IGMP基础

Posted 2021-11-30

IGMP基础
IGMP消息封装在IP报文中，IGMP消息封装在IP报文中，且TTL字段值为1，表示IGMP消息只在本地网段传播。

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IGMP版本：
1、 IGMPv1 版本（由 RFC 1112 定义）
2、 IGMPv2 版本（由 RFC 2236 定义）
3、 IGMPv3 版本（由 RFC 3376 定义）

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IGMPv1报文类型：
1、 普遍组查询报文（General Query）：查询器向共享网络上所有主机和路由器发送的查询报文，用于了解哪些组播组存在成员。
2、 成员报告报文（Report）：主机向组播路由器发送的报告消息，用于申请加入某个组播组或者应答查询报文。

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IGMPv1查询器选举：
当一个网段内有多个组播路由器时，需要选举出一个 IGMP 查询器，由查询器发送查询报文，负责该网段的组成员关系查询。
在 IGMPv1 中，由组播路由协议 PIM 选举出唯一的组播信息转发者（Assert Winner 或 DR）作为 IGMPv1 的查询器。
PIM选择DR规则：
1、 DR优先级较高者获胜（网段中所有PIM路由器都支持DR优先级）。
2、 如果DR优先级相同或该网段存在至少一台PIM路由器不支持在Hello报文中携带DR优先级，则IP地址较大者获胜。

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IGMPv1查询和响应过程：
1、查询器每隔60s向网络中发起查询，目的地址为224.0.0.1（所有设备），组播地址为0.0.0.0，所以也叫普遍组查询。
2、组成员收到信息后启动定时器（0-10s）。
3、最先定时器超时的组成员回应报告报文（目的地址为加入的组播地址，组地址字段为加入的组播地址）。
4、其他组成员侦听到此报告报文后就停止计时器，抑制报告报文的发送，这样可以让查询器只收到一份报告报文，减少网段上的流量。
5、查询器收到报告报文后，了解本网段上的组成员，并由组播路由协议生成（*，G）表项，一旦有G的目的地址到达路由器，就向该网段转发。

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IGMPv1新成员加入过程：
1、新成员侦听到网段中有没有想要加入组的数据报文。
2、若有，就不做任何动作，开始接受组播数据；若没有，就发送一个以目的地址和组地址字段为要加入组的组播地址的report报文，请求加入该组。
3、路由器收到report请求报文后，了解到本网段出现了新的组成员，所以生成（*，G）表项，当G的组播流量到达时，就向该网段转发。

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IGMPv1组成员离开：
1、IGMPv1为默默的离开，没有定义组成员离开的报文。
2、当离开的组成员收到路由器发来的查询报文时，就不会做出响应。
3、如果路由器在查询时间超时（130s）后收不到任何查询报文的响应信息，就认为该网段上没有该组的组成员，删除对应组的组播转发表项。

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IGMPv2报文类型：
1、 普遍组查询报文；（与IGMPv1一样）
2、 成员报告报文；（与IGMPv1一样）
3、 特定组查询报文（Group-Specific Query）：查询器向共享网段内指定组播组发送的查询报文，用于查询该组播组是否存在成员。
4、 成员离开报文（Leave）：成员离开组播组时主动向路由器发送的报文，用于宣告自己离开了某个组播组。

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IGMPv2查询器选举：
比较收到报文的源地址和自己接口地址大小，IP地址小的路由器成为查询器。

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最大响应计时器：
1、普遍组查询最大响应计时器为0-10s。
2、特定组查询最大响应计时器为0-1s。

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IGMPv2组成员关系查询和响应过程：
分为两种：
1、常规查询与响应是和IGMPv1是一样的。
2、指定组查询，查询特定组是否还有组成员，目的地址和组地址字段为特定组地址，指定组查询不是像IGMPv1一样是周期发送的，只有当最后一个响应者离开的时候发送。
指定组查询响应：因为特定组查询2次后（默认为2s）收不到响应信息就会删除组播转发表项，所以特定组查询的响应计时器为0-1s。
可以向下兼容IGMPv1的成员关系报告。

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IGMPv2新成员加入组过程（与IGMPv1相似）：
1、新成员侦听到网段中有没有想要加入组的数据报文。
2、若有，就不做任何动作，开始接受组播数据；若没有，就发送一个或者多个（IGMPv2的优化）以目的地址和组地址字段为要加入组的组播地址的report报文，请求加入该组。
3、路由器收到report请求报文后，了解到本网段出现了新的组成员，所以生成（*，G）表项，当G的组播流量到达时，就向该网段转发。

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IGMPv2组成员离开过程：
1、当最后一个响应者的组成员要离开组的时候发送以目的地址为224.0.0.2，组播地址字段为离开组的组播地址的离开信息。
2、查询器收到离开信息之后，就会触发特定组的查询，在发送2次（每次1s）特定组的查询仍然没有收到回应消息时，就删除组播转发表项；如果收到回应消息，则表明网段里还有该组的组成员，不删除表项。

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IGMP SSM Mapping：
通过在路由器上静态配置 SSM 地址的映射规则，将 IGMPv1 和 IGMPv2 报告报文中的
（*， G） 信息转化为对应的（S， G）信息，以提供 SSM 组播服务。缺省情况下， SSM 组地址范围为 232.0.0.0～232.255.255.255。