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一、组播和 IGMP 简介
所谓组播,与单播和广播相对,是指将网络主机将一次将数据发给多个属于同一组的
目标主机。主要使用了 协议。
,就是 的意思。该协议用来在 主机和与其
直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系,但不包括组播路由器之间的组成
员关系信息的传播与维护,这部分工作由各组播路由协议完成。所有参与组播的主机必须
实现 。
用来动态的将各个主机注册到特定局域网中的一个组播组中。主机向本地的组播
路由器发送 消息来表明自己所属的组播组。在 协议中,路由器侦听 消息
并周期的发出查询,以发现某个子网上哪些组是活动的,哪些是不活动的 。x 消息在
数据报内发送,用 协议号 来标识。同时,将 存活时间字段值设定为 ,因此
信息处于本地范围本子网内传送并且不会被路由器转发。
年, 版本 第一次详细定义了 规范。后来施乐公司对最早的
版本 进行了大幅更新,产生了 版本 。到目前为止 版本 规范
己经称为 正式标准!,通用的是 "。" 实现简单,但是有离开延迟
过大和选择查询路由器需要依赖组播路由协议的缺点, " 对此进行了改进。"
协议的主要目的是支持源特定组播,并进一步对 " 进行完善。
1、组播报文
组播的报文使用了 # 类 地址, 地址的分类如下所示,可见 # 类地址范围在
$%&%&%& 到 %''%''%''。注意,多播地址 $%&%&% 被称为所有主机组地址,即所有具
有组播能力的主机均会加入该组。
作为 ( 第三层的协议,被封装在 数据包中进行传输。 的报文格式是
固定的,共 个字节。其中的 类型分两种: 表示该报文是组播路由器发出的查询报
文, 表示是 主机发出的报告。后面的 $ 个字节则是组播地址。报文格式如下图所示。
2、组播的过程
典型的过程如下:
% 主机的一个进程可随时加入和离开主机接口的一个组播组,该主机需要维护接口
的 一张表,该表包含了有那些组以及这些组中的进程数量。此时主机需要发送一个
报告。
%路由器会定时发送 查询报文,此时报文中的组地址为 &。
% 主机回应路由器的 查询报文,对于一个主机,如果它加入了多个组,则需
要 为每个组返回一个 报告。
$%路由器根据这些信息,会对每个接口维护一张表,表中说明了该接口的组。
这个过程中的报文,可见下图
3、IGMP 版本说明
目前有三个版本:
版本 说明
"
支持 )*+*),-和 )*+*)。
"
支持 +*),-,+*),"**。
"
支持 +*)和 +*),-。
其中 +*).- 分为三种:.-,用于查询接口下所有多播成员信
息;/01.-,用于查询接口下指定组的成员信息;x/2/0/01
.-,该类型为 " 中新增加的,用于查询接口下是否有成员需要接收指定源列表中
的源所发出的特定组的多播流。区别是:
":主机可以加入组播组。没有离开信息("***)。路由器使用基于
超时的机制去发现其成员不关注的组。x
":该协议包含了离开信息,允许迅速向路由协议报告组成员终止情况,这对高
带宽组播组或易变型组播组成员而言是非常重要的。x
":与以上两种协议相比,该协议的主要改动为:允许主机指定它要接收通信流
量的主机对象。来自网络中其它主机的流量是被隔离的。x"也支持主机阻止那
些来自于非要求的主机发送的网络数据包。
简而言之:各版本区别 " 无离开信息," 有离开信息," 允许主机指定它要接
收通信流量的主机对象。0(窥探)监听 协议包,形成组播成员关系
表;3-(代理)是靠拦截用户和路由器之间的 报文建立组播表。
二、IGMP 原理
1、xIGMPv1 协议
1.1、IGMPv1 的工作原理
在 " 中定义了基本规则、组成员查询机制和报告机制。当某接收主机希望接收到
某个组播组的数据时,它会向本地链路上的查询路由器发送加入消息,通知查询路由器本
机希望申请加入的组播组4查询路由器收到加入消息之后,把这条消息加入到查询路由器所
维护的状态列表,同时向源发起建立组播分发树的请求4查询路由器在设定的周期内发起组
成员查询消息4接收主机收到查询消息之后,会向查询路由器发送报告消息来应答查询,否
则查询路由器会认为不存在接受主机4主机如果想离开某个组播组,就对路由器的查询保持
沉默,经过一定时间,路由器便知道子网内没有组成员了。
1.2、IGMPv1 报文格式
" 报文格式如图 /$ 所示,
其主要内容包括:
版本字段表示 协议的版本号,在 中置为
类型字段,在 " 中,只有两个值5
1. 取值为 &3,表示该报文为成员关系查询(+*).-),主要是由路由
器使用。
2. 取值为 &3,表示该报文为成员关系报告+*),主要是主机使
用。
校验和字段用于数据报文的校验。
组地址字段。当用于成员关系查询时,本字段置为 &,并被主机忽略4当用于成员关系
报告时,本字段包含组播组地址。
" 报文在网络中传输完整的报文格式如图 /':
1.3、IGMPv1 工作过程
在 " 中,路由器利用查询一响应过程来确定在本地子网中是否有加入某个组播
组的主机存在,如果有,则这台路由器就要完成向本子网转发组播数据包的功能4如果没
有,则这台路由器就不必向此子网转发组播包。路由器周期性地向子网上的所有主机发送
组播成员关系查询报文,希望加入某个组播组的主机就响应该查询,发送一个组播成员关
系报告报文到子网上,在 报文的组地址地段中加入想要加入的组播组的地址。路由
器接收到来自主机的成员关系报告报文后,就知道了在该子网上有主机要加入组播组,组
播组地址在报文中可以获得,接下来,路由器就会根据所使用的路由协议建立起相应的转
发状态。
当一个子网上有多台主机想加入同一个组播组时,就可以利用报告响应抑制功能,来
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