Written down a possible solution.
[tinc] / doc / CONNECTIVITY
index f504f25..8ccc0de 100644 (file)
@@ -12,7 +12,7 @@ maintain a stable network.
    provided that the entire resulting derived work is distributed
    under the terms of a permission notice identical to this one.
 
-   $Id: CONNECTIVITY,v 1.1.2.1 2001/07/22 14:04:38 guus Exp $
+   $Id: CONNECTIVITY,v 1.1.2.5 2001/07/22 17:41:52 guus Exp $
 
 1. Problem
 ==========
@@ -45,3 +45,189 @@ to C, both at the same time. The following loop will occur:
 The situation described here is totally symmetric, there is no preference to
 one connection over the other. The problem of resolving the loop, maintaining
 consistency and stability is therefore not a trivial one.
+
+What happens when A---D and C---F are connected to eachother? They exchange
+lists of known hosts. A knows of B and C, and D knows of E and F. The protocol
+defines ADD_HOST messages, from now on we will say that "node X sends and
+ADD_HOST(Y) to Z".
+
+There are two possible scenarios: either both A---D and C---F finish
+authentication at the same time, or A---D finishes first, so that ADD_HOST
+messages will reach C and F before they finish authentication.
+
+1.1 A---D finishes first
+------------------------
+
+After A---D authentication finishes the following actions are taken:
+
+  1 A sends ADD_HOST(B) to D
+    A sends ADD_HOST(C) to D
+    D sends ADD_HOST(E) to A
+    D sends ADD_HOST(F) to A
+
+  2 A sends ADD_HOST(D) to B
+    A receives ADD_HOST(E) from D:
+      A sends ADD_HOST(E) to B
+    A receives ADD_HOST(F) from D:
+      A sends ADD_HOST(F) to B
+    D sends ADD_HOST(A) to E
+    D receives ADD_HOST(B) from A:
+      D sends ADD_HOST(B) to E
+    D receives ADD_HOST(C) from A:
+      D sends ADD_HOST(C) to E
+
+  3 B receives ADD_HOST(D) from A,
+      B sends ADD_HOST(D) to C
+    B receives ADD_HOST(E) from A:
+      B sends ADD_HOST(E) to C
+    B receives ADD_HOST(F) from A:
+      B sends ADD_HOST(F) to C
+    E receives ADD_HOST(A) from D:
+      E sends ADD_HOST(A) to F
+    E receives ADD_HOST(B) from D:
+      E sends ADD_HOST(B) to F
+    E receives ADD_HOST(C) from D:
+      E sends ADD_HOST(C) to F
+
+  4 C receives ADD_HOST(D) from B.
+    C receives ADD_HOST(E) from B.
+    C receives ADD_HOST(F) from B.
+    F receives ADD_HOST(A) from E.
+    F receives ADD_HOST(B) from E.
+    F receives ADD_HOST(C) from E.
+
+Then C---F authentication finishes, the following actions are taken:
+
+  1 C notes that F is already known:
+      Connection is closed.
+    F notes that C is already known:
+      Connection is closed.
+
+1.2 Both A---D and C---F finish at the same time.
+-------------------------------------------------
+
+  1 A sends ADD_HOST(B) to D
+    A sends ADD_HOST(C) to D
+    D sends ADD_HOST(E) to A
+    D sends ADD_HOST(F) to A
+    
+    C sends ADD_HOST(A) to F
+    C sends ADD_HOST(B) to F
+    F sends ADD_HOST(D) to C
+    F sends ADD_HOST(E) to C
+
+  2 A sends ADD_HOST(D) to B
+    A receives ADD_HOST(E) from D:
+      A sends ADD_HOST(E) to B
+    A receives ADD_HOST(F) from D:
+      A sends ADD_HOST(F) to B
+    D sends ADD_HOST(A) to E
+    D receives ADD_HOST(B) from A:
+      D sends ADD_HOST(B) to E
+    D receives ADD_HOST(C) from A:
+      D sends ADD_HOST(C) to E
+
+    C sends ADD_HOST(F) to B
+    C receives ADD_HOST(D) from F:
+      A sends ADD_HOST(D) to B
+    C receives ADD_HOST(E) from F:
+      A sends ADD_HOST(E) to B
+    F sends ADD_HOSTS(C) to E
+    F receives ADD_HOST(A) from C:
+      D sends ADD_HOST(A) to E
+    F receives ADD_HOST(B) from C:
+      D sends ADD_HOST(B) to E
+
+  3 B receives ADD_HOST(D) from A,
+      B sends ADD_HOST(D) to C
+    B receives ADD_HOST(E) from A:
+      B sends ADD_HOST(E) to C
+    B receives ADD_HOST(F) from A:
+      B sends ADD_HOST(F) to C
+    E receives ADD_HOST(A) from D:
+      E sends ADD_HOST(A) to F
+    E receives ADD_HOST(B) from D:
+      E sends ADD_HOST(B) to F
+    E receives ADD_HOST(C) from D:
+      E sends ADD_HOST(C) to F
+    
+    B receives ADD_HOST(F) from C, and notes that is is already known:
+      <insert solution here>
+    B receives ADD_HOST(D) from C, and notes that is is already known:
+      <insert solution here>
+    B receives ADD_HOST(E) from C, and notes that is is already known:
+      <insert solution here>
+    E receives ADD_HOST(C) from F, and notes that is is already known:
+      <insert solution here>
+    E receives ADD_HOST(A) from F, and notes that is is already known:
+      <insert solution here>
+    E receives ADD_HOST(B) from F, and notes that is is already known:
+      <insert solution here>
+
+  4 A receives ADD_HOST(D) from B, and notes that it is already known:
+      <insert solution here>
+    A receives ADD_HOST(E) from B, and notes that it is already known:
+      <insert solution here>
+    A receives ADD_HOST(F) from B, and notes that it is already known:
+      <insert solution here>
+    F receives ADD_HOST(A) from E, and notes that it is already known:
+      <insert solution here>
+    F receives ADD_HOST(B) from E, and notes that it is already known:
+      <insert solution here>
+    F receives ADD_HOST(B) from E, and notes that it is already known:
+      <insert solution here>
+
+    ...
+
+1.2.1 Augmenting ADD_HOST
+-------------------------
+
+A solution would be to augment ADD_HOST with an extra parameter, the nexthop of
+the added host:
+
+  3 B receives ADD_HOST(D,A) from A,
+      B sends ADD_HOST(D,A) to C
+    B receives ADD_HOST(E,D) from A:
+      B sends ADD_HOST(E,D) to C
+    B receives ADD_HOST(F,E) from A:
+      B sends ADD_HOST(F,E) to C
+    E receives ADD_HOST(A,D) from D:
+      E sends ADD_HOST(A,D) to F
+    E receives ADD_HOST(B,A) from D:
+      E sends ADD_HOST(B,A) to F
+    E receives ADD_HOST(C,B) from D:
+      E sends ADD_HOST(C,B) to F
+    
+    B receives ADD_HOST(F,C) from C, and notes that F is already known:
+      <insert solution here>
+    B receives ADD_HOST(D,E) from C, and notes that D is already known:
+      <insert solution here>
+    B receives ADD_HOST(E,F) from C, and notes that E is already known:
+      <insert solution here>
+    E receives ADD_HOST(C,F) from F, and notes that C is already known:
+      <insert solution here>
+    E receives ADD_HOST(A,B) from F, and notes that A is already known:
+      <insert solution here>
+    E receives ADD_HOST(B,C) from F, and notes that B is already known:
+      <insert solution here>
+
+So, B and E have to make a choice. Which ADD_HOST is going to win? Fortunately,
+since the ADD_HOST messages are augmented, they have an extra piece of
+information they can use to decide in a deterministic way which one is going to
+win. For example, B got ADD_HOST(F,E) and ADD_HOST(F,C). Since "E" > "C", it
+could let ADD_HOST(F,E) win.
+
+    B receives ADD_HOST(F,C) from C, and notes that F is already known:
+      since "C" < "E", B ignores ADD_HOST(F,E)
+      B sends ADD_HOST(F,C) to A
+    ...
+    E receives ADD_HOST(C,F) from F, and notes that C is already known:
+      since "F" > "B", E removes the ADD_HOST(C,B) in favour of the new one
+      E sends ADD_HOST(C,F) to D
+
+  4 A receives ADD_HOST(F,E) from B, and notes that F is already known:
+      since "E" < "D", A ignores ADD_HOST(F,D).
+    ...
+    D receives ADD_HOST(C,F) from E, and notes that C is already known:
+      since "F" > "B", D removes the ADD_HOST(C,B),
+      closes the connection with C, in favour of the new one.