IGMP及抓包分析

1、IGMPIGMP 是Internet Group Management Protocol（互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議）的簡稱。它是TCP/IP 協(xié)議族中負(fù)責(zé)IP 組播成員管理的協(xié)議，用來在IP 主機(jī)和與其直接相鄰的組播路由器之間建立、維護(hù)組播組成員關(guān)系。到目前為止，IGMP 有三個(gè)版本：1、IGMPv1（由RFC 1112 定義）2、IGMPv2（由RFC 2236 定義）3、IGMPv3（由RFC 3376定義）一、IGMPv11.1報(bào)文格式1、版本：版本字段包含IGMP版本標(biāo)識(shí)，因此設(shè)置為1。2、類型：成員關(guān)系查詢 （0x11）成員關(guān)系報(bào)告 （0x12）3、校驗(yàn)和4、組地址：當(dāng)一個(gè)成員關(guān)系報(bào)告正被發(fā)

2、送時(shí)，組地址字段包含組播地址。當(dāng)用于成員關(guān)系查詢時(shí)，本字段為0，并被主機(jī)忽略。1.2組成員加入過程當(dāng)一個(gè)主機(jī)希望接收一個(gè)組播組的數(shù)據(jù)，則發(fā)送成員加入報(bào)告給組播組。IGMPv1 join包如下：1.3查詢與響應(yīng)過程路由器RTA（IGMP查詢器）周期性地（默認(rèn)60秒）向子網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)（224.0.0.1代表子網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)）發(fā)送成員關(guān)系查詢信息。所有主機(jī)收到IGMPv1成員關(guān)系查詢信息，一主機(jī)首先向組播組發(fā)送IGMPv1成員關(guān)系報(bào)告。組的其他成員監(jiān)聽到報(bào)告后抑制自己的成員關(guān)系報(bào)告發(fā)送。1.4 抑制機(jī)制當(dāng)主機(jī)收到IGMP成員關(guān)系查詢時(shí)，對(duì)它已經(jīng)加入的每個(gè)組播組啟動(dòng)一個(gè)倒計(jì)數(shù)報(bào)告計(jì)時(shí)器。各個(gè)報(bào)告計(jì)時(shí)器初

3、始值為從0到最大響應(yīng)之間一個(gè)隨機(jī)數(shù)，默認(rèn)值是10秒。計(jì)時(shí)器到時(shí)的主機(jī)則主動(dòng)發(fā)送成員關(guān)系報(bào)告，目的地為該主機(jī)所屬的組地址。其它主機(jī)收到該成員關(guān)系報(bào)告，則抑制成員關(guān)系報(bào)告的發(fā)送，并刪除計(jì)時(shí)器。1.5 組成員離開過程主機(jī)“默不作聲”地離開組（不發(fā)送報(bào)告了）。路由器發(fā)送成員關(guān)系查詢信息。路由器沒有收到該組的IGMP報(bào)告，則再發(fā)送成員關(guān)系信息（3次查詢周期過后）。組播組超時(shí)，剪枝。2、 IGMPv22.1報(bào)文格式1、類型成員關(guān)系查詢（0x11）常規(guī)查詢：用于確定哪些組播組是有活躍的，即該組是否還有成員在使用，常規(guī)查詢地址由全零表示； 特定組查詢：用于查詢某具體組播組是否還有組成員。 版本2成員關(guān)系報(bào)告（

4、0x16）版本1成員關(guān)系報(bào)告（0x12）離開組消息（0x17）2、最大響應(yīng)時(shí)間以0.1秒為單位，默認(rèn)值是100，即10秒。3、校驗(yàn)和4、組地址在成員查詢消息中，發(fā)送一個(gè)普遍查詢報(bào)文時(shí)組地址域應(yīng)設(shè)為0，當(dāng)發(fā)送一個(gè)對(duì)特定組的查詢報(bào)文時(shí)，則應(yīng)設(shè)置組的地址。在成員報(bào)告或離開組的消息中，組的地址域保留了要報(bào)告或要離開的地址。2.2 組成員加入過程當(dāng)一個(gè)主機(jī)加入了一個(gè)組播組，則應(yīng)該立即發(fā)送一個(gè)或多個(gè)版本2的成員關(guān)系報(bào)告給組播組。IGMPv2的join包如下：2.3 查詢與響應(yīng)過程與IGMPv1相同，都存在抑制機(jī)制。增加了最大響應(yīng)時(shí)間來指定延時(shí)值來規(guī)定所有主機(jī)的查詢響應(yīng)延時(shí)的上限，此外最大響應(yīng)時(shí)間在IGMP

5、查詢器上配置，只應(yīng)用在成員關(guān)系查詢信息。2.4 查詢器選擇過程路由器啟動(dòng)，主動(dòng)發(fā)出到所有組播系統(tǒng)組（224.0.0.1）的IGMPv2常規(guī)查詢信息。收到常規(guī)查詢信息的路由器，會(huì)把此信息的源IP地址和接收口的IP地址作比較，擁有最低IP地址的路由器被選舉為IGMP查詢路由器。非查詢路由器啟動(dòng)一個(gè)查詢計(jì)時(shí)器，周期檢查IGMP查詢路由器的狀態(tài)。2.5 組成員離開過程主機(jī)向224.0.0.2發(fā)送離開組消息（報(bào)文中含有要離開的組地址224.1.1.1）。路由器向這個(gè)組（224.1.1.1）發(fā)送特定組查詢。1秒鐘內(nèi)沒有收到該組的報(bào)告，發(fā)送第二個(gè)特定組查詢。二個(gè)查詢信息后未收到主機(jī)響應(yīng)，組224.1.1.1

6、超時(shí)，離開組。IGMPv2的Leave如下：三、IGMPv3在IGMPv1/v2的基礎(chǔ)上，IGMPV3提供了額外的源過濾多播功能。在IGMPv1/v2中，主機(jī)只根據(jù)組地址來決定加入某個(gè)組并從任何一個(gè)源接收發(fā)給該組地址的組播流。而使用IGMPv3的主機(jī)通告該主機(jī)所希望加入的 多播組，同時(shí)還通告該主機(jī)所希望接收的多播源的地址。主機(jī)可以通過一個(gè)包括列表或一個(gè)排除列表來指明希望從哪些源能接收多播流。同時(shí)IGMPv3帶來的另外一個(gè)好處是節(jié)省帶寬，避免不需要的、非法的組播數(shù)據(jù)流占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，這尤其在多個(gè)多播源共用一個(gè)多播地址的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中表現(xiàn)明顯。IGMPv3的過程同v2類似。IGMPv3能夠向下兼容IGM

7、Pv1和IGMPv2。 IGMPv3查詢和報(bào)告報(bào)文增強(qiáng)了功能：(1) 攜帶源地址的查詢報(bào)文IGMPv3 不僅支持IGMPv1 的普遍組查詢和IGMPv2 的特定組查詢，而且還增加了對(duì)特定源組查詢的支持：普遍組查詢報(bào)文中，既不攜帶組地址，也不攜帶源地址；特定組查詢報(bào)文中，攜帶組地址，但不攜帶源地址；特定源組查詢報(bào)文中，既攜帶組地址，還攜帶一個(gè)或多個(gè)源地址。(2) 包含多組記錄的報(bào)告報(bào)文IGMPv3 報(bào)告報(bào)文的目的地址為224.0.0.22，可以攜帶一個(gè)或多個(gè)組記錄。在每個(gè)組記錄中，包含有組播組地址和組播源地址列表。組記錄可以分為多種類型，如下：IS_IN：表示組播組與組播源列

8、表之間的過濾模式為INCLUDE，即只接收從指定組播源列表發(fā)往該組播組的組播數(shù)據(jù)。IS_EX：表示組播組與組播源列表之間的過濾模式為EXCLUDE，即只接收從指定組播源列表之外的組播源發(fā)往該組播組的組播數(shù)據(jù)。TO_IN：表示組播組與組播源列表之間的過濾模式由EXCLUDE 轉(zhuǎn)變?yōu)镮NCLUDE。TO_EX：表示組播組與組播源列表之間的過濾模式由INCLUDE 轉(zhuǎn)變?yōu)镋XCLUDE。ALLOW：表示在現(xiàn)有狀態(tài)的基礎(chǔ)上，還希望從某些組播源接收組播數(shù)據(jù)。如果當(dāng)前的對(duì)應(yīng)關(guān)系為INCLUDE，則向現(xiàn)有組播源列表中添加這些組播源；如果當(dāng)前的對(duì)應(yīng)關(guān)系為EXCLUDE，則從現(xiàn)有組播源列表中刪除這些組播源。BL

9、OCK：表示在現(xiàn)有狀態(tài)的基礎(chǔ)上，不再希望從某些組播源接收組播數(shù)據(jù)。如果當(dāng)前的對(duì)應(yīng)關(guān)系為INCLUDE，則從現(xiàn)有組播源列表中刪除這些組播源；如果當(dāng)前的對(duì)應(yīng)關(guān)系為EXCLUDE，則向現(xiàn)有組播源列表中添加這些組播源。IGMPv3的join包如下：IGMPv3的leave包如下：IGMPv3的query包如下：IGMP三個(gè)版本的比較：四、組播IP地址：· 組播地址范圍· 保留組播地址· 本地管理組地址· 用戶組播地址· 組播MAC地址： 以太網(wǎng)： 01-00-5e-xx-xx-xx · 常用的保留組播地址永久組地址含義224.0.0.1 所有

10、系統(tǒng)，包括主機(jī)與路由器224.0.0.2 所有組播路由器224.0.0.3 未分配224.0.0.4 DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol ，距離矢量組播路由協(xié)議）路由器224.0.0.5 OSPF（Open Shortest Path First ，開放最短路徑優(yōu)先）路由器224.0.0.6 OSPF 指定路由器/備用指定路由器224.0.0.7 ST（Shared Tree ，共享樹）路由器224.0.0.8 ST 主機(jī)224.0.0.9 RIP-2（Routing Information Protocol version 2 ，

11、路由信息協(xié)議版本2）路由器224.0.0.11 移動(dòng)代理224.0.0.12 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol ，動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）服務(wù)器/中繼代理224.0.0.13 所有PIM（Protocol Independent Multicast ， 協(xié)議無關(guān)組播）路由器224.0.0.14 RSVP（Resource Reservation Protocol ，資源預(yù)留協(xié)議）封裝224.0.0.15 所有CBT（Core-Based Tree ，有核樹）路由器224.0.0.16 指定SBM（Subnetwork Bandwidth Management ，子網(wǎng)帶寬管理）224.0.0.17 所有SBM 224.0.0.18 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol ，虛擬路由器冗余協(xié)議）5、 IGMP SNOOPINGIGMP Snooping運(yùn)行在鏈路層，是運(yùn)行在二層以太網(wǎng)交換機(jī)上的組播約束機(jī)制，用于管理和控制組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)二層以太網(wǎng)交換機(jī)收到主機(jī)和路由器之間傳遞的IGMP報(bào)文時(shí)，IGMP Snooping分析IGMP報(bào)文所帶的信息。當(dāng)監(jiān)聽到