mar$pro.snap field (with padding for 32
  2291.    bit alignment). The encoded form SHALL be:
  2292.  
  2293.       [8 octet sourceID][mar$pro.type][mar$pro.snap][Null pad][Layer 3
  2294.       packet]
  2295.  
  2296.  
  2297.  
  2298. Armitage                    Standards Track                    [Page 41]
  2299.  
  2300. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2301.  
  2302.  
  2303.                            2octets      5octets      1octet
  2304.  
  2305.    (Note that in this case the padding after the SNAP field is 1 octet
  2306.    rather than the 3 octets used in Type #1.)
  2307.  
  2308.    Where a protocol has valid short and long forms of identification,
  2309.    receivers MAY choose to additionally recognise the long form.
  2310.  
  2311.    (Future documents may specify the contents of the source ID field.
  2312.    This will only be relevant to implementations sending Type #2
  2313.    encapsulated packets, as they are the only entities that need to be
  2314.    concerned about detecting reflected Type #2 packets.)
  2315.  
  2316. 5.5.3 A Type #1 example.
  2317.  
  2318.    An IPv4 packet (fully identified by an Ethertype of 0x800, therefore
  2319.    requiring 'short form' protocol type encoding) would be transmitted
  2320.    as:
  2321.  
  2322.       [0xAA-AA-03][0x00-00-5E][0x00-01][pkt$cmi][0x800][IPv4 packet]
  2323.  
  2324.       The different LLC/SNAP codepoints for unicast and multicast packet
  2325.       transmission allows a single IPv4/ATM interface to support both by
  2326.       demuxing on the LLC/SNAP header.
  2327.  
  2328. 6. The MARS in greater detail.
  2329.  
  2330.    Section 5 implies a lot about the MARS's basic behaviour as observed
  2331.    by cluster members. This section summarises the behaviour of the MARS
  2332.    for groups that are VC mesh based, and describes how a MARSs
  2333.    behaviour changes when an MCS is registered to support a group.
  2334.  
  2335.    The MARS is intended to be a multiprotocol entity - all its mapping
  2336.    tables, CMIs, and control VCs MUST be managed within the context of
  2337.    the mar$pro field in incoming MARS messages. For example, a MARS
  2338.    supports completely separate ClusterControlVCs for each layer 3
  2339.    protocol that it is registering members for. If a MARS receives
  2340.    messages with a mar$pro that it does not support, the message is
  2341.    dropped.
  2342.  
  2343.    In general the MARS treats protocol addresses as arbitrary byte
  2344.    strings. For example, the MARS will not apply IPv4 specific 'class'
  2345.    checks to addresses supplied under mar$pro = 0x800.  It is sufficient
  2346.    for the MARS to simply assume that endpoints know how to interpret
  2347.    the protocol addresses that they are establishing and releasing
  2348.    mappings for.
  2349.  
  2350.  
  2351.  
  2352.  
  2353.  
  2354. Armitage                    Standards Track                    [Page 42]
  2355.  
  2356. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2357.  
  2358.  
  2359.    The MARS requires control messages to carry the originator's identity
  2360.    in the source ATM address field(s). Messages that arrive with an
  2361.    empty ATM Number field are silently discarded prior to any other
  2362.    processing by the MARS. (Only the ATM Number field needs to be
  2363.    checked. An empty ATM Number field combined with a non-empty ATM
  2364.    Subaddress field does not represent a valid ATM address.)
  2365.  
  2366.    (Some example pseudo-code for a MARS can be found in Appendix F.)
  2367.  
  2368. 6.1 Basic interface to Cluster members.
  2369.  
  2370.    The following MARS messages are used or required by cluster members:
  2371.  
  2372.       1    MARS_REQUEST
  2373.       2    MARS_MULTI
  2374.       4    MARS_JOIN
  2375.       5    MARS_LEAVE
  2376.       6    MARS_NAK
  2377.       10   MARS_GROUPLIST_REQUEST
  2378.       11   MARS_GROUPLIST_REPLY
  2379.       12   MARS_REDIRECT_MAP
  2380.  
  2381. 6.1.1  Response to MARS_REQUEST.
  2382.  
  2383.    Except as described in section 6.2, if a MARS_REQUEST arrives whose
  2384.    source ATM address does not match that of any registered Cluster
  2385.    member the message MUST be dropped and ignored.
  2386.  
  2387. 6.1.2  Response to MARS_JOIN and MARS_LEAVE.
  2388.  
  2389.    When a registration MARS_JOIN arrives (described in section 5.2.3)
  2390.    the MARS performs the following actions:
  2391.  
  2392.       - Adds the node to ClusterControlVC.
  2393.       - Allocates a new Cluster Member ID (CMI).
  2394.       - Inserts the new CMI into the mar$cmi field of the MARS_JOIN.
  2395.       - Retransmits the MARS_JOIN back privately.
  2396.  
  2397.    If the node is already a registered member of the cluster associated
  2398.    with the specified protocol type then its existing CMI is simply
  2399.    copied into the MARS_JOIN, and the MARS_JOIN retransmitted back to
  2400.    the node.  A single node may register multiple times if it supports
  2401.    multiple layer 3 protocols. The CMIs allocated by the MARS for each
  2402.    such registration may or may not be the same.
  2403.  
  2404.    The retransmitted registration MARS_JOIN must NOT be sent on
  2405.    ClusterControlVC.  If a cluster member issues a deregistration
  2406.    MARS_LEAVE it too is retransmitted privately.
  2407.  
  2408.  
  2409.  
  2410. Armitage                    Standards Track                    [Page 43]
  2411.  
  2412. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2413.  
  2414.  
  2415.    Non-registration MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages are ignored if
  2416.    they arrive from a node that is not registered as a cluster member.
  2417.  
  2418.    MARS_JOIN or MARS_LEAVE messages MUST arrive at the MARS with
  2419.    mar$flags.copy set to 0, otherwise the message is silently ignored.
  2420.  
  2421.    All outgoing MARS_JOIN or MARS_LEAVE messages SHALL have
  2422.    mar$flags.copy set to 1, and mar$msn set to the current Cluster
  2423.    Sequence Number for ClusterControlVC (Section 5.1.4.2).
  2424.  
  2425.    mar$flags.layer3grp (section 5.3) MUST be treated as reset for
  2426.    MARS_JOINs specifying a single <min,max> pair covering more than a
  2427.    single group. If a MARS_JOIN/LEAVE is received that contains more
  2428.    than one <min,max> pair, the MARS MUST silently drop the message.
  2429.  
  2430.    If one or more MCSs have registered with the MARS, message processing
  2431.    continues as described in section 6.2.4.
  2432.  
  2433.    The MARS database is updated to add the node to any indicated
  2434.    group(s) that it was not already considered a member of, and message
  2435.    processing continues as follows:
  2436.  
  2437.    If a single group was being joined or left:
  2438.  
  2439.       mar$flags.punched is set to 0.
  2440.  
  2441.       If the joining (leaving) node was already (is still) considered a
  2442.       member of the specified group, the message is retransmitted
  2443.       privately back to the cluster member.  Otherwise the message is
  2444.       retransmitted on ClusterControlVC.
  2445.  
  2446.    If a single block covering 2 or more groups was being joined or left:
  2447.  
  2448.       A copy of the original MARS_JOIN/LEAVE is made. This copy then has
  2449.       its <min,max> block replaced with a 'hole punched' set of zero or
  2450.       more <min,max> pairs.  The 'hole punched' set of <min,max> pairs
  2451.       covers the entire address range specified by the original
  2452.       <min,max> pair, but excludes those addresses/groups which the
  2453.       joining (leaving) node is already (still) a member of due to a
  2454.       previous single group join.
  2455.  
  2456.       If no 'holes' were punched in the specified block, the original
  2457.       MARS_JOIN/LEAVE is retransmitted out on ClusterControlVC.
  2458.       Otherwise the following occurs:
  2459.  
  2460.          The original MARS_JOIN/LEAVE is transmitted back to the source
  2461.          cluster member unchanged, using the VC it arrived on. The
  2462.          mar$flags.punched field MUST be reset to 0 in this message.
  2463.  
  2464.  
  2465.  
  2466. Armitage                    Standards Track                    [Page 44]
  2467.  
  2468. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2469.  
  2470.  
  2471.          If the hole-punched set contains 1 or more <min,max> pair, the
  2472.          copy of the original MARS_JOIN/LEAVE is transmitted on
  2473.          ClusterControlVC, carrying the new <min,max> list. The
  2474.          mar$flags.punched field MUST be set to 1 in this message.  (The
  2475.          mar$flags.punched field is set to ensure the hole-punched copy
  2476.          is ignored by the message's source when trying to match
  2477.          received MARS_JOIN/LEAVE messages with ones previously sent
  2478.          (section 5.2.2)).
  2479.  
  2480.    If the MARS receives a deregistration MARS_LEAVE (described in
  2481.    section 5.2.3) that member's ATM address MUST be removed from all
  2482.    groups for which it may have joined, dropped from ClusterControlVC,
  2483.    and the CMI released.
  2484.  
  2485.    If the MARS receives an ERR_L_RELEASE on ClusterControlVC indicating
  2486.    that a cluster member has disconnected, that member's ATM address
  2487.    MUST be removed from all groups for which it may have joined, and the
  2488.    CMI released.
  2489.  
  2490. 6.1.3  Generating MARS_REDIRECT_MAP.
  2491.  
  2492.    A MARS_REDIRECT_MAP message (described in section 5.4.3) MUST be
  2493.    regularly transmitted on ClusterControlVC.  It is RECOMMENDED that
  2494.    this occur every 1 minute, and it MUST occur at least every 2
  2495.    minutes. If the MARS has no knowledge of other backup MARSs serving
  2496.    the cluster, it MUST include its own address as the only entry in the
  2497.    MARS_REDIRECT_MAP message (in addition to filling in the source
  2498.    address fields).
  2499.  
  2500.    The design and use of backup MARS entities is beyond the scope of
  2501.    this document, and will be covered in future work.
  2502.  
  2503. 6.1.4  Cluster Sequence Numbers.
  2504.  
  2505.    The Cluster Sequence Number (CSN) is described in section 5.1.4, and
  2506.    is carried in the mar$msn field of MARS messages being sent to
  2507.    cluster members (either out ClusterControlVC or on an individual VC).
  2508.    The MARS increments the CSN after every transmission of a message on
  2509.    ClusterControlVC.  The current CSN is copied into the mar$msn field
  2510.    of MARS messages being sent to cluster members, whether out
  2511.    ClusterControlVC or on a private VC.
  2512.  
  2513.    A MARS should be carefully designed to minimise the possibility of
  2514.    the CSN jumping unnecessarily. Under normal operation only cluster
  2515.    members affected by transient link problems will miss CSN updates and
  2516.    be forced to revalidate. If the MARS itself glitches, it will be
  2517.    innundated with requests for a period as every cluster member
  2518.    attempts to revalidate.
  2519.  
  2520.  
  2521.  
  2522. Armitage                    Standards Track                    [Page 45]
  2523.  
  2524. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2525.  
  2526.  
  2527.    Calculations on the CSN MUST be performed as unsigned 32 bit
  2528.    arithmetic.
  2529.  
  2530.    One implication of this mechanism is that the MARS should serialize
  2531.    its processing of 'simultaneous' MARS_REQUEST, MARS_JOIN and
  2532.    MARS_LEAVE messages. Join and Leave operations should be queued
  2533.    within the MARS along with MARS_REQUESTS, and not processed until all
  2534.    the reply packets of a preceeding MARS_REQUEST have been transmitted.
  2535.    The transmission of MARS_REDIRECT_MAP should also be similarly
  2536.    queued.
  2537.  
  2538.    (The regular transmission of MARS_REDIRECT_MAP serves a secondary
  2539.    purpose of allowing cluster members to track the CSN, even if they
  2540.    miss an earlier MARS_JOIN or MARS_LEAVE.)
  2541.  
  2542. 6.2   MARS interface to Multicast Servers (MCS).
  2543.  
  2544.    When the MARS returns the actual addresses of group members, the
  2545.    endpoint behaviour described in section 5 results in all groups being
  2546.    supported by meshes of point to multipoint VCs. However, when MCSs
  2547.    register to support particular layer 3 multicast groups the MARS
  2548.    modifies its use of various MARS messages to fool endpoints into
  2549.    using the MCS instead.
  2550.  
  2551.    The following MARS messages are associated with interaction between
  2552.    the MARS and MCSs.
  2553.  
  2554.       3   MARS_MSERV
  2555.       7   MARS_UNSERV
  2556.       8   MARS_SJOIN
  2557.       9   MARS_SLEAVE
  2558.  
  2559.    The following MARS messages are treated in a slightly different
  2560.    manner when MCSs have registered to support certain group addresses:
  2561.  
  2562.       1   MARS_REQUEST
  2563.       4   MARS_JOIN
  2564.       5   MARS_LEAVE
  2565.  
  2566.    A MARS must keep two sets of mappings for each layer 3 group using
  2567.    MCS support.  The original {layer 3 address, ATM.1, ATM.2, ... ATM.n}
  2568.    mapping (now termed the 'host map', although it includes routers) is
  2569.    augmented by a parallel {layer 3 address, server.1, server.2, ....
  2570.    server.K} mapping (the 'server map'). It is assumed that no ATM
  2571.    addresses appear in both the server and host maps for the same
  2572.    multicast group. Typically K will be 1, but it will be larger if
  2573.    multiple MCSs are configured to support a given group.
  2574.  
  2575.  
  2576.  
  2577.  
  2578. Armitage                    Standards Track                    [Page 46]
  2579.  
  2580. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2581.  
  2582.  
  2583.    The MARS also maintains a point to multipoint VC out to any MCSs
  2584.    registered with it, called ServerControlVC (section 6.2.3). This
  2585.    serves an analogous role to ClusterControlVC, allowing the MARS to
  2586.    update the MCSs with group membership changes as they occur. A MARS
  2587.    MUST also send its regular MARS_REDIRECT_MAP transmissions on both
  2588.    ServerControlVC and ClusterControlVC.
  2589.  
  2590. 6.2.1   Response to a MARS_REQUEST if MCS is registered.
  2591.  
  2592.    When the MARS receives a MARS_REQUEST for an address that has both
  2593.    host and server maps it generates a response based on the identity of
  2594.    the request's source. If the requestor is a member of the server map
  2595.    for the requested group then the MARS returns the contents of the
  2596.    host map in a sequence of one or more MARS_MULTIs.  Otherwise, if the
  2597.    source is a valid cluster member, the MARS returns the contents of
  2598.    the server map in a sequence of one or more MARS_MULTIs.  If the
  2599.    source is neither a cluster member, nor a member of the server map
  2600.    for the group, the request is dropped and ignored.
  2601.  
  2602.    Servers use the host map to establish a basic distribution VC for the
  2603.    group. Cluster members will establish outgoing multipoint VCs to
  2604.    members of the group's server map, without being aware that their
  2605.    packets will not be going directly to the multicast group's members.
  2606.  
  2607. 6.2.2   MARS_MSERV and MARS_UNSERV messages.
  2608.  
  2609.    MARS_MSERV and MARS_UNSERV are identical to the MARS_JOIN message.
  2610.    An MCS uses a MARS_MSERV with a <min,max> pair of <X,X> to specify
  2611.    the multicast group X that it is willing to support. A single group
  2612.    MARS_UNSERV indicates the group that the MCS is no longer willing to
  2613.    support.  The operation code for MARS_MSERV is 3 (decimal), and
  2614.    MARS_UNSERV is 7 (decimal).
  2615.  
  2616.    Both of these messages are sent to the MARS over a point to point VC
  2617.    (between MCS and MARS). After processing, they are retransmitted on
  2618.    ServerControlVC to allow other MCSs to note the new node.
  2619.  
  2620.    When registering or deregistering support for specific groups the
  2621.    mar$flags.register flag MUST be zero. (This flag is only one when the
  2622.    MCS is registering as a member of ServerControlVC, as described in
  2623.    section 6.2.3.)
  2624.  
  2625.    When an MCS issues a MARS_MSERV for a specific group the message MUST
  2626.    be dropped and ignored if the source has not already registered with
  2627.    the MARS as a multicast server (section 6.2.3).  Otherwise, the MARS
  2628.    adds the new ATM address to the server map for the specified group,
  2629.    possibly constructing a new server map if this is the first MCS for
  2630.    the group.
  2631.  
  2632.  
  2633.  
  2634. Armitage                    Standards Track                    [Page 47]
  2635.  
  2636. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2637.  
  2638.  
  2639.    If a MARS_MSERV represents the first MCS to register for a particular
  2640.    group, and there exists a non null host map serving that particular
  2641.    group, the MARS issues a MARS_MIGRATE (section 5.1.6) on
  2642.    ClusterControlVC. The MARS's own identity is placed in the source
  2643.    protocol and hardware address fields of the MARS_MIGRATE.  The ATM
  2644.    address of the MCS is placed as the first and only target ATM
  2645.    address. The address of the affected group is placed in the target
  2646.    multicast group address field.
  2647.  
  2648.    If a MARS_MSERV is not the first MCS to register for a particular
  2649.    group the MARS simply changes its operation code to MARS_JOIN, and
  2650.    sends a copy of the message on ClusterControlVC.  This fools the
  2651.    cluster members into thinking a new leaf node has been added to the
  2652.    group specified. In the retransmitted MARS_JOIN mar$flags.layer3grp
  2653.    MUST be zero, mar$flags.copy MUST be one, and mar$flags.register MUST
  2654.    be zero.
  2655.  
  2656.    When an MCS issues a MARS_UNSERV the MARS removes its ATM address
  2657.    from the server maps for each specified group, deleting any server
  2658.    maps that end up being null after the operation.
  2659.  
  2660.    The operation code is then changed to MARS_LEAVE and the MARS sends a
  2661.    copy of the message on ClusterControlVC. This fools the cluster
  2662.    members into thinking a leaf node has been dropped from the group
  2663.    specified. In the retransmitted MARS_LEAVE mar$flags.layer3grp MUST
  2664.    be zero, mar$flags.copy MUST be one, and mar$flags.register MUST be
  2665.    zero.
  2666.  
  2667.    The MARS retransmits redundant MARS_MSERV and MARS_UNSERV messages
  2668.    directly back to the MCS generating them. MARS_MIGRATE messages are
  2669.    never repeated in response to redundant MARS_MSERVs.
  2670.  
  2671.    The last or only MCS for a group MAY choose to issue a MARS_UNSERV
  2672.    while the group still has members. When the MARS_UNSERV is processed
  2673.    by the MARS the 'server map' will be deleted. When the associated
  2674.    MARS_LEAVE is issued on ClusterControlVC, all cluster members with a
  2675.    VC open to the MCS for that group will close down the VC (in
  2676.    accordance with section 5.1.4, since the MCS was their only leaf
  2677.    node). When cluster members subsequently find they need to transmit
  2678.    packets to the group, they will begin again with the
  2679.    MARS_REQUEST/MARS_MULTI sequence to establish a new VC. Since the
  2680.    MARS will have deleted the server map, this will result in the host
  2681.    map being returned, and the group reverts to being supported by a VC
  2682.    mesh.
  2683.  
  2684.    The reverse process is achieved through the MARS_MIGRATE message when
  2685.    the first MCS registers to support a group.  This ensures that
  2686.    cluster members explicitly dismantle any VC mesh they may have had
  2687.  
  2688.  
  2689.  
  2690. Armitage                    Standards Track                    [Page 48]
  2691.  
  2692. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2693.  
  2694.  
  2695.    up, and re-establish their multicast forwarding path with the MCS as
  2696.    its termination point.
  2697.  
  2698. 6.2.3  Registering a Multicast Server (MCS).
  2699.  
  2700.    Section 5.2.3 describes how endpoints register as cluster members,
  2701.    and hence get added as leaf nodes to ClusterControlVC. The same
  2702.    approach is used to register endpoints that intend to provide MCS
  2703.    support.
  2704.  
  2705.    Registration with the MARS occurs when an endpoint issues a
  2706.    MARS_MSERV with mar$flags.register set to one.  Upon registration the
  2707.    endpoint is added as a leaf node to ServerControlVC, and the
  2708.    MARS_MSERV is returned to the MCS privately.
  2709.  
  2710.    The MCS retransmits this MARS_MSERV until it confirms that the MARS
  2711.    has received it (by receiving a copy back, in an analogous way to the
  2712.    mechanism described in section 5.2.2 for reliably transmitting
  2713.    MARS_JOINs).
  2714.  
  2715.    The mar$cmi field in MARS_MSERVs MUST be set to zero by both MCS and
  2716.    MARS.
  2717.  
  2718.    An MCS may also choose to de-register, using a MARS_UNSERV with
  2719.    mar$flags.register set to one. When this occurs the MARS MUST remove
  2720.    all references to that MCS in all servermaps associated with the
  2721.    protocol (mar$pro) specified in the MARS_UNSERV, and drop the MCS
  2722.    from ServerControlVC.
  2723.  
  2724.    Note that multiple logical MCSs may share the same physical ATM
  2725.    interface, provided that each MCS uses a separate ATM address (e.g. a
  2726.    different SEL field in the NSAP format address). In fact, an MCS may
  2727.    share the ATM interface of a node that is also a cluster member
  2728.    (either host or router), provided each logical entity has a different
  2729.    ATM address.
  2730.  
  2731.    A MARS MUST be capable of handling a multi-entry servermap. However,
  2732.    the possible use of multiple MCSs registering to support the same
  2733.    group is a subject for further study. In the absence of an MCS
  2734.    synchronisation protocol a system administrator MUST NOT allow more
  2735.    than one logical MCS to register for a given group.
  2736.  
  2737. 6.2.4   Modified response to MARS_JOIN and MARS_LEAVE.
  2738.  
  2739.    The existence of MCSs supporting some groups but not others requires
  2740.    the MARS to modify its distribution of single and block join/leave
  2741.    updates to cluster members. The MARS also adds two new messages -
  2742.    MARS_SJOIN and MARS_SLEAVE - for communicating group changes to MCSs
  2743.  
  2744.  
  2745.  
  2746. Armitage                    Standards Track                    [Page 49]
  2747.  
  2748. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2749.  
  2750.  
  2751.    over ServerControlVC.
  2752.  
  2753.    The MARS_SJOIN and MARS_SLEAVE messages are identical to MARS_JOIN,
  2754.    with operation codes 18 and 19 (decimal) respectively.
  2755.  
  2756.    When a cluster member issues MARS_JOIN or MARS_LEAVE for a single
  2757.    group, the MARS checks to see if the group has an associated server
  2758.    map. If the specified group does not have a server map processing
  2759.    continues as described in section 6.1.2.
  2760.  
  2761.    However, if a server map exists for the group a new set of actions
  2762.    are taken.
  2763.  
  2764.       If the joining (leaving) node was not already (is no longer)
  2765.       considered a member of the specified group, a copy of the
  2766.       MARS_JOIN/LEAVE is made with type MARS_SJOIN or MARS_SLEAVE as
  2767.       appropriate, and transmitted on ServerControlVC.  This allows the
  2768.       MCS(s) supporting the group to note the new member and update
  2769.       their data VCs.
  2770.  
  2771.       The original message is transmitted back to the source cluster
  2772.       member unchanged, using the VC it arrived on rather than
  2773.       ClusterControlVC.  The mar$flags.punched field MUST be reset to 0
  2774.       in this message.
  2775.  
  2776.    (Section 5.2.2 requires cluster members have a mechanism to confirm
  2777.    the reception of their message by the MARS. For mesh supported
  2778.    groups, using ClusterControlVC serves dual purpose of providing this
  2779.    confirmation and distributing group update information. When a group
  2780.    is MCS supported, there is no reason for all cluster members to
  2781.    process null join/leave messages on ClusterControlVC, so they are
  2782.    sent back on the private VC between cluster member and MARS.)
  2783.  
  2784.    Receipt of a block MARS_JOIN (e.g. from a router coming on-line) or
  2785.    MARS_LEAVE requires a more complex response. The single <min,max>
  2786.    block may simultaneously cover mesh supported and MCS supported
  2787.    groups.  However, cluster members only need to be informed of the
  2788.    mesh supported groups that the endpoint has joined. Only the MCSs
  2789.    need to know if the endpoint is joining any MCS supported groups.
  2790.  
  2791.    The solution is to modify the MARS_JOIN or MARS_LEAVE that is
  2792.    retransmitted on ClusterControlVC. The following action is taken:
  2793.  
  2794.       A copy of the MARS_JOIN/LEAVE is made with type MARS_SJOIN or
  2795.       MARS_SLEAVE as appropriate, with its <min,max> block replaced with
  2796.       a 'hole punched' set of zero or more <min,max> pairs.  The 'hole
  2797.       punched' set of <min,max> pairs covers the entire address range
  2798.       specified by the original <min,max> pair, but excludes those
  2799.  
  2800.  
  2801.  
  2802. Armitage                    Standards Track                    [Page 50]
  2803.  
  2804. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2805.  
  2806.  
  2807.       addresses/groups which the joining (leaving) node is already
  2808.       (still) a member of due to a previous single group join.
  2809.  
  2810.       Before transmission on the ClusterControlVC, the original
  2811.       MARS_JOIN/LEAVE then has its <min,max> block replaced with a 'hole
  2812.       punched' set of zero or more <min,max> pairs.  The 'hole punched'
  2813.       set of <min,max> pairs covers the entire address range specified
  2814.       by the original <min,max> pair, but excludes those
  2815.       addresses/groups supported by MCSs or which the joining (leaving)
  2816.       node is already (still) a member of due to a previous single group
  2817.       join.
  2818.  
  2819.       If no 'holes' were punched in the specified block, the original
  2820.       MARS_JOIN/LEAVE is re-transmitted out on ClusterControlVC
  2821.       unchanged.  Otherwise the following occurs:
  2822.  
  2823.          The original MARS_JOIN/LEAVE is transmitted back to the source
  2824.          cluster member unchanged, using the VC it arrived on. The
  2825.          mar$flags.punched field MUST be reset to 0 in this message.
  2826.  
  2827.          If the hole-punched set contains 1 or more <min,max> pair, a
  2828.          copy of the original MARS_JOIN/LEAVE is transmitted on
  2829.          ClusterControlVC, carrying the new <min,max> list. The
  2830.          mar$flags.punched field MUST be set to 1 in this message.
  2831.  
  2832.       The mar$flags.punched field is set to ensure the hole-punched copy
  2833.       is ignored by the message's source when trying to match received
  2834.       MARS_JOIN/LEAVE messages with ones previously sent (section
  2835.       5.2.2).
  2836.  
  2837.    (Appendix A discusses some algorithms for 'hole punching'.)
  2838.  
  2839.    It is assumed that MCSs use the MARS_SJOINs and MARS_SLEAVEs to
  2840.    update their own VCs out to the actual group's members.
  2841.  
  2842.    mar$flags.layer3grp is copied over into the messages transmitted by
  2843.    the MARS. mar$flags.copy MUST be set to one.
  2844.  
  2845. 6.2.5  Sequence numbers for ServerControlVC traffic.
  2846.  
  2847.    In an analogous fashion to the Cluster Sequence Number, the MARS
  2848.    keeps a Server Sequence Number (SSN) that is incremented after every
  2849.    transmission on ServerControlVC. The current value of the SSN is
  2850.    inserted into the mar$msn field of every message the MARS issues that
  2851.    it believes is destined for an MCS. This includes MARS_MULTIs that
  2852.    are being returned in response to a MARS_REQUEST from an MCS, and
  2853.    MARS_REDIRECT_MAP being sent on ServerControlVC.  The MARS must check
  2854.    the MARS_REQUESTs source, and if it is a registered MCS the SSN is
  2855.  
  2856.  
  2857.  
  2858. Armitage                    Standards Track                    [Page 51]
  2859.  
  2860. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2861.  
  2862.  
  2863.    copied into the mar$msn field, otherwise the CSN is copied into the
  2864.    mar$msn field.
  2865.  
  2866.    MCSs are expected to track and use the SSNs in an analogous manner to
  2867.    the way endpoints use the CSN in section 5.1 (to trigger revalidation
  2868.    of group membership information).
  2869.  
  2870.    A MARS should be carefully designed to minimise the possibility of
  2871.    the SSN jumping unnecessarily. Under normal operation only MCSs that
  2872.    are affected by transient link problems will miss mar$msn updates and
  2873.    be forced to revalidate. If the MARS itself glitches it will be
  2874.    innundated with requests for a period as every MCS attempts to
  2875.    revalidate.
  2876.  
  2877. 6.3 Why global sequence numbers?
  2878.  
  2879.    The CSN and SSN are global within the context of a given protocol
  2880.    (e.g. IPv4, mar$pro = 0x800).  They count ClusterControlVC and
  2881.    ServerControlVC activity without reference to the multicast group(s)
  2882.    involved.  This may be perceived as a limitation, because there is no
  2883.    way for cluster members or multicast servers to isolate exactly which
  2884.    multicast group they may have missed an update for. An alternative
  2885.    was to try and provide a per-group sequence number.
  2886.  
  2887.    Unfortunately per-group sequence numbers are not practical. The
  2888.    current mechanism allows sequence information to be piggy-backed onto
  2889.    MARS messages already in transit for other reasons. The ability to
  2890.    specify blocks of multicast addresses with a single MARS_JOIN or
  2891.    MARS_LEAVE means that a single message can refer to membership change
  2892.    for multiple groups simultaneously. A single mar$msn field cannot
  2893.    provide meaningful information about each group's sequence.  Multiple
  2894.    mar$msn fields would have been unwieldy.
  2895.  
  2896.    Any MARS or cluster member that supports different protocols MUST
  2897.    keep separate mapping tables and sequence numbers for each protocol.
  2898.  
  2899. 6.4 Redundant/Backup MARS Architectures.
  2900.  
  2901.    If backup MARSs exist for a given cluster then mechanisms are needed
  2902.    to ensure consistency between their mapping tables and those of the
  2903.    active, current MARS.
  2904.  
  2905.    (Cluster members will consider backup MARSs to exist if they have
  2906.    been configured with a table of MARS addresses, or the regular
  2907.    MARS_REDIRECT_MAP messages contain a list of 2 or more addresses.)
  2908.  
  2909.    The definition of an MARS-synchronization protocol is beyond the
  2910.    current scope of this document, and is expected to be the subject of
  2911.  
  2912.  
  2913.  
  2914. Armitage                    Standards Track                    [Page 52]
  2915.  
  2916. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2917.  
  2918.  
  2919.    further research work.  However, the following observations may be
  2920.    made:
  2921.  
  2922.       MARS_REDIRECT_MAP messages exist, enabling one MARS to force
  2923.       endpoints to move to another MARS (e.g. in the aftermath of a MARS
  2924.       failure, the chosen backup MARS will eventually wish to hand
  2925.       control of the cluster over to the main MARS when it is
  2926.       functioning properly again).
  2927.  
  2928.       Cluster members and MCSs do not need to start up with knowledge of
  2929.       more than one MARS, provided that MARS correctly issues
  2930.       MARS_REDIRECT_MAP messages with the full list of MARSs for that
  2931.       cluster.
  2932.  
  2933.    Any mechanism for synchronising backup MARSs (and coping with the
  2934.    aftermath of MARS failures) should be compatible with the cluster
  2935.    member behaviour described in this document.
  2936.  
  2937. 7.   How an MCS utilises a MARS.
  2938.  
  2939.    When an MCS supports a multicast group it acts as a proxy cluster
  2940.    endpoint for the senders to the group. It also behaves in an
  2941.    analogous manner to a sender, managing a single outgoing point to
  2942.    multipoint VC to the real group members.
  2943.  
  2944.    Detailed description of possible MCS architectures are beyond the
  2945.    scope of this document. This section will outline the main issues.
  2946.  
  2947. 7.1   Association with a particular Layer 3 group.
  2948.  
  2949.    When an MCS issues a MARS_MSERV it forces all senders to the
  2950.    specified layer 3 group to terminate their VCs on the supplied source
  2951.    ATM address.
  2952.  
  2953.    The simplest MCS architecture involves taking incoming AAL_SDUs and
  2954.    simply flipping them back out a single point to multipoint VC. Such
  2955.    an MCS cannot support more than one group at once, as it has no way
  2956.    to differentiate between traffic destined for different groups.
  2957.    Using this architecture, a physical node would provide MCS support
  2958.    for multiple groups by creating multiple logical instances of the
  2959.    MCS, each with different ATM Addresses (e.g. a different SEL value in
  2960.    the node's NSAPA).
  2961.  
  2962.    A slightly more complex approach would be to add minimal layer 3
  2963.    specific processing into the MCS. This would look inside the received
  2964.    AAL_SDUs and determine which layer 3 group they are destined for. A
  2965.    single instance of such an MCS might register its ATM Address with
  2966.    the MARS for multiple layer 3 groups, and manage multiple independent
  2967.  
  2968.  
  2969.  
  2970. Armitage                    Standards Track                    [Page 53]
  2971.  
  2972. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  2973.  
  2974.  
  2975.    outgoing point to multipoint VCs (one for each group).
  2976.  
  2977.    When an MCS starts up it MUST register with the MARS as described in
  2978.    section 6.2.3, identifying the protocol it supports with the mar$pro
  2979.    field of the MARS_MSERV. This also applies to logical MCSs, even if
  2980.    they share the same physical ATM interface. This is important so that
  2981.    the MARS can react to the loss of an MCS when it drops off
  2982.    ServerControlVC. (One consequence is that 'simple' MCS architectures
  2983.    end up with one ServerControlVC member per group.  MCSs with layer 3
  2984.    specific processing may support multiple groups while still only
  2985.    registering as one member of ServerControlVC.)
  2986.  
  2987.    An MCS MUST NOT share the same ATM address as a cluster member,
  2988.    although it may share the same physical ATM interface.
  2989.  
  2990. 7.2   Termination of incoming VCs.
  2991.  
  2992.    An MCS MUST terminate unidirectional VCs in the same manner as a
  2993.    cluster member.  (e.g. terminate on an LLC entity when LLC/SNAP
  2994.    encapsulation is used, as described in RFC 1755 for unicast
  2995.    endpoints.)
  2996.  
  2997. 7.3   Management of outgoing VC.
  2998.  
  2999.    An MCS MUST establish and manage its outgoing point to multipoint VC
  3000.    as a cluster member does (section 5.1).
  3001.  
  3002.    MARS_REQUEST is used by the MCS to establish the initial leaf nodes
  3003.    for the MCS's outgoing point to multipoint VC. After the VC is
  3004.    established, the MCS reacts to MARS_SJOINs and MARS_SLEAVEs in the
  3005.    same way a cluster member reacts to MARS_JOINs and MARS_LEAVEs.
  3006.  
  3007.    The MCS tracks the Server Sequence Number from the mar$msn fields of
  3008.    messages from the MARS, and revalidates its outgoing point to
  3009.    multipoint VC(s) when a sequence number jump occurs.
  3010.  
  3011. 7.4   Use of a backup MARS.
  3012.  
  3013.    The MCS uses the same approach to backup MARSs as a cluster member
  3014.    (section 5.4), tracking MARS_REDIRECT_MAP messages on
  3015.    ServerControlVC.
  3016.  
  3017. 8.   Support for IP multicast routers.
  3018.  
  3019.    Multicast routers are required for the propagation of multicast
  3020.    traffic beyond the constraints of a single cluster (inter-cluster
  3021.    traffic).  (In a sense, they are multicast servers acting at the next
  3022.    higher layer, with clusters, rather than individual endpoints, as
  3023.  
  3024.  
  3025.  
  3026. Armitage                    Standards Track                    [Page 54]
  3027.  
  3028. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3029.  
  3030.  
  3031.    their abstract sources and destinations.)
  3032.  
  3033.    Multicast routers typically participate in higher layer multicast
  3034.    routing algorithms and policies that are beyond the scope of this
  3035.    memo (e.g. DVMRP [5] in the IPv4 environment).
  3036.  
  3037.    It is assumed that the multicast routers will be implemented over the
  3038.    same sort of IP/ATM interface that a multicast host would use.  Their
  3039.    IP/ATM interfaces will register with the MARS as cluster members,
  3040.    joining and leaving multicast groups as necessary. As noted in
  3041.    section 5, multiple logical 'endpoints' may be implemented over a
  3042.    single physical ATM interface. Routers use this approach to provide
  3043.    interfaces into each of the clusters they will be routing between.
  3044.  
  3045.    The rest of this section will assume a simple IPv4 scenario where the
  3046.    scope of a cluster has been limited to a particular LIS that is part
  3047.    of an overlaid IP network. Not all members of the LIS are necessarily
  3048.    registered cluster members (you may have unicast-only hosts in the
  3049.    LIS).
  3050.  
  3051. 8.1    Forwarding into a Cluster.
  3052.  
  3053.    If the multicast router needs to transmit a packet to a group within
  3054.    the cluster its IP/ATM interface opens a VC in the same manner as a
  3055.    normal host would. Once a VC is open, the router watches for
  3056.    MARS_JOIN and MARS_LEAVE messages and responds to them as a normal
  3057.    host would.
  3058.  
  3059.    The multicast router's transmit side MUST implement inactivity timers
  3060.    to shut down idle outgoing VCs, as for normal hosts.
  3061.  
  3062.    As with normal host, the multicast router does not need to be a
  3063.    member of a group it is sending to.
  3064.  
  3065. 8.2    Joining in 'promiscuous' mode.
  3066.  
  3067.    Once registered and initialised, the simplest model of IPv4 multicast
  3068.    router operation is for it to issue a MARS_JOIN encompassing the
  3069.    entire Class D address space.  In effect it becomes 'promiscuous', as
  3070.    it will be a leaf node to all present and future multipoint VCs
  3071.    established to IPv4 groups on the cluster.
  3072.  
  3073.    How a router chooses which groups to propagate outside the cluster is
  3074.    beyond the scope of this document.
  3075.  
  3076.    Consistent with RFC 1112, IP multicast routers may retain the use of
  3077.    IGMP Query and IGMP Report messages to ascertain group membership.
  3078.    However, certain optimisations are possible, and are described in
  3079.  
  3080.  
  3081.  
  3082. Armitage                    Standards Track                    [Page 55]
  3083.  
  3084. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3085.  
  3086.  
  3087.    section 8.5.
  3088.  
  3089. 8.3    Forwarding across the cluster.
  3090.  
  3091.    Under some circumstances the cluster may simply be another hop
  3092.    between IP subnets that have participants in a multicast group.
  3093.  
  3094.       [LAN.1] ----- IPmcR.1 -- [cluster/LIS] -- IPmcR.2 ----- [LAN.2]
  3095.  
  3096.    LAN.1 and LAN.2 are subnets (such as Ethernet) with attached hosts
  3097.    that are members of group X.
  3098.  
  3099.    IPmcR.1 and IPmcR.2 are multicast routers with interfaces to the LIS.
  3100.  
  3101.    A traditional solution would be to treat the LIS as a unicast subnet,
  3102.    and use tunneling routers. However, this would not allow hosts on the
  3103.    LIS to participate in the cross-LIS traffic.
  3104.  
  3105.    Assume IPmcR.1 is receiving packets promiscuously on its LAN.1
  3106.    interface. Assume further it is configured to propagate multicast
  3107.    traffic to all attached interfaces. In this case that means the LIS.
  3108.  
  3109.    When a packet for group X arrives on its LAN.1 interface, IPmcR.1
  3110.    simply sends the packet to group X on the LIS interface as a normal
  3111.    host would (Issuing MARS_REQUEST for group X, creating the VC,
  3112.    sending the packet).
  3113.  
  3114.    Assuming IPmcR.2 initialised itself with the MARS as a member of the
  3115.    entire Class D space, it will have been returned as a member of X
  3116.    even if no other nodes on the LIS were members. All packets for group
  3117.    X received on IPmcR.2's LIS interface may be retransmitted on LAN.2.
  3118.  
  3119.    If IPmcR.1 is similarly initialised the reverse process will apply
  3120.    for multicast traffic from LAN.2 to LAN.1, for any multicast group.
  3121.    The benefit of this scenario is that cluster members within the LIS
  3122.    may also join and leave group X at anytime.
  3123.  
  3124. 8.4   Joining in 'semi-promiscuous' mode.
  3125.  
  3126.    Both unicast and multicast IP routers have a common problem -
  3127.    limitations on the number of AAL contexts available at their ATM
  3128.    interfaces.  Being 'promiscuous' in the RFC 1112 sense means that for
  3129.    every M hosts sending to N groups, a multicast router's ATM interface
  3130.    will have M*N incoming reassembly engines tied up.
  3131.  
  3132.    It is not hard to envisage situations where a number of multicast
  3133.    groups are active within the LIS but are not required to be
  3134.    propagated beyond the LIS itself. An example might be a distributed
  3135.  
  3136.  
  3137.  
  3138. Armitage                    Standards Track                    [Page 56]
  3139.  
  3140. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3141.  
  3142.  
  3143.    simulation system specifically designed to use the high speed IP/ATM
  3144.    environment. There may be no practical way its traffic could be
  3145.    utilised on 'the other side' of the multicast router, yet under the
  3146.    conventional scheme the router would have to be a leaf to each
  3147.    participating host anyway.
  3148.  
  3149.    As this problem occurs below the IP layer, it is worth noting that
  3150.    'scoping' mechanisms at the IP multicast routing level do not provide
  3151.    a solution. An IP level scope would still result in the router's ATM
  3152.    interface receiving traffic on the scoped groups, only to drop it.
  3153.  
  3154.    In this situation the network administrator might configure their
  3155.    multicast routers to exclude sections of the Class D address space
  3156.    when issuing MARS_JOIN(s). Multicast groups that will never be
  3157.    propagated beyond the cluster will not have the router listed as a
  3158.    member, and the router will never have to receive (and simply ignore)
  3159.    traffic from those groups.
  3160.  
  3161.    Another scenario involves the product M*N exceeding the capacity of a
  3162.    single router's interface (especially if the same interface must also
  3163.    support a unicast IP router service).
  3164.  
  3165.    A network administrator may choose to add a second node, to function
  3166.    as a parallel IP multicast router. Each router would be configured to
  3167.    be 'promiscuous' over separate parts of the Class D address space,
  3168.    thus exposing themselves to only part of the VC load. This sharing
  3169.    would be completely transparent to IP hosts within the LIS.
  3170.  
  3171.    Restricted promiscuous mode does not break RFC 1112's use of IGMP
  3172.    Report messages. If the router is configured to serve a given block
  3173.    of Class D addresses, it will receive the IGMP Report.  If the router
  3174.    is not configured to support a given block, then the existence of an
  3175.    IGMP Report for a group in that block is irrelevant to the router.
  3176.    All routers are able to track membership changes through the
  3177.    MARS_JOIN and MARS_LEAVE traffic anyway. (Section 8.5 discusses a
  3178.    better alternative to IGMP within a cluster.)
  3179.  
  3180.    Mechanisms and reasons for establishing these modes of operation are
  3181.    beyond the scope of this document.
  3182.  
  3183. 8.5   An alternative to IGMP Queries.
  3184.  
  3185.    An unfortunate aspect of IGMP is that it assumes multicasting of IP
  3186.    packets is a cheap and trivial event at the link layer. As a
  3187.    consequence, regular IGMP Queries are multicasted by routers to group
  3188.    224.0.0.1. These queries are intended to trigger IGMP Replies by
  3189.    cluster members that have layer 3 members of particular groups.
  3190.  
  3191.  
  3192.  
  3193.  
  3194. Armitage                    Standards Track                    [Page 57]
  3195.  
  3196. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3197.  
  3198.  
  3199.    The MARS_GROUPLIST_REQUEST and MARS_GROUPLIST_REPLY messages were
  3200.    designed to allow routers to avoid actually transmitting IGMP Queries
  3201.    out into a cluster.
  3202.  
  3203.    Whenever the router's forwarding engine wishes to transmit an IGMP
  3204.    query, a MARS_GROUPLIST_REQUEST can be sent to the MARS instead. The
  3205.    resulting MARS_GROUPLIST_REPLY(s) (described in section 5.3) from the
  3206.    MARS carry all the information that the router would have ascertained
  3207.    from IGMP replies.
  3208.  
  3209.    It is RECOMMENDED that multicast routers utilise this MARS service to
  3210.    minimise IGMP traffic within the cluster.
  3211.  
  3212.    By default a MARS_GROUPLIST_REQUEST SHOULD specify the entire address
  3213.    space (e.g. <224.0.0.0, 239.255.255.255> in an IPv4 environment).
  3214.    However, routers serving part of the address space (as described in
  3215.    section 8.4) MAY choose to issue MARS_GROUPLIST_REQUESTs that specify
  3216.    only the subset of the address space they are serving.
  3217.  
  3218.    (On the surface it would also seem useful for multicast routers to
  3219.    track MARS_JOINs and MARS_LEAVEs that arrive with mar$flags.layer3grp
  3220.    set. These might be used in lieu of IGMP Reports, to provide the
  3221.    router with timely indication that a new layer 3 group member exists
  3222.    within the cluster. However, this only works on VC mesh supported
  3223.    groups, and is therefore NOT recommended).
  3224.  
  3225.    Appendix B discusses less elegant mechanisms for reducing the impact
  3226.    of IGMP traffic within a cluster, on the assumption that the IP/ATM
  3227.    interfaces to the cluster are being used by un-optimised IP
  3228.    multicasting code.
  3229.  
  3230. 8.6   CMIs across multiple interfaces.
  3231.  
  3232.    The Cluster Member ID is only unique within the Cluster managed by a
  3233.    given MARS. On the surface this might appear to leave us with a
  3234.    problem when a multicast router is routing between two or more
  3235.    Clusters using a single physical ATM interface.  The router will
  3236.    register with two or more MARSs, and thereby acquire two or more
  3237.    independent CMI's. Given that each MARS has no reason to synchronise
  3238.    their CMI allocations, it is possible for a host in one cluster to
  3239.    have the same CMI has the router's interface to another Cluster. How
  3240.    does the router distinguish between its own reflected packets, and
  3241.    packets from that other host?
  3242.  
  3243.    The answer lies in the fact that routers (and hosts) actually
  3244.    implement logical IP/ATM interfaces over a single physical ATM
  3245.    interface. Each logical interface will have a unique ATM Address (eg.
  3246.    an NSAP with different SELector fields, one for each logical
  3247.  
  3248.  
  3249.  
  3250. Armitage                    Standards Track                    [Page 58]
  3251.  
  3252. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3253.  
  3254.  
  3255.    interface).
  3256.  
  3257.    Each logical IP/ATM interface is configured with the address of a
  3258.    single MARS, attaches to only one cluster, and so has only one CMI to
  3259.    worry about. Each of the MARSs that the router is registered with
  3260.    will have been given a different ATM Address (corresponding to the
  3261.    different logical IP/ATM interfaces) in each registration MARS_JOIN.
  3262.  
  3263.    When hosts in a cluster add the router as a leaf node, they'll
  3264.    specify the ATM Address of the appropriate logical IP/ATM interface
  3265.    on the router in the L_MULTI_ADD message. Thus, each logical IP/ATM
  3266.    interface will only have to check and filter on CMIs assigned by its
  3267.    own MARS.
  3268.  
  3269.    In essence the cluster differentiation is achieved by ensuring that
  3270.    logical IP/ATM interfaces are assigned different ATM Addresses.
  3271.  
  3272. 9.    Multiprotocol applications of the MARS and MARS clients.
  3273.  
  3274.    A deliberate attempt has been made to describe the MARS and
  3275.    associated mechanisms in a manner independent of a specific higher
  3276.    layer protocol being run over the ATM cloud. The immediate
  3277.    application of this document will be in an IPv4 environment, and this
  3278.    is reflected by the focus of key examples.  However, the mar$pro.type
  3279.    and mar$pro.snap fields in every MARS control message allow any
  3280.    higher layer protocol that has a 'short form' or 'long form' of
  3281.    protocol identification (section 4.3) to be supported by a MARS.
  3282.  
  3283.    Every MARS MUST implement entirely separate logical mapping tables
  3284.    and support. Every cluster member must interpret messages from the
  3285.    MARS in the context of the protocol type that the MARS message refers
  3286.    to.
  3287.  
  3288.    Every MARS and MARS client MUST treat Cluster Member IDs in the
  3289.    context of the protocol type carried in the MARS message or data
  3290.    packet containing the CMI.
  3291.  
  3292.    For example, IPv6 has been allocated an Ethertype of 0x86DD.  This
  3293.    means the 'short form' of protocol identification must be used in the
  3294.    MARS control messages and the data path encapsulation (section 5.5).
  3295.    An IPv6 multicasting client sets the mar$pro.type field of every MARS
  3296.    message to 0x86DD.  When carrying IPv6 addresses the mar$spln and
  3297.    mar$tpln fields are either 0 (for null or non-existent information)
  3298.    or 16 (for the full IPv6 address).
  3299.  
  3300.    Following the rules in section 5.5, an IPv6 data packet is
  3301.    encapsulated as:
  3302.  
  3303.  
  3304.  
  3305.  
  3306. Armitage                    Standards Track                    [Page 59]
  3307.  
  3308. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3309.  
  3310.  
  3311.       [0xAA-AA-03][0x00-00-5E][0x00-01][pkt$cmi][0x86DD][IPv6 packet]
  3312.  
  3313.    A host or endpoint interface that is using the same MARS to support
  3314.    multicasting needs of multiple protocols MUST not assume their CMI
  3315.    will be the same for each protocol.
  3316.  
  3317. 10.    Supplementary parameter processing.
  3318.  
  3319.    The mar$extoff field in the [Fixed header] indicates whether
  3320.    supplementary parameters are being carried by a MARS control message.
  3321.    This mechanism is intended to enable the addition of new
  3322.    functionality to the MARS protocol in later documents.
  3323.  
  3324.    Supplementary parameters are conveyed as a list of TLV (type, length,
  3325.    value) encoded information elements.  The TLV(s) begin on the first
  3326.    32 bit boundary following the [Addresses] field in the MARS control
  3327.    message (e.g. after mar$tsa.N in a MARS_MULTI, after mar$max.N in a
  3328.    MARS_JOIN, etc).
  3329.  
  3330. 10.1   Interpreting the mar$extoff field.
  3331.  
  3332.    If the mar$extoff field is non-zero it indicates that a list of one
  3333.    or more TLVs have been appended to the MARS message.  The first TLV
  3334.    is found by treating mar$extoff as an unsigned integer representing
  3335.    an offset (in octets) from the beginning of the MARS message (the MSB
  3336.    of the mar$afn field).
  3337.  
  3338.    As TLVs are 32 bit aligned the bottom 2 bits of mar$extoff are also
  3339.    reserved. A receiver MUST mask off these two bits before calculating
  3340.    the octet offset to the TLV list.  A sender MUST set these two bits
  3341.    to zero.
  3342.  
  3343.    If mar$extoff is zero no TLVs have been appended.
  3344.  
  3345. 10.2   The format of TLVs.
  3346.  
  3347.    When they exist, TLVs begin on 32 bit boundaries, are multiples of 32
  3348.    bits in length, and form a sequential list terminated by a NULL TLV.
  3349.  
  3350.    The TLV structure is:
  3351.  
  3352.       [Type - 2 octets][Length - 2 octets][Value - n*4 octets]
  3353.  
  3354.    The Type subfield indicates how the contents of the Value subfield
  3355.    are to be interpreted.
  3356.  
  3357.    The Length subfield indicates the number of VALID octets in the Value
  3358.    subfield. Valid octets in the Value subfield start immediately after
  3359.  
  3360.  
  3361.  
  3362. Armitage                    Standards Track                    [Page 60]
  3363.  
  3364. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3365.  
  3366.  
  3367.    the Length subfield.  The offset (in octets) from the start of this
  3368.    TLV to the start of the next TLV in the list is given by the
  3369.    following formula:
  3370.  
  3371.       offset = (length + 4 + ((4-(length & 3)) % 4))
  3372.  
  3373.    (where % is the modulus operator)
  3374.  
  3375.    The Value subfield is padded with 0, 1, 2, or 3 octets to ensure the
  3376.    next TLV is 32 bit aligned. The padded locations MUST be set to zero.
  3377.  
  3378.    (For example, a TLV that needed only 5 valid octets of information
  3379.    would be 12 octets long. The Length subfield would hold the value 5,
  3380.    and the Value subfield would be padded out to 8 bytes.  The 5 valid
  3381.    octets of information begin at the first octet of the Value
  3382.    subfield.)
  3383.  
  3384.    The Type subfield is formatted in the following way:
  3385.  
  3386.           |   1st octet   |   2nd octet   |
  3387.            7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0
  3388.           +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  3389.           | x |               y           |
  3390.           +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  3391.  
  3392.    The most significant 2 bits (Type.x) determine how a recipient should
  3393.    behave when it doesn't recognise the TLV type indicated by the lower
  3394.    14 bits (Type.y). The required behaviours are:
  3395.  
  3396.       Type.x = 0   Skip the TLV, continue processing the list.
  3397.       Type.x = 1   Stop processing, silently drop the MARS message.
  3398.       Type.x = 2   Stop processing, drop message, give error indication.
  3399.       Type.x = 3   Reserved. (currently treat as x = 0)
  3400.  
  3401.    (The error indication generated when Type.x = 2 SHOULD be logged in
  3402.    some locally significant fashion. Consequential MARS message activity
  3403.    in response to such an error condition will be defined in future
  3404.    documents.)
  3405.  
  3406.    The TLV type space (Type.y) is further subdivided to encourage use
  3407.    outside the IETF.
  3408.  
  3409.       0                       Null TLV.
  3410.       0x0001 - 0x0FFF         Reserved for the IETF.
  3411.       0x1000 - 0x11FF         Allocated to the ATM Forum.
  3412.       0x1200 - 0x37FF         Reserved for the IETF.
  3413.       0x3800 - 0x3FFF         Experimental use.
  3414.  
  3415.  
  3416.  
  3417.  
  3418. Armitage                    Standards Track                    [Page 61]
  3419.  
  3420. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3421.  
  3422.  
  3423. 10.3   Processing MARS messages with TLVs.
  3424.  
  3425.    Supplementary parameters act as modifiers to the basic behaviour
  3426.    specified by the mar$op field of any given MARS message.
  3427.  
  3428.    If a MARS message arrives with a non-zero mar$extoff field its TLV
  3429.    list MUST be parsed before handling the MARS message in accordance
  3430.    with the mar$op value. Unrecognised TLVs MUST be handled as required
  3431.    by their Type.x value.
  3432.  
  3433.    How TLVs modify basic MARS operations will be mar$op and TLV
  3434.    specific.
  3435.  
  3436. 10.4   Initial set of TLV elements.
  3437.  
  3438.    Conformance with this document only REQUIRES the recognition of one
  3439.    TLV, the Null TLV. This terminates a list of TLVs, and MUST be
  3440.    present if mar$extoff is non-zero in a MARS message. It MAY be the
  3441.    only TLV present.
  3442.  
  3443.    The Null TLV is coded as:
  3444.  
  3445.       [0x00-00][0x00-00]
  3446.  
  3447.    Future documents will describe the formats, contents, and
  3448.    interpretations of additional TLVs. The minimal parsing requirements
  3449.    imposed by this document are intended to allow conformant MARS and
  3450.    MARS client implementations to deal gracefully and predictably with
  3451.    future TLV developments.
  3452.  
  3453. 11.    Key Decisions and open issues.
  3454.  
  3455.    The key decisions this document proposes:
  3456.  
  3457.       A Multicast Address Resolution Server (MARS) is proposed to co-
  3458.       ordinate and distribute mappings of ATM endpoint addresses to
  3459.       arbitrary higher layer 'multicast group addresses'. The specific
  3460.       case of IPv4 multicast is used as the example.
  3461.  
  3462.       The concept of 'clusters' is introduced to define the scope of a
  3463.       MARS's responsibility, and the set of ATM endpoints willing to
  3464.       participate in link level multicasting.
  3465.  
  3466.       A MARS is described with the functionality required to support
  3467.       intra-cluster multicasting using either VC meshes or ATM level
  3468.       multicast servers (MCSs).
  3469.  
  3470.  
  3471.  
  3472.  
  3473.  
  3474. Armitage                    Standards Track                    [Page 62]
  3475.  
  3476. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3477.  
  3478.  
  3479.       LLC/SNAP encapsulation of MARS control messages allows MARS and
  3480.       ATMARP traffic to share VCs, and allows partially co-resident MARS
  3481.       and ATMARP entities.
  3482.  
  3483.       New message types:
  3484.  
  3485.          MARS_JOIN, MARS_LEAVE, MARS_REQUEST. Allow endpoints to join,
  3486.          leave, and request the current membership list of multicast
  3487.          groups.
  3488.  
  3489.          MARS_MULTI. Allows multiple ATM addresses to be returned by the
  3490.          MARS in response to a MARS_REQUEST.
  3491.  
  3492.          MARS_MSERV, MARS_UNSERV. Allow multicast servers to register
  3493.          and deregister themselves with the MARS.
  3494.  
  3495.          MARS_SJOIN, MARS_SLEAVE. Allow MARS to pass on group membership
  3496.          changes to multicast servers.
  3497.  
  3498.          MARS_GROUPLIST_REQUEST, MARS_GROUPLIST_REPLY.  Allow MARS to
  3499.          indicate which groups have actual layer 3 members. May be used
  3500.          to support IGMP in IPv4 environments, and similar functions in
  3501.          other environments.
  3502.  
  3503.          MARS_REDIRECT_MAP.  Allow MARS to specify a set of backup MARS
  3504.          addresses.
  3505.  
  3506.          MARS_MIGRATE.  Allows MARS to force cluster members to shift
  3507.          from VC mesh to MCS based forwarding tree in single operation.
  3508.  
  3509.       'wild card' MARS mapping table entries are possible, where a
  3510.       single ATM address is simultaneously associated with blocks of
  3511.       multicast group addresses.
  3512.  
  3513.    For the MARS protocol mar$op.version = 0. The complete set of MARS
  3514.    control messages and mar$op.type values is:
  3515.  
  3516.       1   MARS_REQUEST
  3517.       2   MARS_MULTI
  3518.       3   MARS_MSERV
  3519.       4   MARS_JOIN
  3520.       5   MARS_LEAVE
  3521.       6   MARS_NAK
  3522.       7   MARS_UNSERV
  3523.       8   MARS_SJOIN
  3524.       9   MARS_SLEAVE
  3525.       10  MARS_GROUPLIST_REQUEST
  3526.       11  MARS_GROUPLIST_REPLY
  3527.  
  3528.  
  3529.  
  3530. Armitage                    Standards Track                    [Page 63]
  3531.  
  3532. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3533.  
  3534.  
  3535.       12  MARS_REDIRECT_MAP
  3536.       13  MARS_MIGRATE
  3537.  
  3538.    A number of issues are left open at this stage, and are likely to be
  3539.    the subject of on-going research and additional documents that build
  3540.    upon this one.
  3541.  
  3542.       The specified endpoint behaviour allows the use of
  3543.       redundant/backup MARSs within a cluster. However, no
  3544.       specifications yet exist on how these MARSs co-ordinate amongst
  3545.       themselves. (The default is to only have one MARS per cluster.)
  3546.  
  3547.       The specified endpoint behaviour and MARS service allows the use
  3548.       of multiple MCSs per group.  However, no specifications yet exist
  3549.       on how this may be used, or how these MCSs co-ordinate amongst
  3550.       themselves.  Until futher work is done on MCS co-ordination
  3551.       protocols the default is to only have one MCS per group.
  3552.  
  3553.       The MARS relies on the cluster member dropping off
  3554.       ClusterControlVC if the cluster member dies. It is not clear if
  3555.       additional mechanisms are needed to detect and delete 'dead'
  3556.       cluster members.
  3557.  
  3558.       Supporting layer 3 'broadcast' as a special case of multicasting
  3559.       (where the 'group' encompasses all cluster members) has not been
  3560.       explicitly discussed.
  3561.  
  3562.       Supporting layer 3 'unicast' as a special case of multicasting
  3563.       (where the 'group' is a single cluster member, identified by the
  3564.       cluster member's unicast protocol address) has not been explicitly
  3565.       discussed.
  3566.  
  3567.       The future development of ATM Group Addresses and Leaf Initiated
  3568.       Join to ATM Forum's UNI specification has not been addressed.
  3569.       (However, the problems identified in this document with respect to
  3570.       VC scarcity and impact on AAL contexts will not be fixed by such
  3571.       developments in the signalling protocol.)
  3572.  
  3573.       Possible modifications to the interpretation of the mar$hrdrsv and
  3574.       mar$afn fields in the Fixed header, based on different values for
  3575.       mar$op.version, are for further study.
  3576.  
  3577.  
  3578.  
  3579.  
  3580.  
  3581.  
  3582.  
  3583.  
  3584.  
  3585.  
  3586. Armitage                    Standards Track                    [Page 64]
  3587.  
  3588. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3589.  
  3590.  
  3591. Security Considerations
  3592.  
  3593.    Security issues are not addressed in this document.
  3594.  
  3595. Acknowledgments
  3596.  
  3597.    The discussions within the IP over ATM Working Group have helped
  3598.    clarify the ideas expressed in this document. John Moy (Cascade
  3599.    Communications Corp.) initially suggested the idea of wild-card
  3600.    entries in the ARP Server.  Drew Perkins (Fore Systems) provided
  3601.    rigorous and useful critique of early proposed mechanisms for
  3602.    distributing and validating group membership information.  Susan
  3603.    Symington (and co-workers at MITRE Corp., Don Chirieleison, and Bill
  3604.    Barns) clearly articulated the need for multicast server support,
  3605.    proposed a solution, and challenged earlier block join/leave
  3606.    mechanisms. John Shirron (Fore Systems) provided useful improvements
  3607.    on my original revalidation procedures.
  3608.  
  3609.    Susan Symington and Bryan Gleeson (Adaptec) independently championed
  3610.    the need for the service provided by MARS_GROUPLIST_REQUEST/REPLY.
  3611.    The new encapsulation scheme arose from WG discussions, captured by
  3612.    Bryan Gleeson in an interim Work in Progress (with Keith McCloghrie
  3613.    (Cisco), Andy Malis (Ascom Nexion), and Andrew Smith (Bay Networks)
  3614.    as key contributors).  James Watt (Newbridge) and Joel Halpern
  3615.    (Newbridge) motivated the development of a more multiprotocol MARS
  3616.    control message format, evolving it away from its original ATMARP
  3617.    roots.  They also motivated the development of Type #1 and Type #2
  3618.    data path encapsulations.  Rajesh Talpade (Georgia Tech) helped
  3619.    clarify the need for the MARS_MIGRATE function.
  3620.  
  3621.    Maryann Maher (ISI) provided valuable sanity and implementation
  3622.    checking during the latter stages of the document's development.
  3623.    Finally, Jim Rubas (IBM) supplied the MARS pseudo-code in Appendix F
  3624.    and also provided detailed proof-reading in the latter stages of the
  3625.    document's development.
  3626.  
  3627. Author's Address
  3628.  
  3629.    Grenville Armitage
  3630.    Bellcore, 445 South Street
  3631.    Morristown, NJ, 07960
  3632.    USA
  3633.  
  3634.    EMail: gja@thumper.bellcore.com
  3635.    Phone: +1 201 829 2635
  3636.  
  3637.  
  3638.  
  3639.  
  3640.  
  3641.  
  3642. Armitage                    Standards Track                    [Page 65]
  3643.  
  3644. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3645.  
  3646.  
  3647. References
  3648.  
  3649.    [1] Deering, S., "Host Extensions for IP Multicasting", STD 3, RFC
  3650.    1112, Stanford University, August 1989.
  3651.  
  3652.    [2] Heinanen, J., "Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaption
  3653.    Layer 5", RFC 1483, Telecom Finland, July 1993.
  3654.  
  3655.    [3] Laubach, M., "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577, Hewlett-
  3656.    Packard Laboratories, December 1993.
  3657.  
  3658.    [4] ATM Forum, "ATM User Network Interface (UNI) Specification
  3659.    Version 3.1", ISBN 0-13-393828-X, Prentice Hall, Englewood Cliffs,
  3660.    NJ, June 1995.
  3661.  
  3662.    [5] Waitzman, D., Partridge, C., and S. Deering, "Distance Vector
  3663.    Multicast Routing Protocol", RFC 1075, November 1988.
  3664.  
  3665.    [6] Perez, M., Liaw, F., Grossman, D., Mankin, A., Hoffman, E., and
  3666.    A.  Malis, "ATM Signaling Support for IP over ATM", RFC 1755,
  3667.    February 1995.
  3668.  
  3669.    [7] Borden, M., Crawley, E., Davie, B., and S. Batsell, "Integration
  3670.    of Real-time Services in an IP-ATM Network Architecture.", RFC 1821,
  3671.    August 1995.
  3672.  
  3673.    [8] ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification Version
  3674.    3.0", Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, September 1993.
  3675.  
  3676.  
  3677.  
  3678.  
  3679.  
  3680.  
  3681.  
  3682.  
  3683.  
  3684.  
  3685.  
  3686.  
  3687.  
  3688.  
  3689.  
  3690.  
  3691.  
  3692.  
  3693.  
  3694.  
  3695.  
  3696.  
  3697.  
  3698. Armitage                    Standards Track                    [Page 66]
  3699.  
  3700. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3701.  
  3702.  
  3703. Appendix A.  Hole punching algorithms.
  3704.  
  3705.    Implementations are entirely free to comply with the body of this
  3706.    memo in any way they see fit. This appendix is purely for
  3707.    clarification.
  3708.  
  3709.    A MARS implementation might pre-construct a set of <min,max> pairs
  3710.    (P) that reflects the entire Class D space, excluding any addresses
  3711.    currently supported by multicast servers. The <min> field of the
  3712.    first pair MUST be 224.0.0.0, and the <max> field of the last pair
  3713.    must be 239.255.255.255. The first and last pair may be the same.
  3714.    This set is updated whenever a multicast server registers or
  3715.    deregisters.
  3716.  
  3717.    When the MARS must perform 'hole punching' it might consider the
  3718.    following algorithm:
  3719.  
  3720.       Assume the MARS_JOIN/LEAVE received by the MARS from the cluster
  3721.       member specified the block <Emin, Emax>.
  3722.  
  3723.       Assume Pmin(N) and Pmax(N) are the <min> and <max> fields from the
  3724.       Nth pair in the MARS's current set P.
  3725.  
  3726.       Assume set P has K pairs. Pmin(1) MUST equal 224.0.0.0, and
  3727.       Pmax(M) MUST equal 239.255.255.255. (If K == 1 then no hole
  3728.       punching is required).
  3729.  
  3730.       Execute pseudo-code:
  3731.  
  3732.          create copy of set P, call it set C.
  3733.  
  3734.          index1 = 1;
  3735.          while (Pmax(index1) <= Emin)
  3736.             index1++;
  3737.  
  3738.          index2 = K;
  3739.          while (Pmin(index2) >= Emax)
  3740.             index2--;
  3741.  
  3742.          if (index1 > index2)
  3743.             Exit, as the hole-punched set is null.
  3744.  
  3745.          if (Pmin(index1) < Emin)
  3746.             Cmin(index1) = Emin;
  3747.  
  3748.          if (Pmax(index2) > Emax)
  3749.             Cmax(index2) = Emax;
  3750.  
  3751.  
  3752.  
  3753.  
  3754. Armitage                    Standards Track                    [Page 67]
  3755.  
  3756. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3757.  
  3758.  
  3759.          Set C is the required 'hole punched' set of address blocks.
  3760.  
  3761.    The resulting set C retains all the MARS's pre-constructed 'holes'
  3762.    covering the multicast servers, but will have been pruned to cover
  3763.    the section of the Class D space specified by the originating host's
  3764.    <Emin,Emax> values.
  3765.  
  3766.    The host end should keep a table, H, of open VCs in ascending order
  3767.    of Class D address.
  3768.  
  3769.       Assume H(x).addr is the Class address associated with VC.x.
  3770.       Assume H(x).addr < H(x+1).addr.
  3771.  
  3772.    The pseudo code for updating VCs based on an incoming JOIN/LEAVE
  3773.    might be:
  3774.  
  3775.       x = 1;
  3776.       N = 1;
  3777.  
  3778.       while (x < no.of VCs open)
  3779.       {
  3780.             while (H(x).addr > max(N))
  3781.             {
  3782.                   N++;
  3783.                   if (N > no. of pairs in JOIN/LEAVE)
  3784.                         return(0);
  3785.             }
  3786.  
  3787.             if ((H(x).addr <= max(N) &&
  3788.                         ((H(x).addr >= min(N))
  3789.                               perform_VC_update();
  3790.             x++;
  3791.       }
  3792.  
  3793.  
  3794.  
  3795.  
  3796.  
  3797.  
  3798.  
  3799.  
  3800.  
  3801.  
  3802.  
  3803.  
  3804.  
  3805.  
  3806.  
  3807.  
  3808.  
  3809.  
  3810. Armitage                    Standards Track                    [Page 68]
  3811.  
  3812. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3813.  
  3814.  
  3815. Appendix B.  Minimising the impact of IGMP in IPv4 environments.
  3816.  
  3817.    Implementing any part of this appendix is not required for
  3818.    conformance with this document.  It is provided solely to document
  3819.    issues that have been identified.
  3820.  
  3821.    The intent of section 5.1 is for cluster members to only have
  3822.    outgoing point to multipoint VCs when they are actually sending data
  3823.    to a particular multicast group. However, in most IPv4 environments
  3824.    the multicast routers attached to a cluster will periodically issue
  3825.    IGMP Queries to ascertain if particular groups have members.  The
  3826.    current IGMP specification attempts to avoid having every group
  3827.    member respond by insisting that each group member wait a random
  3828.    period, and responding if no other member has responded before them.
  3829.    The IGMP reply is sent to the multicast address of the group being
  3830.    queried.
  3831.  
  3832.    Unfortunately, as it stands the IGMP algorithm will be a nuisance for
  3833.    cluster members that are essentially passive receivers within a given
  3834.    multicast group. It is just as likely that a passive member, with no
  3835.    outgoing VC already established to the group, will decide to send an
  3836.    IGMP reply - causing a VC to be established where there was no need
  3837.    for one. This is not a fatal problem for small clusters, but will
  3838.    seriously impact on the ability of a cluster to scale.
  3839.  
  3840.    The most obvious solution is for routers to use the
  3841.    MARS_GROUPLIST_REQUEST and MARS_GROUPLIST_REPLY messages, as
  3842.    described in section 8.5. This would remove the regular IGMP Queries,
  3843.    resulting in cluster members only sending an IGMP Report when they
  3844.    first join a group.
  3845.  
  3846.    Alternative solutions do exist. One would be to modify the IGMP reply
  3847.    algorithm, for example:
  3848.  
  3849.       If the group member has VC open to the group proceed as per RFC
  3850.       1112 (picking a random reply delay between 0 and 10 seconds).
  3851.  
  3852.       If the group member does not have VC already open to the group,
  3853.       pick random reply delay between 10 and 20 seconds instead, and
  3854.       then proceed as per RFC 1112.
  3855.  
  3856.    If even one group member is sending to the group at the time the IGMP
  3857.    Query is issued then all the passive receivers will find the IGMP
  3858.    Reply has been transmitted before their delay expires, so no new VC
  3859.    is required. If all group members are passive at the time of the IGMP
  3860.    Query then a response will eventually arrive, but 10 seconds later
  3861.    than under conventional circumstances.
  3862.  
  3863.  
  3864.  
  3865.  
  3866. Armitage                    Standards Track                    [Page 69]
  3867.  
  3868. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3869.  
  3870.  
  3871.    The preceding solution requires re-writing existing IGMP code, and
  3872.    implies the ability of the IGMP entity to ascertain the status of VCs
  3873.    on the underlying ATM interface. This is not likely to be available
  3874.    in the short term.
  3875.  
  3876.    One short term solution is to provide something like the preceding
  3877.    functionality with a 'hack' at the IP/ATM driver level within cluster
  3878.    members. Arrange for the IP/ATM driver to snoop inside IP packets
  3879.    looking for IGMP traffic. If an IGMP packet is accepted for
  3880.    transmission, the IP/ATM driver can buffer it locally if there is no
  3881.    VC already active to that group. A 10 second timer is started, and if
  3882.    an IGMP Reply for that group is received from elsewhere on the
  3883.    cluster the timer is reset. If the timer expires, the IP/ATM driver
  3884.    then establishes a VC to the group as it would for a normal IP
  3885.    multicast packet.
  3886.  
  3887.    Some network implementors may find it advantageous to configure a
  3888.    multicast server to support the group 224.0.0.1, rather than rely on
  3889.    a mesh. Given that IP multicast routers regularly send IGMP queries
  3890.    to this address, a mesh will mean that each router will permanently
  3891.    consume an AAL context within each cluster member. In clusters served
  3892.    by multiple routers the VC load within switches in the underlying ATM
  3893.    network will become a scaling problem.
  3894.  
  3895.    Finally, if a multicast server is used to support 224.0.0.1, another
  3896.    ATM driver level hack becomes a possible solution to IGMP Reply
  3897.    traffic.  The ATM driver may choose to grab all outgoing IGMP packets
  3898.    and send them out on the VC established for sending to 224.0.0.1,
  3899.    regardless of the Class D address the IGMP message was actually for.
  3900.    Given that all hosts and routers must be members of 224.0.0.1, the
  3901.    intended recipients will still receive the IGMP Replies. The negative
  3902.    impact is that all cluster members will receive the IGMP Replies.
  3903.  
  3904.  
  3905.  
  3906.  
  3907.  
  3908.  
  3909.  
  3910.  
  3911.  
  3912.  
  3913.  
  3914.  
  3915.  
  3916.  
  3917.  
  3918.  
  3919.  
  3920.  
  3921.  
  3922. Armitage                    Standards Track                    [Page 70]
  3923.  
  3924. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3925.  
  3926.  
  3927. Appendix C.   Further comments on 'Clusters'.
  3928.  
  3929.    The cluster concept was introduced in section 1 for two reasons.  The
  3930.    more well known term of Logical IP Subnet is both very IP specific,
  3931.    and constrained to unicast routing boundaries. As the architecture
  3932.    described in this document may be re-used in non-IP environments a
  3933.    more neutral term was needed. As the needs of multicasting are not
  3934.    always bound by the same scopes as unicasting, it was not immediately
  3935.    obvious that apriori limiting ourselves to LISs was beneficial in the
  3936.    long term.
  3937.  
  3938.    It must be stressed that Clusters are purely an administrative being.
  3939.    You choose their size (i.e. the number of endpoints that register
  3940.    with the same MARS) based on your multicasting needs, and the
  3941.    resource consumption you are willing to put up with. The larger the
  3942.    number of ATM attached hosts you require multicast support for, the
  3943.    more individual clusters you might choose to establish (along with
  3944.    multicast routers to provide inter-cluster traffic paths).
  3945.  
  3946.    Given that not all the hosts in any given LIS may require multicast
  3947.    support, it becomes conceivable that you might assign a single MARS
  3948.    to support hosts from across multiple LISs. In effect you have a
  3949.    cluster covering multiple LISs, and have achieved 'cut through'
  3950.    routing for multicast traffic. Under these circumstances increasing
  3951.    the geographical size of a cluster might be considered a good thing.
  3952.  
  3953.    However, practical considerations limit the size of clusters.  Having
  3954.    a cluster span multiple LISs may not always be a particular 'win'
  3955.    situation.  As the number of multicast capable hosts in your LISs
  3956.    increases it becomes more likely that you'll want to constrain a
  3957.    cluster's size and force multicast traffic to aggregate at multicast
  3958.    routers scattered across your ATM cloud.
  3959.  
  3960.    Finally, multi-LIS clusters require a degree of care when deploying
  3961.    IP multicast routers. Under the Classical IP model you need unicast
  3962.    routers on the edges of LISs. Under the MARS architecture you only
  3963.    need multicast routers at the edges of clusters. If your cluster
  3964.    spans multiple LISs, then the multicast routers will perceive
  3965.    themselves to have a single interface that is simultaneously attached
  3966.    to multiple unicast subnets. Whether this situation will work depends
  3967.    on the inter-domain multicast routing protocols you use, and your
  3968.    multicast router's ability to understand the new relationship between
  3969.    unicast and multicast topologies.
  3970.  
  3971.    In the absence of futher research in this area, networks deployed in
  3972.    conformance to this document MUST make their IP cluster and IP LIS
  3973.    coincide, so as to avoid these complications.
  3974.  
  3975.  
  3976.  
  3977.  
  3978. Armitage                    Standards Track                    [Page 71]
  3979.  
  3980. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  3981.  
  3982.  
  3983. Appendix D.  TLV list parsing algorithm.
  3984.  
  3985.    The following pseudo-code represents how the TLV list format
  3986.    described in section 10 could be handled by a MARS or MARS client.
  3987.  
  3988.       list = (mar$extoff & 0xFFFC);
  3989.  
  3990.       if (list == 0) exit;
  3991.  
  3992.       list = list + message_base;
  3993.  
  3994.       while (list->Type.y != 0)
  3995.             {
  3996.                   switch (list->Type.y)
  3997.                   {
  3998.                         default:
  3999.                           {
  4000.                            if (list->Type.x == 0) break;
  4001.  
  4002.                            if (list->Type.x == 1) exit;
  4003.  
  4004.                            if (list->Type.x == 2) log-error-and-exit;
  4005.                           }
  4006.  
  4007.                         [...other handling goes here..]
  4008.  
  4009.                   }
  4010.  
  4011.                   list += (list->Length + 4 + ((4-(list->Length & 3)) %
  4012.                   4));
  4013.  
  4014.             }
  4015.  
  4016.       return;
  4017.  
  4018.  
  4019.  
  4020.  
  4021.  
  4022.  
  4023.  
  4024.  
  4025.  
  4026.  
  4027.  
  4028.  
  4029.  
  4030.  
  4031.  
  4032.  
  4033.  
  4034. Armitage                    Standards Track                    [Page 72]
  4035.  
  4036. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4037.  
  4038.  
  4039. Appendix E.  Summary of timer values.
  4040.  
  4041.    This appendix summarises various timers or limits mentioned in the
  4042.    main body of the document. Values are specified in the following
  4043.    format:  [x, y, z] indicating a minimum value of x, a recommended
  4044.    value of y, and a maximum value of z. A '-' will indicate that a
  4045.    category has no value specified. Values in minutes are followed by
  4046.    'min', values in seconds are followed by 'sec'.
  4047.  
  4048.       Idle time for MARS - MARS client pt to pt VC:
  4049.                                         [1 min, 20 min, -]
  4050.  
  4051.       Idle time for multipoint VCs from client.
  4052.                                         [1 min, 20 min, -]
  4053.  
  4054.       Allowed time between MARS_MULTI components.
  4055.                                         [-, -, 10 sec]
  4056.  
  4057.       Initial random L_MULTI_RQ/ADD retransmit timer range.
  4058.                                         [5 sec, -, 10 sec]
  4059.  
  4060.       Random time to set VC_revalidate flag.
  4061.                                         [1 sec, -, 10 sec]
  4062.  
  4063.       MARS_JOIN/LEAVE retransmit interval.
  4064.                                         [5 sec, 10 sec, -]
  4065.  
  4066.       MARS_JOIN/LEAVE retransmit limit.
  4067.                                         [-, -, 5]
  4068.  
  4069.       Random time to re-register with MARS.
  4070.                                         [1 sec, -, 10 sec]
  4071.  
  4072.       Force wait if MARS re-registration is looping.
  4073.                                         [1 min, -, -]
  4074.  
  4075.       Transmission interval for MARS_REDIRECT_MAP.
  4076.                                         [1 min, 1 min, 2 min]
  4077.  
  4078.       Limit for client to miss MARS_REDIRECT_MAPs.
  4079.                                         [-, -, 4 min]
  4080.  
  4081.  
  4082.  
  4083.  
  4084.  
  4085.  
  4086.  
  4087.  
  4088.  
  4089.  
  4090. Armitage                    Standards Track                    [Page 73]
  4091.  
  4092. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4093.  
  4094.  
  4095. Appendix F.  Pseudo code for MARS operation.
  4096.  
  4097.    Implementations are entirely free to comply with the body of this
  4098.    memo in any way they see fit. This appendix is purely for possible
  4099.    clarification.
  4100.  
  4101.    A MARS implementation might be built along the lines suggested in
  4102.    this pseudo-code.
  4103.  
  4104.    1. Main
  4105.  
  4106.     1.1 Initilization
  4107.  
  4108.          Define a server list as the list of leaf nodes
  4109.                                             on ServerControlVC.
  4110.          Define a cluster list as the list of leaf nodes
  4111.                                             on ClusterControlVC.
  4112.          Define a host map as the list of hosts that are
  4113.                                             members of a group.
  4114.          Define a server map as the list of hosts (MCSs)
  4115.                                             that are serving a group.
  4116.          Read config file.
  4117.          Allocate message queues.
  4118.          Allocate internal tables.
  4119.          Set up passive open VC connection.
  4120.          Set up redirect_map timer.
  4121.          Establish logging.
  4122.  
  4123.     1.2 Message Processing
  4124.  
  4125.          Forever {
  4126.            If the message has a TLV then {
  4127.              If TLV is unsupported then {
  4128.                process as defined in TLV type field.
  4129.              } /* unknown TLV */
  4130.            } /* TLV present */
  4131.            Place incoming message in the queue.
  4132.            For (all messages in the queue) {
  4133.              If the message is not a JOIN/LEAVE/MSERV/UNSERV with
  4134.                mar$flags.register == 1 then {
  4135.                If the message source is (not a member of server list) &&
  4136.                 (not a member of cluster list) then {
  4137.                 Drop the message silently.
  4138.               }
  4139.              }
  4140.              If (mar$pro.type is not supported) or
  4141.                 (the ATM source address is missing) then {
  4142.                 Continue.
  4143.  
  4144.  
  4145.  
  4146. Armitage                    Standards Track                    [Page 74]
  4147.  
  4148. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4149.  
  4150.  
  4151.              }
  4152.              Determine type of message.
  4153.              If an ERR_L_RELEASE arrives on ClusterControlVC then {
  4154.                Remove the endpoints ATM address from all groups
  4155.                for which it has joined.
  4156.                Release the CMI.
  4157.                Continue.
  4158.              } /* error on CCVC */
  4159.              Call specific message handling routine.
  4160.              If redirect_map timer pops {
  4161.                Call MARS_REDIRECT_MAP message handling routine.
  4162.              } /* redirect timer pop */
  4163.            } /* all msgs in the queue */
  4164.          } /* forever loop */
  4165.  
  4166.    2. Message Handler
  4167.  
  4168.     2.1 Messages:
  4169.  
  4170.        - MARS_REQUEST
  4171.  
  4172.          Indicate no MARS_MULTI support of TLV.
  4173.          If the supported TLV is not NULL then {
  4174.            Indicate MARS_MULTI support of TLV.
  4175.            Process as required.
  4176.          } else { /* TLV NULL */
  4177.             Indicate message to be sent on Private VC.
  4178.             If the message source is a member of server list then {
  4179.               If the group has a non-null host map then {
  4180.                 Call MARS_MULTI with the host map for the group.
  4181.               } else { /* no group */
  4182.                  Call MARS_NAK message routine.
  4183.               } /* no group */
  4184.             } else { /* source is cluster list */
  4185.                If the group has a non-null server map then {
  4186.                  Call MARS_MULTI with the server map for the group.
  4187.                } else { /* cluster member but no server map */
  4188.                   If the group has a non-null host map then {
  4189.                     Call MARS_MULTI with the host map for the group.
  4190.                   } else { /* no group */
  4191.                      Call MARS_NAK message routine.
  4192.                   } /* no group */
  4193.                  } /* cluster member but no server map */
  4194.               } /* source is a cluster list */
  4195.             } /* TLV NULL */
  4196.          If a message exists then {
  4197.            Send message as indicated.
  4198.          }
  4199.  
  4200.  
  4201.  
  4202. Armitage                    Standards Track                    [Page 75]
  4203.  
  4204. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4205.  
  4206.  
  4207.          Return.
  4208.  
  4209.        - MARS_MULTI
  4210.  
  4211.          Construct a MARS_MULTI for the specified map.
  4212.          If the param indicates TLV support then {
  4213.            Process the TLV as required.
  4214.          }
  4215.          Return.
  4216.  
  4217.      - MARS_JOIN
  4218.  
  4219.         If (mar$flags.copy != 0) silently ignore the message.
  4220.         If more than a single <min,max> pair is specified then
  4221.         silently ignore the message.
  4222.         Indicate message to be sent on private VC.
  4223.         If (mar$flags.register == 1) then {
  4224.           If the node is already a registered member of the cluster
  4225.           associated with protocol type then { /*previous register*/
  4226.             Copy the existing CMI into the MARS_JOIN.
  4227.           } else { /* new register */
  4228.              Add the node to ClusterControlVC.
  4229.              Add the node to cluster list.
  4230.              mar$cmi = obtain CMI.
  4231.             } /* new register */
  4232.          } else { /* not a register */
  4233.            If the group is a duplicate of a previous MARS_JOIN then {
  4234.              mar$msn = current csn.
  4235.              Indicate message to be sent on Private VC.
  4236.            } else {
  4237.               Indicate no message to be sent.
  4238.               If the message source is in server map then {
  4239.                 Drop the message silently.
  4240.               } else {
  4241.                  If the first <min,max> encompasses any group with
  4242.                                                 a server map then {
  4243.                    Call the Modified JOIN/LEAVE Processing routine.
  4244.                  } else {
  4245.                     If the MARS_JOIN is for a multi group then {
  4246.                      Call the MultiGroup JOIN/LEAVE Processing Routine.
  4247.                     } else {
  4248.                        Indicate message to be sent on ClusterControlVC.
  4249.                     } /* not for a multi group */
  4250.                   } /* group not handled by server */
  4251.                  } /* msg src not in server map */
  4252.                 Update internal tables.
  4253.               } /* not a duplicate */
  4254.              } /* not a register */
  4255.  
  4256.  
  4257.  
  4258. Armitage                    Standards Track                    [Page 76]
  4259.  
  4260. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4261.  
  4262.  
  4263.         If a message exists then {
  4264.           mar$flags.copy = 1.
  4265.           Send message as indicated.
  4266.         }
  4267.         Return.
  4268.  
  4269.      - MARS_LEAVE
  4270.  
  4271.         If (mar$flags.copy != 0) silently ignore the message.
  4272.         If more than a single <min,max> pair is specified then
  4273.         silently ignore the message.
  4274.         Indicate message to be sent on ClusterControlVC.
  4275.         If (mar$flags.register == 1) then { /* deregistration */
  4276.           Update internal tables to remove the member's ATM addr
  4277.           from all groups it has joined.
  4278.           Drop the endpoint from ClusterControlVC.
  4279.           Drop the endpoint from cluster list.
  4280.           Release the CMI.
  4281.           Indicate message to be sent on Private VC.
  4282.         } else { /* not a deregistration */
  4283.            If the group is a duplicate of a previous MARS_LEAVE then {
  4284.              mar$msn = current csn.
  4285.              Indicate message to be sent on Private VC.
  4286.            } else {
  4287.               Indicate no message to be sent.
  4288.               If the first <min,max> encompasses any group with
  4289.                                              a server map then {
  4290.                 Call the Modified JOIN/LEAVE Processing routine.
  4291.               } else {
  4292.                  If the MARS_LEAVE is for a multi group then {
  4293.                    Call the MultiGroup JOIN/LEAVE Processing Routine.
  4294.                  } else {
  4295.                     Indicate message to be sent on ClusterControlVC.
  4296.                  }
  4297.                }
  4298.            Update internal tables.
  4299.           } /* not a duplicate */
  4300.         } /* not a deregistration */
  4301.         If a message exists then {
  4302.           mar$flags.copy = 1.
  4303.           Send message as indicated.
  4304.         }
  4305.         Return.
  4306.  
  4307.     - MARS_MSERV
  4308.  
  4309.          If (mar$flags.register == 1) then { /* server register */
  4310.            Add the endpoint as a leaf node to ServerControlVC.
  4311.  
  4312.  
  4313.  
  4314. Armitage                    Standards Track                    [Page 77]
  4315.  
  4316. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4317.  
  4318.  
  4319.            Add the endpoint to the server list.
  4320.            Indicate the message to be sent on Private VC.
  4321.            mar$cmi = 0.
  4322.          } else { /* not a register */
  4323.          If the source has not registered then {
  4324.                  Drop and ignore the message.
  4325.                  Indicate no message to be sent.
  4326.                } else {  /* source is registered */
  4327.                   If MCS is already member of indicated server map {
  4328.                      Indicate message to be sent on Private VC.
  4329.                      mar$flags.layer3grp = 0;
  4330.                      mar$flags.copy = 1.
  4331.                   } else { /* New MCS to add. */
  4332.                      Add the server ATM addr to server map for group.
  4333.                      Indicate message to be sent on ServerControlVC.
  4334.                      Send message as indicated.
  4335.                      Make a copy of the message.
  4336.                      Indicate message to be sent on ClusterControlVC.
  4337.                      If new server map was just created {
  4338.                           Construct MARS_MIGRATE, with MCS as target.
  4339.                       } else {
  4340.                           Change the op code to MARS_JOIN.
  4341.                           mar$flags.layer3grp = 0.
  4342.                           mar$flags.copy = 1.
  4343.                       } /* new server map */
  4344.                   } /* New MCS to add. */
  4345.                } /* source is registered */
  4346.          } /* not a register */
  4347.  
  4348.          If a message exists then {
  4349.            Send message as indicated.
  4350.          }
  4351.          Return.
  4352.  
  4353.  
  4354.     - MARS_UNSERV
  4355.  
  4356.       If (mar$flags.register == 1) then { /* deregister */
  4357.         Remove the ATM addr of the MCS from all server maps.
  4358.         If a server map becomes null then delete it.
  4359.         Remove the endpoint as a leaf of ServerControlVC.
  4360.         Remove the endpoint from server list.
  4361.         Indicate the message to be sent on Private VC.
  4362.       } else { /* not a deregister */
  4363.          If the source is not a member of server list then {
  4364.           Drop and ignore the message.
  4365.           Indicate no message to be sent.
  4366.          } else {  /* source is registered */
  4367.  
  4368.  
  4369.  
  4370. Armitage                    Standards Track                    [Page 78]
  4371.  
  4372. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4373.  
  4374.  
  4375.             If MCS is not member of indicated server map {
  4376.                Indicate message to be sent on Private VC.
  4377.                mar$flags.layer3grp = 0;
  4378.                mar$flags.copy = 1.
  4379.              } else { /* MCS existed, must be removed. */
  4380.                Remove ATM addr of the MCS from indicated server map.
  4381.                If a server map is null then delete it.
  4382.                Indicate the message to be sent on ServerControlVC.
  4383.                Send message as indicated.
  4384.                Make a copy of the message.
  4385.                Change the op code to MARS_LEAVE.
  4386.                Indicate message (copy) to be sent on ClusterControlVC.
  4387.                mar$flags.layer3grp = 0;
  4388.                mar$flags.copy = 1.
  4389.              } /* MCS existed, must be removed. */
  4390.            } /* source is registered */
  4391.         } /* not a deregister */
  4392.       If a message exists then {
  4393.         Send message as indicated.
  4394.       }
  4395.       Return.
  4396.  
  4397.     - MARS_NAK
  4398.  
  4399.       Build command.
  4400.       Return.
  4401.  
  4402.     - MARS_GROUPLIST_REQUEST
  4403.  
  4404.       If (mar$pnum != 1) then Return.
  4405.       Call MARS_GROUPLIST_REPLY with the range and output VC.
  4406.       Return.
  4407.  
  4408.     - MARS_GROUPLIST_REPLY
  4409.  
  4410.       Build command for specified range.
  4411.       Indicate message to be sent on specified VC.
  4412.       Send message as indicated.
  4413.       Return.
  4414.  
  4415.     - MARS_REDIRECT_MAP
  4416.  
  4417.        Include the MARSs own address in the message.
  4418.        If there are backup MARSs then include their addresses.
  4419.        Indicate MARS_REDIRECT_MAP is to be sent on ClusterControlVC.
  4420.        Send message back as indicated.
  4421.        Return.
  4422.  
  4423.  
  4424.  
  4425.  
  4426. Armitage                    Standards Track                    [Page 79]
  4427.  
  4428. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4429.  
  4430.  
  4431.    3. Send Message Handler
  4432.  
  4433.       If (the message is going out ClusterControlVC) &&
  4434.               (a new csn is required) then {
  4435.        mar$msn = obtain a CSN
  4436.       }
  4437.       If (the message is going out ServerControlVC) &&
  4438.               (a new ssn is required) then {
  4439.        mar$msn = obtain a SSN
  4440.       }
  4441.       Return.
  4442.  
  4443.    4.  Number Generator
  4444.  
  4445.    4.1 Cluster Sequence Number
  4446.  
  4447.        Generate the next sequence number.
  4448.        Return.
  4449.  
  4450.    4.2 Server Sequence Number
  4451.  
  4452.        Generate the next sequence number.
  4453.        Return.
  4454.  
  4455.    4.3 CMI
  4456.  
  4457.        CMIs are allocated uniquely per registered cluster member
  4458.        within the context of a particular layer 3 protocol type.
  4459.        A single node may register multiple times if it supports
  4460.        multiple layer 3 protocols.
  4461.        The CMIs allocated for each such registration may or may
  4462.        not be the same.
  4463.        Generate a CMI for this protocol.
  4464.        Return.
  4465.  
  4466.    5. Modified JOIN/LEAVE Processing
  4467.  
  4468.       This routine processes JOIN/LEAVE when a server map exists.
  4469.  
  4470.       Make a copy of the message.
  4471.       Change the type of the copy to MARS_SJOIN.
  4472.       If the message is a MARS_LEAVE then {
  4473.        Change the type of the copy to MARS_SLEAVE.
  4474.       }
  4475.       mar$flags.copy = 1 (copy).
  4476.       Hole punch the <min,max> group by excluding
  4477.         from the range those groups which the joining
  4478.         (leaving) node is already (still) a member of
  4479.  
  4480.  
  4481.  
  4482. Armitage                    Standards Track                    [Page 80]
  4483.  
  4484. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4485.  
  4486.  
  4487.         due to it having previously issued a single group
  4488.         join.
  4489.       Indicate the message to be sent on ServerControlVC.
  4490.       If the message (copy) contains one or more <min,max> pair {
  4491.         Send message (copy) as indicated.
  4492.       }
  4493.       mar$flags.punched = 0 in the original message.
  4494.       Indicate the message to be sent on Private VC.
  4495.       Send message (original) as indicated.
  4496.       Hole punch the <min,max> group by excluding
  4497.         from the range those groups that are served by MCSs
  4498.         or which the joining (leaving) node is already
  4499.         (still) a member of due to it having previously
  4500.         issued a single group join.
  4501.       Indicate the (original) message to be sent on ClusterControlVC.
  4502.       If (number of holes punched > 0) then { /* punched holes */
  4503.         In original message do {
  4504.          mar$flags.punched = 1.
  4505.          old punched list <- new punched list.
  4506.         }
  4507.       } /* punched holes */
  4508.       mar$flags.copy = 1.
  4509.       Send message as indicated.
  4510.       Return.
  4511.  
  4512.    5.1 MultiGroup JOIN/LEAVE Processing
  4513.  
  4514.       This routine processes JOIN/LEAVE when a multi group exists.
  4515.  
  4516.       If (mar$flags.layer3grp) {
  4517.        Ignore this setting, consider it reset.
  4518.       }
  4519.       mar$flags.copy = 1.
  4520.       Make a copy of the message.
  4521.       From the copy hole punch the <min,max> group by
  4522.        excluding from the range those groups that this
  4523.        node has already joined or left.
  4524.       If (number of holes punched > 0) then {
  4525.        mar$flags.punch = 0 in original message.
  4526.        Indicate original message to be sent on Private VC.
  4527.        Send original message as indicated.
  4528.        mar$flags.punch = 1 in copy message.
  4529.        old group range <- new punched list.
  4530.        Indicate message to be sent on ClusterControlVC.
  4531.        Send copy of message as indicated.
  4532.       } else {
  4533.          Indicate message to be sent on ClusterControlVC.
  4534.          Send original message as indicated.
  4535.  
  4536.  
  4537.  
  4538. Armitage                    Standards Track                    [Page 81]
  4539.  
  4540. RFC 2022          Multicast over UNI 3.0/3.1 based ATM     November 1996
  4541.  
  4542.  
  4543.       } /* no holes punched */
  4544.       Return.
  4545.  
  4546.  
  4547.  
  4548.  
  4549.  
  4550.  
  4551.  
  4552.  
  4553.  
  4554.  
  4555.  
  4556.  
  4557.  
  4558.  
  4559.  
  4560.  
  4561.  
  4562.  
  4563.  
  4564.  
  4565.  
  4566.  
  4567.  
  4568.  
  4569.  
  4570.  
  4571.  
  4572.  
  4573.  
  4574.  
  4575.  
  4576.  
  4577.  
  4578.  
  4579.  
  4580.  
  4581.  
  4582.  
  4583.  
  4584.  
  4585.  
  4586.  
  4587.  
  4588.  
  4589.  
  4590.  
  4591.  
  4592.  
  4593.  
  4594. Armitage                    Standards Track                    [Page 82]
  4595.  
  4596.