IGMP协议

IGMP协议用途

IGMP(Internet Group Management Protocol)用于维护主机和路由器之间组播组成员的协议，其功能主要是建立和维护组播组成员关系。

1、在主机侧实现组播成员动态加入与离开。

2、在路由器测实现组成员关系的维护与管理，同时支持与上层组播路由协议的信息交互。

3、接收者主机向所在的共享网络报告组成员。

4、查询器周期性的向该共享网段发送组成员查询信息。

5、接收者主机接收到查询消息后进行响应以报告组成员关系。

6、网段中的组播路由器依据接收到的响应来刷新组成员的存在信息。

IGMP的三个版本

IGMPv1

IGMPv1是在RFC 1112中定义的，本协议定义了基本的组成成员查询和报告过程，基本上已经被停用了。

报文格式：

• 版本：（version）：对IGMPv1而言，该字段值为1.
• 类型：（type）：指示了IGMPv1报文的报文类型。如果是成员关系查询报文，该字段值为1，若是成员关系报告报文，该字段值为2。
• 校验和：（checksum）：用于校验IGMPv1报文。
• 组地址：（group address）：若是IGMPv1成员关系查询报文，该字段值为0（0.0.0.0）；若是IGMPv1成员关系报告报文，该字段值是主机加入组播组的组地址。

主机主动发送IGMP成员关系报告报文，表示想加入组播组中。

该报文中组播地址为主机想加入的组播组的地址

IGMPv2

GMPv2是在RFC 2236中定义的，在IGMPv1的基础上添加了组成员快速离开的机制。

组成员关系维护

前提：当同一个网段内有多个组播路由器时，IGMPv2通过查询器选举机制从中选举出唯一的查询器。

1. 查询器周期性地发送通用组查询消息进行成员关系查询。
2. 网段内主机收到通用组查询消息后，不同的主机会有不同的响应。
   • 如果定时器超时，未侦听到其它成员响应的Report报文，则向查询器发送Report响应报文。
   • 如果在定时器超时前，侦听到其它成员响应的Report报文，则不向查询器发送Report响应报文，即抑制自己的响应报文。
   • 不在组播组的成员，不做任何响应。
   • 在组播组的成员会在本地启动定时器。
3. 查询器接收到Report消息后，了解到本网段内存在组播组成员，则生成组播转发项。网络中一旦有该组播组的数据到达路由器，将向该网段成员转发。

新组成员加入

1. 主机A加入组播组G1，且侦听到网段中没有G1的组播数据。则不等待查询消息的到来，立即发送针对组G1的Report消息。
2. 网段中的路由器接收到Report消息后，了解到本网段内出现了组播组G1的成员，则在组播路由表项（*，G1）中添加对应的下游接口。网络中一旦有组播组G1的数据到达路由器，将向该网段转发。

组成员离开

1. 主机A退出组播组G1，发出针对G1的Leave消息。
2. 收到离开组消息后，查询器发送特定组查询消息来确定是否所有组成员都已离开。
   • 如果有组成员向查询器发送Report响应消息，则说明该网段还有G1的组成员，查询器不会删除（*，G1）表项中对应的下游接口。
   • 如果没有组成员向查询器发送Report响应消息，则查询器删除（*，G1）表项中对应的下游接口。 IGMPv3

IGMPv3是在RFC 3376中定义的，相比IGMPv2（RFC 2236）主要有以下改进点：

• 兼容和继承 IGMPv1 和 IGMPv2 的基础上进一步增强了主机的控制能力。
• 支持指定组播源/组播组功能（即主机在加入某组播组 G 的同时能够明确地要求接收或不接收某特定组播源 S 发出的组播信息。这主要是为了配合 SSM 模型发展起来的，提供了在报文中携带组播源信息的能力，使组播成员能加入指定源的组播组。）
• 在IGMPv3中一个成员报告报文可以携带多个组播组信息（而之前的IGMP版本一个成员报告只能携带一个组播组）
• IGMPv3没有定义专门的成员离开报文，成员离开通过特定类型的报告报文来传达。例如组225.1.1.1的成员想离开这个组，则会发送:
• （225.1.1.1，CHANGE_TO_INCLUDE_MODE，（0））的报告报文，通过清空里面的指定组播源来预示要离开对应的组播组。

IGMPv3报告报文示例

• 查询报文中最大查询响应时间支持范围从IGMPv2的25.5秒扩大到3174.4秒，从而使IGMP能够适应更大的网络规模。
• 支持源过滤功能，所谓源过滤：指主机能指定接收或不接收来自特定组播源IP地址的组播数据。通过该功能可以更好的实现SSM，以支持多ISP场景。而IGMPv2只支持ASM。下面通过不同报文类型的说明，来解释源过滤功能的实现。
• 查询报文

报告报文

点播行为转换为IGMPv3报文