IGMP協(xié)議原理與配置 華為數(shù)通HCIP

1、IGMP協(xié)議：因特網(wǎng)組管理協(xié)議（在路由器與客戶端間，不屬于組播路由協(xié)議；組播路由協(xié)議:應(yīng)用與路由器之 間，傳播路由，維護(hù)組播路由表）作用：是TCP/IP協(xié)議族中負(fù)責(zé)IP組播成員管理的協(xié)議，用來在接收者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)系接收端如何接收組播數(shù)據(jù)：接收者與路由器間需要交換哪些信息？接收者需聲明自己要接收哪個(gè)組的數(shù)據(jù) 路由器需了解哪些組播組存在接收者與Client A Client B Client C人工靜態(tài)配置這些信息，有哪些問題？實(shí)時(shí)性差。靈活性差。工作量大、易出錯(cuò)。實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)發(fā)、靈活加組的網(wǎng)絡(luò)，該如何部署？組成員管理-IGMP : IGMP協(xié)議運(yùn)行于主機(jī)與

2、組播路由器之間，建立、維護(hù)組播組成員關(guān)系IGMP協(xié)議的作用：主機(jī)側(cè)：通過IGMP協(xié)議向路由器通告組成員關(guān)系路由器側(cè)：通過IGMP協(xié)議維護(hù)組成員關(guān)系所有報(bào)文TTL值默認(rèn)為1IGMP協(xié)議的版本： l.IGMPvl :工作機(jī)制：普遍組查詢與響應(yīng)：周期60響應(yīng)抑制機(jī)制：組成員收到普遍組查詢報(bào)文后啟動(dòng)本地所屬組定時(shí)器（0-10s隨機(jī)值，單位為1s,最大響應(yīng)時(shí)間默認(rèn)10s），到時(shí)后發(fā)送成員關(guān)系報(bào)告，同組內(nèi)成員監(jiān)聽到有 成員發(fā)送了成員關(guān)系報(bào)告，停止組定時(shí)器，且不再發(fā)送車十對(duì)本組的成員報(bào)告報(bào)文作用：可以減少網(wǎng)段上的協(xié)議流量（重復(fù)的成員關(guān)系報(bào)告）報(bào)文：普遍組查詢報(bào)文：是組播路由器周期性（60s）向局域網(wǎng)內(nèi)所有主

3、機(jī)以組 播的形式發(fā)送查詢報(bào)文，本地網(wǎng)段所有路由器和主機(jī)都能識(shí)別并接收；任何組播組成員都回應(yīng)成員關(guān)系報(bào) 告，查詢報(bào)文中的組地址字段為0.0.0.0,代表所有查詢的任意組，收到該報(bào)文的主機(jī)把自己所屬組發(fā)送 成員關(guān)系報(bào)告給組播路由器成員關(guān)系報(bào)告報(bào)文：包含所屬組的所有成員信息（只能攜帶一個(gè)組的組 播組信息）分兩種：主機(jī)主動(dòng)發(fā)給組播路由器，用于主動(dòng)申請(qǐng)加入某個(gè)組播組 的報(bào)文是收到IGMP的普遍組查詢報(bào)文后，被動(dòng)響應(yīng)請(qǐng)求，而告 知組播路由器所屬組的報(bào)文，目的組地址字段是D類非224.0.0.XIGMPv1成員加入：主機(jī)主動(dòng)申請(qǐng)加組：為了快速接收組播數(shù)據(jù)，不等待普遍組查 詢報(bào)文，主動(dòng)發(fā)送成員關(guān)系報(bào)告被動(dòng)：收

4、到IGMP的普遍組查詢報(bào)文后，被動(dòng)響應(yīng)請(qǐng)求（等待 0-60s）IGMPv1 問題：組成員離開：靜默離開；因此會(huì)導(dǎo)致組播路由器不知道組成員離開，會(huì) 繼續(xù)向下轉(zhuǎn)發(fā)該組的組播數(shù)據(jù)，造成設(shè)備帶寬浪費(fèi)。解決辦法：用普遍組查詢報(bào)文，每60s發(fā)送一次，查詢所 有的組是否還存在成員，普遍組查詢130s（60*2+10）沒有收到響應(yīng)，則路由器認(rèn)為該組不存在組播成 員，刪除對(duì)應(yīng)的組播轉(zhuǎn)發(fā)項(xiàng)（IGMPv1中沒有專門定義離開組的消息）查詢器選舉：依賴于組播路由協(xié)議查詢器是負(fù)責(zé)發(fā)送普遍組查詢報(bào)文，如果出現(xiàn)多個(gè)組播路由器， 那么誰發(fā)送普遍組查詢報(bào)文？IGMPv1無查詢選舉機(jī)制，需要借助組播路由協(xié)議，就是依賴于上層協(xié)議PI

5、M協(xié)助選舉查詢2.IGMPv2 （最常用）：報(bào)文：查詢報(bào)文：普遍組查詢報(bào)文：查詢地址是0.0.0.0特定組查詢報(bào)文：被查詢的組播地址，查詢?cè)摻M是否還有其他組成 員 s，目的 IP：224.0.0.1成員報(bào)告：成員關(guān)系報(bào)文（與V1 一樣），組地址為要加入的組播組地址 （只能攜帶一個(gè)組的組播組信息）離開報(bào)文：成員離開報(bào)文（VI不存在），組地址為主機(jī)要離開的組播地IGMPv2 對(duì) IGMPvl 的改進(jìn)：組成員離開：1.組成員主動(dòng)向查詢器發(fā)送離開消息（該組最后一個(gè)組成員離開 發(fā)送）查詢器向該組地址發(fā)送特定組查詢，缺省間隔1s，發(fā)送2次 （健壯系數(shù)）若發(fā)送2次特定組查詢之后仍沒有收到成員報(bào)告，則認(rèn)為該組

6、 播組不存在組播成員2.查詢器選舉：獨(dú)立的查詢器選舉機(jī)制選舉：所有IGMPv2路由器在初始狀態(tài)時(shí)都認(rèn)為自己是查詢器，向本地網(wǎng)段內(nèi)的所有主機(jī)和路由器發(fā)送普遍組查詢報(bào)文。其他路由器在收到該報(bào)文后，將報(bào)文的源IP地址與自己的接口地址作比較。IP地址最小的路由器將成為查詢器，其他路由器成為非查詢器IGMP的查詢器和非查詢器都會(huì)處理IGMP組加入信息，但是只 有查詢器負(fù)責(zé)發(fā)送查詢報(bào)文。IGMP非查詢器不處理IGMPv2離開報(bào)文非查詢器：所有非查詢器上都會(huì)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。若在該定時(shí)器超 時(shí)前收到了來自查詢器的查詢報(bào)文，則重置該定時(shí)器；否則就認(rèn)為原查詢器失效并發(fā)起新的查詢器選舉IGMPv1和IGMPv2報(bào)文

7、比較:IGMPvlIGMPV2IGMPv 1 報(bào)文：版本：包含IGMP版本標(biāo)識(shí)，因此設(shè)置為1。類型：普遍組查詢（0 x11），成員關(guān)系報(bào)告（0 x12）。組地址：普遍組查詢報(bào)文中，組地址為0；成員關(guān)系報(bào)告報(bào)文中，組地址為成員想 要加入的組播組的地址。IGMPv2報(bào)文：IGMPv2報(bào)文與IGMPv1報(bào)文略有不同，它取消了版本字段，增加了最大響應(yīng)時(shí)間字段。類型：相比于IGMPv1，IGMPv2新增了兩種報(bào)文：特定組查詢報(bào)（0 x11）：查詢器向共享網(wǎng)段內(nèi)指定組播組發(fā)送的查 詢報(bào)文，用于查詢?cè)摻M播組是否存在成員。成員離開報(bào)文（0 x17）：成員離開組播組時(shí)主動(dòng)向路由器發(fā)送的報(bào) 文，用于宣告自己離開了

8、某個(gè)組播組。最大響應(yīng)時(shí)間：表示主機(jī)響應(yīng)查詢返回報(bào)告的最大時(shí)間。對(duì)于普遍組查詢，最大響應(yīng)時(shí)間默認(rèn)為10秒。對(duì)于特定組查詢，最大響應(yīng)時(shí)間默認(rèn)為1秒。組地址：普遍組查詢報(bào)文中，組地址設(shè)置為0。特定組查詢報(bào)文中，組地址為需要查詢的組地址。在成員報(bào)告或離開組的消息中，組地址為需要報(bào)告或離開的組地址3.IGMPv3 :應(yīng)用SSM的新需求：指定組播源，提供了在報(bào)文中攜帶指定組播源信息的能力SSM模型中的新需求：只接收特定源發(fā)送的組播數(shù)據(jù)工作機(jī)制：接收端發(fā)送成員報(bào)告，指出希望加入或拒絕某些組播源發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文：查詢報(bào)文：普遍組查詢報(bào)文：查詢地址是0.0.0.0特定組查詢報(bào)文：被查詢的組播地址，查詢?cè)摻M是否還有

9、其他組成員特定源組查詢報(bào)文：查詢?cè)摻M成員是否愿意接收特定源發(fā)送的數(shù)據(jù)成員報(bào)告報(bào)文：成員關(guān)系報(bào)告：不僅包含了主機(jī)想要加入的主播組，還包含了主機(jī)想要接收來 自哪個(gè)組播源的組播數(shù)據(jù)（可以攜帶多個(gè)組播組信息）IGMPv3沒有專門定義成員離開報(bào)文，成員離開報(bào)文是通過特定類型的報(bào)告報(bào)文來傳達(dá)IGMP各版本間的差異機(jī)制IGMPvlIGMPv2IGMPvB宣諦選舉白三登身己結(jié)成員離開方式粉默離開主動(dòng)發(fā)送離T7癢*波送茶廠十弦無組吾向古尋指走忠、汨支芍二層中組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的問題:組播數(shù)據(jù)在二層被泛洪:IGMP報(bào)文是封裝在IP報(bào)文內(nèi)，屬于三層協(xié)議報(bào)文，而二層設(shè)備不處理報(bào) 文的三層信息，所以主機(jī)加組的過程二層設(shè)備并不

10、知道，而且通過對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀的源MAC地址的學(xué) 習(xí)也學(xué)不到組播MAC地址（數(shù)據(jù)幀的源MAC地址不會(huì)是組播MAC地址），所有當(dāng)二層設(shè)備在接收到一個(gè)目 的MAC地址為組播MAC地址的數(shù)據(jù)幀時(shí)，在MAC地址表中就不會(huì)找到對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)。那么它就會(huì)采用廣播方 式發(fā)送組播報(bào)文造成：網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)存在安全隱患 解決：IGMP Snooping 機(jī)制IGMP Snooping 工作原理：使能IGMP Snooping機(jī)制后，查詢響應(yīng)僅向路由器接口轉(zhuǎn)發(fā)HTA 酎 Rep-art-*Mlultcast PacketClie A B OientCIGMP Snooping可以實(shí)現(xiàn)組播數(shù)據(jù)幀在數(shù)據(jù)鏈路層的轉(zhuǎn)發(fā)和控制：

11、實(shí)現(xiàn)原理：使能IGMP Snooping功能后，二層設(shè)備通過偵聽主機(jī)和路由器之間交互的IGMP報(bào)文建 立和維護(hù)二層組播轉(zhuǎn)發(fā)表，從而管理和控制組播數(shù)據(jù)幀在數(shù)據(jù)鏈路層按需轉(zhuǎn)發(fā)。（通過分析報(bào)文中攜帶的 信息：報(bào)文類型、組播組地址、接收?qǐng)?bào)文的接口等），IGMP Snooping建立和維護(hù)二層組播轉(zhuǎn)發(fā)表的過程：查詢器周期性的發(fā)送普遍組查詢，該報(bào)文被擴(kuò)散到交換機(jī)的所有端口，包括與交換機(jī)CPU相連 的內(nèi)部接口 0。交換機(jī)CPU收到查詢報(bào)文后，判斷1號(hào)接口為連接路由器的接口Client B希望加入組播組224.1.2.3，因此以組播方式發(fā)送一個(gè)IGMP成員報(bào)告報(bào)文，報(bào)告中具 有目的MAC地0 x0100.5e01.0203。該報(bào)文將被發(fā)往路由器的接口以及交換機(jī)CPU相連的內(nèi)部接口 0 ；當(dāng) CPU收到Client B的IGMP報(bào)告時(shí)，CPU利用IGMP報(bào)告中的信息將該接