home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Overload Trio 2 / Shareware Overload Trio Volume 2 (Chestnut CD-ROM).ISO / dir24 / nosinst.zip / TUTORETC.ZIP / IP_PROP.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-12-13  |  21KB  |  456 lines
  1.         IP Addresses for the UK: A discussion document
  2.         ==============================================
  3.  
  4. Version 2, 26 June 1993
  5. ADS Benham, G8FSL.
  6.  
  7. The current IP addressing scheme (based on RSGB regions) has (at
  8. least) two problems.
  9. Firstly, the number of stations active on TCP/IP has meant that
  10. the address space of some of the regions is starting to become
  11. full: clearly if the interest in TCP/IP increases significantly
  12. there will be problems in allocating addresses (there being only
  13. 255 possible addresses per region (reserving ".255" as a
  14. broadcast address).
  15. Secondly, the allocation of addresses within each region has been
  16. in numerical order. This means that two adjacent IP addresses can
  17. be many miles (or tens of miles) apart. This makes sensible
  18. routing tables very difficult to produce (since, within a region,
  19. almost every address will be an exception to almost any routing
  20. rule).
  21.  
  22. The purpose of this proposal is to attempt to solve these
  23. problems, and to create an IP addressing scheme for the U.K.
  24. which will provide a useful service for a reasonable number of
  25. years.
  26.  
  27. The National proposal is closely connected (and was in fact driven
  28. by) the "hub" principle that has been operational in the Home
  29. Counties for some 9 months or so.
  30. The hub principle is intended to be the first phase of a plan to
  31. eventually create a TCP/IP packet network within the U.K. It is
  32. probable (and hoped that) that the bulk of amateur packet
  33. activity will slowly move away from "vanilla" AX25 operation
  34. towards a more layered set of protocols providing better and more
  35. sophisticated services. Whilst the protocol set may not be TCP/IP
  36. in the long term, the chosen set will almost certainly evolve
  37. from TCP/IP protocols. Thus the TCP/IP network will quite
  38. possibly provide the bulk of the U.K. network capability in the
  39. future.
  40. The "hub" (or "node", although the latter term is not preferred
  41. as it can be confused with the NET/ROM terminology) is the
  42. network access point for a TCP/IP end-user. Each hub will cover
  43. a small area- encompassing up to perhaps 10 users, operating
  44. (with low power) on a single local frequency.
  45. Each hub within a larger area (county?) will (eventually, as the
  46. network takes shape) be connected to an area hub. The links to
  47. the area hub will be high(er) speed links, and on a frequency
  48. other than that/those used for local access in the area (there
  49. are pros and cons for using a cellular approach to frequency
  50. reuse at the user access level). The area hubs will eventually
  51. be connected by high speed links to regional super-hubs, which
  52. in turn will be linked on dedicated frequencies by a U.K.
  53. backbone at the highest data rates.
  54.  
  55. The objective of this network is to enhance and simplify the
  56. routing of TCP/IP traffic. Each user would have a routing table
  57. with entries for those local stations which can be reached
  58. directly. Each user's default route would be to the local hub.
  59. Each hub would have a routing table similarly with entries for
  60. local stations/hubs, and a default route to the area hub (with
  61. possible entries to send traffic for neighbouring regions to a
  62. another hub in the right geographical direction). Similarly at
  63. each higher level the default entry would be to send traffic "up
  64. the network", with fixed entries for local routes.
  65. The network would also provide centralised resources. Each local
  66. hub could provide a POP server for mail, thereby obviating the
  67. need for 24 hour a day operation by users. The local hub could
  68. also provide a domain server (updated regularly over the
  69. network), so each user need not hold a large "domain.txt" file.
  70.  
  71.  
  72. In order for the routing scheme outlined above to operate, a more
  73. structured approach to the allocation of IP addresses is
  74. required. This is needed so that the "sub-net mask" concept can
  75. be utilised: this is where a specified number of the leading bits
  76. in the IP address are tested for a match, and if matched then a
  77. specified route is used. For example, the command:
  78.  
  79. route add 44.131.7.0/24 vhf 44.131.19.127
  80.  
  81. routes all traffic for IP addresses which have the leading
  82. ("leftmost") 24 bits matching 44.131.7.0 (i.e. the addresses
  83. 44.131.7.<any>) via station 44.131.19.127 on our port "vhf".
  84.  
  85. Note 1:   "route default" is functionally the same as "route add
  86.           0.0.0.0/0 ...", i.e. match any address.
  87.  
  88. Note 2:   "route add <address> ...." with no "/<num>" qualifier
  89.           is functionally the same as "route add <address>/32
  90.           ....", i.e. all 32 bits must be matched.
  91.  
  92. Note 3:   where a given address matches several patterns, the
  93.           pattern with the greatest degree of matching (most
  94.           bits matched) is used. Thus:
  95.           "route add 44.131.7.0/24 vhf 44.131.19.127"
  96.           "route add 44.131.7.5    vhf 44.131.19.129"
  97.           will treat "...7.5" as a special routing case.
  98.  
  99.  
  100. This feature is the key to the routing of traffic, in that the
  101. "users" of a given level hub have addresses which "lead on" from
  102. that of the hub.
  103. Consider the following example:
  104.  
  105. End users           Local Hubs     Area Hubs      Regional Hub
  106.  
  107. 44.131.32.81-\
  108. 44.131.32.82--+--44.131.32.80--\
  109. 44.131.32.83-/                 |
  110.                                |
  111. 44.131.32.97-\                 |
  112. 44.131.32.98--+--44.131.32.96--+--44.131.32.64----\
  113. 44.131.32.99-/                 |                  |
  114.                                |                  |
  115. 44.131.32.113-\                |                  |
  116. 44.131.32.114--+-44.131.32.112-/                  |
  117. 44.131.32.115-/                                   |
  118.                                                   +--44.131.32.0
  119. 44.131.32.145-\                                   |
  120. 44.131.32.146--+-44.131.32.144-\                  |
  121. 44.131.32.147-/                |                  |
  122.                                |                  |
  123. 44.131.32.161-\                |                  |
  124. 44.131.32.162--+-44.131.32.160-+--44.131.32.128---/
  125. 44.131.32.163-/                |
  126.                                |
  127. 44.131.32.177-\                |
  128. 44.131.32.178--+-44.131.32.176-/
  129. 44.131.32.179-/
  130.  
  131. From anywhere outside this subnet, each user can be reached by
  132. a "route add 44.131.32.0/24 <port> <gateway>" command.
  133. The regional hub can split the traffic with 2 statements, namely:
  134. "route add 44.131.32.64/26  <port> 44.131.32.64"
  135. "route add 44.131.32.128/26 <port> 44.131.32.128"
  136. The area hub 44.131.32.128 has a routing table which reads (in
  137. its entirety!):
  138. "route add 44.131.32.144/28 <port> 44.131.32.144"
  139. "route add 44.131.32.160/28 <port> 44.131.32.160"
  140. "route add 44.131.32.176/28 <port> 44.131.32.176"
  141. "route default <port> 44.131.32.0"
  142.  
  143. Note 1:   The above example has a regular structure, although
  144.           this is not essential.
  145. Note 2:   It would be possible for a single site to encompass
  146.           more than one level of hub.
  147. Note 3:   The apparently missing addresses in the above example
  148.           can be used by stations/hubs outside the regular
  149.           structure.
  150.           E.g. 44.131.32.1 could be the regional hub sysop, and
  151.           44.131.32.65 the sysop of 44.131.32.64.
  152.           44.131.32.32 could be a local hub directly connected
  153.           to 44.131.32.0, as could 44.131.32.16
  154.  
  155. (I recommend that the above example is worked through, converting
  156. the addresses into binary. To assist, taking just the third
  157. octet:
  158. Regional hub   Area hub       Local hub      User
  159. 00000000       01000000       01010000       01010001
  160.                                              01010010
  161.                               01100000       01100001
  162.                                              01100010
  163.                10000000       10010000       10010001
  164.                                              10010010
  165.                               10100000       10100001
  166.                                              10100010
  167. )
  168.  
  169. Note: It is important to realise that the scheme is flexible, in
  170. that it can cater for situations where there are many users on
  171. few hubs, or few users on many hubs (or, to a certain extent, a
  172. combination of situations within a region or area).
  173.  
  174.  
  175. Clearly in order to implement a scheme such as this, the whole
  176. of the U.K. IP address allocation would have to be reworked. This
  177. is not a task to be taken lightly, but the long term benefits
  178. would seem to far outweigh the short term problems.
  179.  
  180. Practical addressing schemes divide the country into regions. It
  181. must be borne in mind that any radio-based network suffers from
  182. the fact that radio waves are no respecters of county boundaries,
  183. and that whilst a station may be physically located in a given
  184. county, in RF terms the station should be considered to be in a
  185. neighbouring county (or country).
  186. Nevertheless, dividing the country into regions on a county basis
  187. is still probably the most practical method. However, with the
  188. hub scheme proposed it is no longer the location of the
  189. individual station which determines the region, but rather the
  190. location of the local hub to be used. Together with the sub-net
  191. masking of addresses, the best scheme for IP address allocation
  192. would seem to be to devolve the allocation down to the hub
  193. sysops.
  194.  
  195.  
  196. In order to maximise the address space for IP addresses in the
  197. U.K., it is proposed to divide the country into 32 regions. The
  198. region number can be held in 5 bits, and the 5 bits used will be
  199. the leading 5 bits in the third octet. This leaves 11 bits for
  200. addressing within the region (the 3 trailing bits of the third
  201. octet, plus the whole of the fourth octet). This would represent
  202. an 8-fold increase in address space over the current scheme if
  203. the individual regions were the same size: it is hoped that the
  204. division into regions will give an additional benefit.
  205.  
  206. The base addresses of the regions will be:
  207. 44.131.0       44.131.8       44.131.16      44.131.24
  208. 44.131.32      44.131.40      44.131.48      44.131.56
  209. 44.131.64      44.131.72      44.131.80      44.131.88
  210. 44.131.96      44.131.104     44.131.112     44.131.120
  211. 44.131.128     44.131.136     44.131.144     44.131.152
  212. 44.131.160     44.131.168     44.131.176     44.131.184
  213. 44.131.192     44.131.200     44.131.208     44.131.216
  214. 44.131.224     44.131.232     44.131.240     44.131.248
  215.  
  216.  
  217. The proposal for the division of the country into regions is
  218. based on the premise that the number of amateurs running TCP/IP
  219. in a county is a constant proportion of the total population of
  220. that county. Thus if the IP address space is allocated on a
  221. county-based system, then each region should have (roughly) the
  222. same number of users.
  223.  
  224. The U.K. population, according to the 1992 Whittaker's Almanac,
  225. is broken down as follows:
  226.  
  227. England   46.2M     Scotland  4.96M
  228. Wales     2.80M     N.I.      1.57M          Total:    55.7M
  229.  
  230.  
  231. Based on the above population figures, each of the 32 regions
  232. should have approximately 1.74M people living in it, and the
  233. number of regions should be allocated thus:
  234.  
  235. England:  26   Scotland: 3    Wales:    2    N.I.:     1
  236.  
  237. (The Channel Islands and the Isle of Man will be included in the
  238. nearest mainland region).
  239.  
  240. Considering the individual countries:
  241.  
  242.  
  243.                        Northern Ireland:     1 region
  244.  
  245.  
  246.                             Wales:      2 regions
  247.  
  248. With a population of 2.80M, each region should encompass a
  249. population of approx. 1.40M
  250.  
  251. The breakdown of the Welsh population (from Whittaker's Almanac)
  252. is:
  253. Clwyd          402k           Dyfed          342k
  254. Gwent          432k           Gwynedd        239k
  255. Mid Glam       527k           Powys          117k
  256. South Glam     383k           West Glam      358k
  257.  
  258. The proposed regions are therefore:
  259. Gwent; West, Mid, and South Glamorgan        1.70M
  260. Clwyd; Dyfed; Gwynedd; Powys                 1.10M
  261.  
  262.  
  263.                            Scotland:    3 regions
  264.  
  265. With a population of 4.96M, each region should encompass a
  266. population of approx. 1.65M
  267.  
  268. The breakdown of the Scottish population (from Whittaker's
  269. Almanac) is:
  270. Borders                  103k      Central                  268k
  271. Dumfries and Galloway    147k      Fife                     339k
  272. Grampian                 493k      Highland                 209k
  273. Lothian                  724k      Orkney                    19k
  274. Shetland                  22k      Strathclyde             2.22M
  275. Tayside                  385k      Western Isles             29k
  276.  
  277. The proposed regions are therefore:
  278. Strathclyde                                       2.22M
  279. Dumfries and Galloway; Borders; Lothian; Fife     1.31M
  280. Central; Tayside; Highland; Grampian;
  281.           Western Isles; Orkney; Shetland         1.43M
  282.  
  283.  
  284.                            England:     26 regions
  285.  
  286. With a population of 46.2M, each region should encompass a
  287. population of approx. 1.78M.
  288.  
  289. The breakdown of the English population (from Whittaker's
  290. Almanac) is:
  291. Avon                920k      Bedfordshire        514k
  292. Berkshire           717k      Buckinghamshire     620k
  293. Cambridgeshire      641k      Cheshire            937k
  294. Cleveland           541k      Cornwall            469k
  295. Cumbria             487k      Derbyshire          915k
  296. Devon               998k      Dorset              645k
  297. Durham              590k      East Sussex         671k
  298. Essex               1.50M     Gloucestershire     521k
  299. Greater London      6.37M     Greater Manchester  2.45M
  300. Hampshire           1.51M     Hereford & Worcester     668k
  301. Hertfordshire       952k      Humberside          835k
  302. Isle of Wight       127k      Kent                1.49M
  303. Lancashire          1.37M     Leicester           860k
  304. Lincolnshire        574k      Merseyside          1.38M
  305. Norfolk             736k      Northamptonshire    573k
  306. Northumberland      301k      North Yorkshire     699k
  307. Nottinghamshire     981k      Oxfordshire         554k
  308. Shropshire          402k      Somerset            459k
  309. South Yorkshire     1.25M     Staffordshire       1.02M
  310. Suffolk             630k      Surrey              998k
  311. Tyne & Wear         1.09M     Warwickshire        477k
  312. West Midlands       2.50M     West Sussex         693k
  313. West Yorkshire      1.98M     Wiltshire           553k
  314.  
  315. The proposed regions are therefore:
  316. 1.   Cornwall,Devon,Somerset (1.93M)
  317. 2.   Dorset, Wilts, Avon (2.12M)
  318. 3.   Hampshire,Isle of Wight (1.64M)
  319. 4.   Surrey, West Sussex (1.69M)
  320. 5.   Kent, East Sussex (2.16M)
  321. 6.   Greater London 1 (2.12M)
  322. 7.   Greater London 2 (2.12M)
  323. 8.   Greater London 3 (2.12M)
  324. 9.   Essex (1.50M)
  325. 10.  Herts, Beds, Bucks (2.09M)
  326. 11.  Berks, Oxon (1.27M)
  327. 12.  Suffolk, Norfolk, Cambs (2.01M)
  328. 13.  Gloucester, Hereford & Worcester, Shropshire (1.59M)
  329. 14.  Northampton, Warks, Leics (1.91M)
  330. 15.  West Midlands 1 (1.25M)
  331. 16.  West Midlands 2 (1.25M)
  332. 17.  Lincs, Notts (1.56M)
  333. 18.  Humberside, S.Yorks (2.09M)
  334. 19.  Derby,Staffs (1.94M)
  335. 20.  W.Yorks (1.98M)
  336. 21.  N.Yorks, Cleveland (1.73M)
  337. 22.  Cumbria, Northumberland, Durham, Tyne & Wear (1.98M)
  338. 23.  Lancashire (1.37M)
  339. 24.  Merseyside, Cheshire (2.32M)
  340. 25.  Greater Manchester 1 (1.23M)
  341. 26.  Greater Manchester 2 (1.23M)
  342.  
  343. In the cases of Greater London, West Midlands, and Greater
  344. Manchester there are several regions covering one county. Each
  345. region is to cover a specific area of the county: London is shown
  346. below as an example (I would prefer the other two cases to be
  347. dealt with by someone with local knowledge.
  348.  
  349. With 3 regions covering a population of 6.37M, each Greater
  350. London region should encompass a population of approx. 2.12M
  351.  
  352. The breakdown of the population of Greater London into boroughs
  353. (from Whittaker's Almanac) is:
  354. Barking and Dagenham     140k      Barnet                   283k
  355. Bexley                   211k      Brent                    226k
  356. Bromley                  282k      Camden                   171k
  357. (City)                   ???       Croydon                  300k
  358. Ealing                   264k      Enfield                  249k
  359. Greenwich                201k      Hackney                  164k
  360. Hammersmith and Fulham   137k      Haringey                 187k
  361. Harrow                   194k      Havering                 224k
  362. Hillingdon               226k      Hounslow                 193k
  363. Islington                155k      Kensington and Chelsea   128k
  364. Kingston upon Thames     131k      Lambeth                  220k
  365. Lewisham                 215k      Merton                   162k
  366. Newham                   200k      Redbridge                221k
  367. Richmond upon Thames     155k      Southwark                197k
  368. Sutton                   164k      Tower Hamlets            154k
  369. Waltham Forest           203k      Wandsworth               238k
  370. Westminster              182k
  371.  
  372. The proposed regions are therefore:
  373. 1.   Northern Boroughs:
  374. Hillingdon; Harrow; Ealing; Brent; Barnet; Enfield; Haringey;
  375. Waltham Forest; Redbridge; Barking; Havering                2.38M
  376.  
  377. 2.   Central Boroughs:
  378. Hammersmith; Kensington and Chelsea; Westminster; Camden;
  379. Islington; City; Hackney; Newham; Tower Hamlets; Greenwich;
  380. Lewisham; Southwark; Lambeth                                2.13M
  381.  
  382. 3.   Southern Boroughs:
  383. Hounslow; Richmond upon Thames; Kingston upon Thames; Wandsworth;
  384. Merton; Sutton; Croydon; Bromley; Bexley                    1.83M
  385.  
  386.  
  387.                        Region Numbering
  388.  
  389. The proposed scheme for numbering the regions is also designed
  390. for ease of routing. Essentially the plan is to perform a binary
  391. tree structure, splitting alternate levels in the tree by
  392. North/South and East/West. The IP address regions can therefore
  393. be routed according to the leading bit(s) of the third octet. For
  394. example, if the MSB of the third octet is '0' for north and '1'
  395. for south, then a station in Scotland could route traffic for any
  396. address with a third octet value greater than 127 to the backbone.
  397.  
  398. Taking '1' to represent south and east, and '0' to represent
  399. north and west, the proposed split (showing the leading 5 bits
  400. of the third octet in binary) is:
  401.  
  402. (the geography of the U.K. and the proposed regions don't fall
  403. as neatly as wanted into this plan! In fact, certain of the
  404. decisions that are required to make the splitting scheme work
  405. seem very wrong!)
  406.  
  407. 00000  (44.131.0-7)      Strathclyde
  408. 00001  (44.131.8-15)     Central, Tayside, Grampian, "Highlands and Islands"
  409. 00010  (44.131.16-23)    Northern Ireland
  410. 00011  (44.131.24-31)    Dumfries and Galloway, Borders, Lothian, Fife
  411. 00100  (44.131.32-39)    Cumbria, North Yorkshire, Cleveland
  412. 00101  (44.131.40-47)    Northumberland, Durham, Tyne and Wear
  413. 00110  (44.131.48-55)    Humberside, South Yorkshire
  414. 00111  (44.131.56-63)    Lincolnshire, Nottinghamshire
  415. 01000  (44.131.64-71)    Merseyside, Cheshire
  416. 01001  (44.131.72-79)    Derbyshire, Staffordshire
  417. 01010  (44.131.80-87)    Dyfed, Powys, Gwynedd, Clwyd
  418. 01011  (44.131.88-95)    Shropshire, Hereford and Worcester, Gloucestershire
  419. 01100  (44.131.96-103)   Lancashire
  420. 01101  (44.131.104-111)  West Yorkshire
  421. 01110  (44.131.112-119)  Greater Manchester 1
  422. 01111  (44.131.120-127)  Greater Manchester 2
  423. 10000  (44.131.128-135)  West Midlands 1
  424. 10001  (44.131.136-143)  West Midlands 2
  425. 10010  (44.131.144-151)  Leicestershire, Warwickshire, Northamptonshire
  426. 10011  (44.131.152-159)  Oxfordshire, Berkshire
  427. 10100  (44.131.160-167)  Hertfordshire, Bedfordshire, Buckinghamshire
  428. 10101  (44.131.168-175)  Cambridge, Norfolk, Suffolk
  429. 10110  (44.131.176-183)  North London
  430. 10111  (44.131.184-191)  Essex
  431. 11000  (44.131.192-199)  Gwent, the Glamorgans
  432. 11001  (44.131.200-207)  Wiltshire, Avon, Dorset
  433. 11010  (44.131.208-215)  Cornwall, Devon, Somerset
  434. 11011  (44.131.216-223)  Hampshire, Isle of Wight
  435. 11100  (44.131.224-231)  Central London
  436. 11101  (44.131.232-239)  South London
  437. 11110  (44.131.240-247)  Surrey, West Sussex
  438. 11111  (44.131.248-255)  Kent, East Sussex
  439.  
  440.  
  441. NOTE: The Channel Islands and the Isle of Man have not been
  442. included within any of the above regions. They have not been
  443. ignored in this study, but the decision of which region most
  444. sensibly fits each case has been left to those with local routing
  445. knowledge.
  446.  
  447.  
  448. Change History
  449.  
  450. The original proposal had Kent and East Sussex as 44.131.0-7, and
  451. Strathcylde as 44.131.248-255.
  452. Kent and East Sussex were the first region to express an interest
  453. in implementing the new scheme, and as their "new" addresses would
  454. have clashed with addresses already in use (under the old "RSGB
  455. Regions" scheme) the whole numbering scheme was inverted.
  456.