IGMP 因特网组管理协议

￡神魔★判官ぃ 2022-08-12 04:29 195阅读 0赞

IGMP（Internet Group Management Protocol）作为因特网组管理协议，用于多播。

与ICMP一样，  IGMP也被当作 IP 层的一部分，IGMP报文也通过IP数据报进行传输。

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IGMP 在TCP/IP中负责局域网IP多播组成员管理的协议。用来在多播路由器与其局域网中的主机建立、维护多播组成员关系（组播路由器之间的组成员信息建立、维护使用组播路由协议）。关于多播，请参考《TCP/IP详解、卷一》第十二章。

如图 R1 R2 R3路由所在局域网中均有主机加入多播组。假设网络中有该组一多播数据包传送，那么如何使得该多播数据包只发给R1、R2、R3，而不发给R4.这时，就需要IGMP协议了。

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简单的说，IGMP实现了这样的功能，对于主机来说，它通知多播路由器，我在哪些多播组中。对多播路由器而言，IGMP使得多播路由器维护局域网中的主机都加入了哪些组。

# 基本过程： #

主机：           保存自己加入的组播播组列表

多播路由器：  保存 每个接口连接的 [网段][Link 1] 上是否存在某个组播组的组成员

** 1）加入一个组：**主机加入一个组，向多播路由器发送IGMP报文，声明成为某个多播组成员。本地多播路由器获取该报文后，就可以将这种成员关系发给其他多播路由器。

** 2）动态维护多播组成员关系：**多播路由器定时向本地主机发送查询报文，以判断某个多播组在本地主机中是否还有成员。

在动态维护多播组成员关系时，多播路由器发送query报文，如果某个组在本地有多名成员，那么在第一个成员主机respond之后，其他成员主机不必再应答。

( 1 ) 在主机和多播路由器之间的所有通信都是使用 IP 多播。只要有可能，携 带 IGMP 报文的数据报都用硬件多播来传送。因此在支持硬件多播的网络上，没 有 参 加 I P 多播的主 机不会收到 IG M P 报文。

( 2 ) 多播路由器在探询组成员关系时，只需要对所有的组发送一个请求信息的询问报 文，而不需要对每一个组发送一个询问报文 （ 虽然也允许对一个特定组发送询问报文）。默 认的询问速率是每 125 秒 发 送 一 次 （ 通信量并不太大）。

( 3 ) 当同一个网络上连接有几个多播路由器时，它们能够迅速和有效地选择其中的一个 来探询主机的成员关系。因此，网络上多个多播路由器并不会引起IGMP通信量的增大。

( 4 ) 在 IGMP 的query报文中有最长响应时间 N（ 默 认 值 为 10 秒 ）。当收到query时，主机在0 到N之间随机选择发送响应所需经过的时延。因此，若一个 主机同时参加了几个多播组，则主机对每一个多播组选择不同的随机数。对应于最小时延的 响应最先发送。

( 5 ) 同一个组内的每一个主机都要监听响应，只要有本组的其他主机先发送了响应，自 己就可以不再发送响应了。这样就抑制了不必要的通信量。

IGMP目前有三个版本：IGMPv1、 IGMPv2、 IGMPv3

# IGMPv1、IGMPv2、IGMPv3三者的对比： #

<table style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; text-align:center; width:830px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> &nbsp;</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> IGMPv1</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> IGMPv2&nbsp;&nbsp;</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> IGMPv3&nbsp; &nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 实现机制</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 基于查询与响应</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> &nbsp;</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> &nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 查询器</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 通过多播路由选择协议选举产生</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 自己有选举机制</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 自己有选举机制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 组员加入</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; text-align:left; width:207px"> &nbsp; &nbsp; 主机主动向要加入的多播组发送加入报告</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> &nbsp;</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> &nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 组员离开</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; text-align:left; width:207px"> &nbsp; &nbsp; 不立即发送离开报文，只是在下次查询时不响应（即不发送响应报告）</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 主动发离开报文，查询器收到报文就开始进行特定组查询</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 主动发离开报文，查询器收到报文就开始进行特定组查询&nbsp; &nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 指定源、组查询</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 无</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 指定组</td> 
   <td style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 指定<span style="color:rgb(255,0,0)">源</span>、组</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 指定源、组加入</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> 无</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 无</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> 有</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> RFC</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> <span style="color:rgb(51,51,51); font-family:Calibri; line-height:13.8000001907349px; text-indent:-24px">RFC 1112</span></td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> <span style="color:rgb(51,51,51); font-family:Calibri; line-height:13.8000001907349px; text-indent:-24px">RFC 2236&nbsp;</span></td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> <span style="color:rgb(51,51,51); font-family:Calibri; line-height:13.8000001907349px; text-indent:-24px">RFC 3376&nbsp;</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> &nbsp;</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:207px"> &nbsp;</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> &nbsp;</td> 
   <td colspan="1" style="border-style:solid; border-color:rgb(187,187,187); border-collapse:collapse; width:206px"> &nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## IGMPv3 的指定组功能： ##

1、主机控制能力的增强

IGMPv3 增加了针对组播源的过滤模式（INCLUDE/EXCLUDE），使主机在加入某组播组G的同时，能够明确要求接收或拒绝来自某特定组播源S的组播信息。

主机加入组播组时：

1)    若要求只接收来自指定组播源如S1、S2、……的组播信息，则其报告报文中可以标记为INCLUDE Sources（S1，S2，……）；

2)    若拒绝接收来自指定组播源如S1、S2、……的组播信息，则其报告报文中可以标记为EXCLUDE Sources（S1，S2，……）。

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2、查询和报告报文功能的增强

1）携带源地址的查询报文

IGMPv3 不仅支持IGMPv1 的普遍组查询和IGMPv2 的特定组查询，而且还增加了对特定源组查询的支持：

§  普遍组查询报文中，既不携带组地址，也不携带源地址；

§  特定组查询报文中，携带组地址，但不携带源地址；

§ 特定源组查询报文中，既携带组地址，还携带一个或多个源地址。

2）包含多组记录的报告报文

** IGMPv3 报告报文的目的地址为224.0.0.22，**可以携带一个或多个组记录。在每个组记录中，包含有组播组地址和组播源地址列表。其组记录类型分别为： IS\_IN，IS\_EX，TO\_IN，TO\_EX，ALLOW，BLOCK六种。

§ IS\_IN：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式为INCLUDE，即只接收从指定组播源列表发往该组播组的组播数据。

§ IS\_EX：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式为EXCLUDE，即只接收从指定组播源列表之外的组播源发往该组播组的组播数据。

§ TO\_IN：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式由EXCLUDE 转变为INCLUDE。

§ TO\_EX：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式由INCLUDE 转变为EXCLUDE

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[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/685503.htm
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