IGMP协议原理介绍
组播-IGMP协议
组播-IGMP协议组播是一种广播方式，它可以将一条信息同时传输给一组设备。
IGMP协议是实现组播的一个重要协议，它定义了组播成员的管理和查询方式，保证了组播的正常运行。
本文将详细介绍组播和IGMP协议的相关概念、工作原理以及实现方式。
一、组播的概念组播是指在单个发送端向一个多播地址传送数据时，该数据会被传输到多个接收端的一种通信方式。
组播广播的数据只需要发送一次，就可以被所有对应的成员接收到，在实际的网络应用中，组播通常被用于视频、音频和实时信息的传输。
组播可以基于UDP协议实现，因为UDP协议与TCP协议不同，数据包不会返回确认。
组播可以同时传输给多个应用程序，而不会消耗太多带宽，所以对于一些实时应用或者实时视频来说，组播通常是比较理想的通信方式。
二、IGMP协议的概念IGMP是Internet组管理协议，它是用于管理Internet上的组播的协议。
通过IGMP协议，网络设备可以在不影响其他广播或单播流量的情况下，检测组播用户的组播成员资格和需求，并为它们提供快速可靠的组播传输。
IGMP协议所有的信息都在IP数据包的头部被传送。
IGMP 分别定义了四种类型的数据包：查询报文、报告报文、离开报文、查询应答报文。
其中查询报文和报告报文是最重要的两种。
查询报文由组播路由器发送，用于查询本子网上是否有组成员。
而报告报文是由组员发送的，用于向接收组播数据的设备宣布自己是组播组的成员。
三、IGMP协议的工作原理IGMP协议的主要工作原理就是：组播路由器向所有的主机发送查询报文以确认组播组的成员状态。
如果有主机传递报告报文表明自己是该组播组的成员，组播路由器就会将订阅的端口添加到转发表中。
当有数据包发送到该组播组时，组播路由器轮流向每个转发端口发送一个数据包副本。
主机接收数据包时会检查发送数据包的组播地址，如果它是组播组成员之一，它就会接收这个数据包副本。
当有成员从组播组的成员列表中离开时，它会发送一个离开报文，组播路由器将会把该成员从接收端口转发表中删除。
IGMP原理与配置
IGMP的原理与配置一、概述1.简介：①IGMP 是Internet Group Management Protocol（互联网组管理协议）的简称②它是TCP/IP协议族中负责IP 组播成员管理的协议，用来在IP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2.版本①IGMPv1（由RFC 1112 定义）②IGMPv2（由RFC 2236 定义）③IGMPv3（由RFC 3376 定义）注：1> 所有版本的IGMP都支持ASM（Any-Source Multicast，任意信源组播）模型2> IGMPv3 可以直接应用于SSM（Source-Specific Multicast，指定信源组播）模型3> IGMPv1 和IGMPv2 则需要在IGMP SSM Mapping 技术的支持下才能应用于SSM 模型二、IGMPv1工作原理1.工作机制①IGMPv1 主要基于查询和响应机制来完成对组播组成员的管理②需要有一个查询器（Querier）的选举机制来确定由哪台路由器作为IGMP 查询器③由组播路由协议（如PIM）选举出唯一的组播信息转发者DR（Designated Router，指定路由器）作为IGMP 查询器2.查询与响应实例分析①拓扑图②过程分析1> 主机会主动向其要加入的组播组发送IGMP 成员关系报告报文以声明加入，而不必等待IGMP 查询器发来的IGMP 查询报文【理想状态】2> IGMP 查询器周期性地以组播方式向本地网段内的所有主机与路由器发送IGMP 查询报文（目的地址为224.0.0.1）3> 在收到该查询报文后，关注G1 的Host B 与Host C 其中之一（这取决于谁的延迟定时器先超时）——譬如Host B 会首先以组播方式向G1 发送IGMP 成员关系报告报文，以宣告其属于G1（说明：A由于本地网段中的所有主机和路由器都能收到Host B 发往G1 的报告报文，因此当Host C 收到该报告报文后，将不再发送同样针对G1的报告报文B 因为IGMP路由器（Router A和Router B）已知道本地网段中有对G1 感兴趣的主机了。
IGMP原理简介【华为】
IGMP原理简介IGMP 协议是IP 组播在末端网络上使用的主机对路由器的信令机制，分为两个功能部分：主机侧和路由器侧。
IGMP 工作机制如下所述：1. 接收者主机向所在的共享网络报告组成员关系。
2. 处于同一网段的所有使能了IGMP 功能的组播路由器选举出一台作为查询器，查询器周期性地向该共享网段发送组成员查询消息。
3. 接收者主机接收到该查询消息后进行响应以报告组成员关系。
4. 网段中的组播路由器依据接收到的响应来刷新组成员的存在信息。
如果超时无响应，组播路由器就认为网段中没有该组播组的成员，从而取消相应的组播数据转发。
5. 所有参与组播传输的接收者主机必须应用IGMP 协议。
主机可以在任意时间、任意位置、成员总数不受限制地加入或退出组播组。
6. 支持组播的路由器不需要也不可能保存所有主机的成员关系，它只是通过IGMP协议了解每个接口连接的网段上是否存在某个组播组的接收者，即组成员。
而各主机只需要保存自己加入了哪些组播组。
IGMPv1工作机制IGMPv1 协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理。
在多路由器共享网段上，由三层路由协议选举出唯一的组播信息转发者（Assert Winner 或DR），并作为IGMPv1 的查询器，负责该网段的组成员关系查询。
网络上IGMPv1 消息交互如图9-1 所示。
主机加入组播组的基本过程如下：1. IGMP 查询器（RouterB）周期性地向共享网段内所有主机以组播方式（目的地址为组播地址）发送普遍组Query 查询消息。
该报文的目的地址为224.0.0.1，表示该网段上的所有主机和路由器。
2. 网段内所有主机都接收到该普遍组查询消息。
如果主机（如HostB 和HostC）希望加入某组播组G1，则以组播方式发送Report 报告。
该报文的目的地址为224.0.0.1，报文中携带组播组G1 的地址信息。
3. 网段中所有主机和路由器都接收到该Report 报告，并获知组播组G1 地址信息，此时网段中其它也希望加入该组播组G1 的主机将不再发送针对相同组播组的Report 报告。
13、 IGMP协议原理
3
低IP地址的路由 器成为查询器
Page17
IGMPv2组成员离开
PC1
PC2
主机向224.0.0.2 发送离开组消息
224.1.1.1
PC3
离开组报告 224.0.0.2
路由器向这个组 （224.1.1.1）发 送特定组查询
特定组查询 224.1.1.1
X2 RTA
在查询的最大响应时间内(默认 为1秒)没有收到该组的报告，再 次发送特定组查询
混合版本
PC1 IGMPv2
PC2 IGMPv1
PC3 IGMPv1
IGMPv1 RTA
IGMPv2 IGMPv1 RTB
Page21
IGMP基本配置
RTA
RTB
IGMPv2
PC
[RTA]multicast routing-enable [RTA]interface ethernet0/0 [RTA-Ethernet0/0]ip address 172.16.1.3 255.255.255.0 [RTA-Ethernet0/0]igmp enable [RTA-Ethernet0/0]igmp version 2
Page11
IGMPv1组成员离开
PC1
3次查询仍没有收 PC2
到响应，则路由 器认为没有组播 成员。
主机悄悄离开组 (不发送报告)。
PC3
成员关系查询
X3
RTA
路由器没有收到该组的IGMP报 告，则再发送成员关系信息 （共3次查询）
路由器发送成员 关系查询信息
Page12
IGMPv2报文格式
0
[RTB]multicast routing-enable [RTB]interface ethernet0/1 [RTB-Ethernet0/1]ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 [RTB-Ethernet0/1]igmp enable [RTB-Ethernet0/1]igmp version 2
igmp snooping实现原理
igmp snooping实现原理一、引言Internet Group Management Protocol (IGMP)是一种用于在局域网（LAN）中报告主机（Host）是否仍然参与某个多播组的协议。
IGMP Snooping是一种在路由器或交换机上实现IGMP的机制，它有助于减少网络中的多播流量，提高网络性能和效率。
本篇文章将详细介绍IGMP Snooping的实现原理。
IGMP Snooping是一种在路由器或交换机上实现的IGMP机制，它通过在局域网中监视主机发送的IGMP报告，以确定哪些多播组在哪些子网上有效。
它使用一个本地组表来跟踪网络中哪些主机参与了哪些多播组，并与其他路由器交换这些信息，以避免重复发送多播流量。
1. IGMP主机发送报告给路由器或交换机，以表示它们是否仍然参与某个多播组。
2. IGMP Snooping路由器或交换机使用本地组表来跟踪网络中的主机和多播组关系。
3. 路由器或交换机监视局域网中的IGMP报告，并与其他路由器交换信息。
4. 当路由器发现某个多播组在某个子网上不再有效时，它会停止向该子网发送该多播流量。
5. 路由器使用一个过滤机制来仅向仍在参与该多播组的子网发送多播流量。
IGMP Snooping通过以下优点提高了网络性能和效率：1. 减少网络中的多播流量，从而降低了网络拥塞和延迟。
2. 通过减少路由器和交换机上的多播流量处理负载，提高了性能和效率。
3. 增强了网络的安全性，减少了网络攻击的风险。
五、总结IGMP Snooping是一种在路由器或交换机上实现的IGMP机制，它通过监视局域网中的IGMP报告，使用本地组表来跟踪网络中的主机和多播组关系，并与其他路由器交换信息，以避免重复发送多播流量。
IGMP Snooping通过减少网络中的多播流量、提高性能和效率、增强安全性等优点，已成为现代局域网中广泛使用的技术之一。
IGMP协议与实现
IGMP协议与实现IGMP（Internet Group Management Protocol）是一种在多播网络中使用的网络层协议，主要用于IPv4网络中支持多播的接口设备及主机之间的通信。
IGMP协议主要用于在主机和路由器之间传递多播组成员关系信息，以便能够及时和有效地进行多播数据的传送。
本文将从IGMP协议的设计目标、工作原理、实现方式和应用等方面进行详细介绍。
一、IGMP协议的设计目标：1.支持主机从组播组中加入和离开的动态管理功能；2.保证组播组成员关系的一致性；3.能够高效地处理组播数据包；4.能够即时地对主机的组播组成员关系变化进行通知；5.能够与其他关键的网络层协议（如IP协议、路由选择协议等）进行有效地集成。
二、IGMP协议的工作原理：1.主机发现组播组：主机可以通过发送IGMP报文给路由器来加入一个组播组。
路由器会在收到这个报文后记录下主机的IP地址和组播组的IP地址，形成一个组播组成员的列表。
2.组播组成员的列表更新：当主机加入或离开一个组播组时，路由器会根据IGMP报文的内容来更新组播组成员的列表。
3.组播组成员关系的一致性：路由器会周期性地向组播组中的成员发送嗅探报文来验证成员的有效性，以保持组播组成员关系的一致性。
4.组播数据的转发：当路由器收到一个组播数据包时，它会根据组播组成员的列表来判断需要将这个数据包发送给哪些成员。
三、IGMP协议的实现方式：1.基于硬件的实现：在一些高性能的路由器和交换机中，IGMP协议的功能可以由硬件来完成。
这样可以提高路由器和交换机的处理速度和转发能力。
2.基于软件的实现：在一些低成本的设备中，IGMP协议的功能可以由软件来完成。
这样可以降低设备的成本，并提高设备的灵活性和可扩展性。
四、IGMP协议的应用：1. IPTV（Internet Protocol Television）：IGMP协议可以在IPTV 网络中用于传输多播视频数据，使得用户能够高质量地观看视频节目。
IGMP协议原理
PC1 希望接收来 自S = 1.1.1.1 而 非来自 S = 2.2.2.2的数据
通过IGMPv3， 指 定源可以枝剪掉 来自S = 2.2.2.2 的数据
R3
IGMPv3: JOIN 1.1.1.1, 224.1.1.1 LEAVE 2.2.2.2, 224.1.1.1
PC1 组224.1.1.1的成员
PC1
主机发送IGMP成员关 系报告，表示希望加入 组播组。
PC3
PC2
224.1.1.1
报告
RTA
Page9
IGMPv1查询与响应
PC1
PC2首先发送成员关 系报告。（目的地址 224.0.0.1）
PC2 224.1.1.1
PC3
报告
IGMPv1 查询器
查询
RTA 224.0.0.1
IGMP查询器周期性地 向子网内所有主机 （224.0.0.1）发送成 员关系查询信息 60S。
[RTB]multicast routing-enable [RTB]interface ethernet0/1 [RTB-Ethernet0/1]ip address 172.16.1.1 255.255.255.0 [RTB-Ethernet0/1]igmp enable [RTB-Ethernet0/1]igmp version 2
7
15
类型 最大响应时间
31 校验和
组地址
类型 成员关系查询（0x11） 常规查询：用于确定哪些组播组是有效的，即该组是否还有成员 在使用，常规查询地址由全零表示； 指定组查询：用于查询特定的组播组是否还有组成员。 版本2成员关系报告（0x16） 版本1成员关系报告（0x12） 离开组消息（0x17）
IGMP原理简介
IGMP原理简介IGMP 协议是IP 组播在末端网络上使用的主机对路由器的信令机制，分为两个功能部分：主机侧和路由器侧。
IGMP 工作机制如下所述：1. 接收者主机向所在的共享网络报告组成员关系。
2. 处于同一网段的所有使能了IGMP 功能的组播路由器选举出一台作为查询器，查询器周期性地向该共享网段发送组成员查询消息。
3. 接收者主机接收到该查询消息后进行响应以报告组成员关系。
4. 网段中的组播路由器依据接收到的响应来刷新组成员的存在信息。
如果超时无响应，组播路由器就认为网段中没有该组播组的成员，从而取消相应的组播数据转发。
5. 所有参与组播传输的接收者主机必须应用IGMP 协议。
主机可以在任意时间、任意位置、成员总数不受限制地加入或退出组播组。
6. 支持组播的路由器不需要也不可能保存所有主机的成员关系，它只是通过IGMP协议了解每个接口连接的网段上是否存在某个组播组的接收者，即组成员。
而各主机只需要保存自己加入了哪些组播组。
IGMPv1工作机制IGMPv1 协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理。
在多路由器共享网段上，由三层路由协议选举出唯一的组播信息转发者（Assert Winner 或DR），并作为IGMPv1 的查询器，负责该网段的组成员关系查询。
网络上IGMPv1 消息交互如图9-1 所示。
主机加入组播组的基本过程如下：1. IGMP 查询器（RouterB）周期性地向共享网段内所有主机以组播方式（目的地址为组播地址）发送普遍组Query 查询消息。
该报文的目的地址为224.0.0.1，表示该网段上的所有主机和路由器。
2. 网段内所有主机都接收到该普遍组查询消息。
如果主机（如HostB 和HostC）希望加入某组播组G1，则以组播方式发送Report 报告。
该报文的目的地址为224.0.0.1，报文中携带组播组G1 的地址信息。
3. 网段中所有主机和路由器都接收到该Report 报告，并获知组播组G1 地址信息，此时网段中其它也希望加入该组播组G1 的主机将不再发送针对相同组播组的Report 报告。
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第1章 IGMP协议概述
第1节 组播协议分层体系 第2节 IGMP的用途
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组播协议分层体系
组播协议分层体系
MVPN GRE/TUNNEL MSDP PIM-DM PIM-SM IGMP DVMRP Others…
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第4章 IGMPv1与IGMPv2互操作
第1节 版本2主机与版本1路由器 第2节 版本1主机与版本2路由器 第3节 混合版本1与版本2路由器
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版本1主机与版本2路由器
版本1主机与版本2路由器 224.1.1.1 IGMPv2报告
查询
IGMPv1
抑制机制
当主机收到IGMP成员关系查询时，对它已经加入的每个组播组启动一个倒计
数报告计时器。各个报告计时器初始值为从0到最大响应之间一个随机数，默 认值是10秒。
计时器到时的主机则主动发送成员关系报告，目的地为该主机所属的组地址。
其它主机收到该成员关系报告，则抑制成员关系报告的发送，并删除计时器。
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IGMPv1
组成员加入过程
当一个主机希望接收一个组播组的数据，则发送成员加入报告给组播组。
PC1
PC2
224.1.1.1
PC3 PC3
报告
RTA
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IGMPv1
报文格式
0
版本 类型
7
未使用
15
校验和 组地址
31
版本
版本字段包含IGMP版本标识，因此设置为1。 类型 成员关系查询 （0x11） 成员关系报告 （0x12） 校验和 组地址 当一个成员关系报告正被发送时，组地址字段包含组播地址。 当用于成员关系查询时，本字段为0，并被主机忽略。
内部公开
DP500016 IGMP协议 原理
ISSUE 1.0
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组播路由器通过IGMP协议了解每个接口连
接的网段上是否存在组播组的接收者，也
就是组成员。如果存在成员，组播路由器 应将组播数据包转发到这个网段；如果没 有成员则应停止转发。
组的其他成员监听到报告后抑制自己的成员关系报告发送。
224.1.1.1
X
抑制
PC1
224.1.1.1 报告
PC2
224.1.1.1
X
PC3 H3
抑制
IGMPv1 查询器
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RTA 224.0.0.1
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IGMPv2 IGMPv1
PC1
PC2
224.1.1.1
PC3
IGMPv1报告
IGMPv1
IGMPv2
RTA
IGMPv2查询 224.0.0.1
版本1的主机用普通的方式响应IGMPv1或IGMPv2查询。
版本2路由器必须设置一个与组相关的考虑到版本1主机存在的倒计时器，以便通知局域网有
一个版本1的主机是组成员。
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IGMPv1
组成员离开过程 PC1 PC2 PC3 PC3
普遍组查询
主机“默不作声”地离开组（不发送报告了）
路由器发送成员关系查询信息 路由器没有收到该组的IGMP报告，则再发送成员关系信息（3次查询周期过后） 组播组超时，剪枝。
RTA
IGMP查询路由器
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RTB
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IGMPv2
组成员离开过程 PC1 PC2
224.1.1.1
离开组报告 224.0.0.2
PC3
X2
路由器向这个组（224.1.1.1）发送特定组查询 1秒钟内没有收到该组的报告，发送第二个特定组查询。
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IGMPv2
组成员加入过程
当一个主机加入了一个组播组，则应该立即发送一个或多个版本2的成员关
系报告给组播组。
PC1
PC2
224.1.1.1 PC3 PC3 报告
RTA
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离开组消息（0x17）
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IGMPv2
报文格式（续）
最大响应时间
以0.1秒为单位 默认值是100，即10秒。
校验和 组地址
在成员查询消息中，发送一个普遍查询报文时组地址域应设为0，当发送一个 对特定组的查询报文时，则应设置组的地址。 在成员报告或离开组的消息中，组的地址域保留了要报告或要离开的地址。
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第1章 IGMP协议概述 第2章 IGMPv1 第3章 IGMPv2
第4章 IGMPv1与v2之间的互操作
第5章 IGMPv3 第6章 IGMP Snooping
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第1章 IGMP协议概述
第1节 组播协议分层体系
第2节 IGMP的用途
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IGMP的用途
PC2
224.1.1.1
X
抑制
PC3 H3
IGMPv1 查询器
查询 224.0.0.1
RTA
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IGMPv2
查询器选择过程
路由器启动，主动发出到所有组播系统组（224.0.0.1）的IGMPv2常规查询信息。
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IGMPv2
查询与响应过程
与IGMPv1相同，都存在抑制机制。 增加了最大响应时间来指定延时值来规定所有主机的查询响应延时的上限，此
外最大响应时间在IGMP查询器上配置，只应用在成员关系查询信息。
224.1.1.1
X
抑制
PC1
224.1.1.1 报告
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版本2主机与版本1路由器
版本2主机与版本1路由器 224.1.1.1 IGMPv1报告
IGMPv2 IGMPv1 IGMPv1
PC1
PC2
PC3
IGMPv1
IGMPv1查询 224.0.0.1
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学习完此课程，您将会： 了解IGMP的作用及基本原理 了解IGMPv1, v2之间的区别 了解IGMPv1与v2之间的互操作
了解IGMPv3的改进之处
了解IGMP Snooping的基本原理
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IGMPv2
报文格式
0
类型
7
最大响应时间
15
校验和
31
组地址
类型
成员关系查询（0x11） − 常规查询：用于确定哪些组播组是有活跃的，即该组是否还有成员在使 用，常规查询地址由全零表示； − 特定组查询：用于查询某具体组播组是否还有组成员。 版本2成员关系报告（0x16） 版本1成员关系报告（0x12）
当版本2的主机检测出IGMP查询器是版本1的路由器时，它必须始终用IGMPv1
RTA
报告做出响应。在这种情况下，版本2的主机也可以抑制发送离开组信息。
版本2主机必须允许它的成员关系报告被IGMPv1或IGMPv2成员关系报告抑制。
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而版本1主机在某个特定的组中存在时，路由器必须忽略该组收到的任何离开组信息。
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第4章 IGMPv1与IGMPv2互操作
第1节 版本2主机与版本1路由器 第2节 版本1主机与版本2路由器 第3节 混合版本1与版本2路由器
收到常规查询信息的路由器，会把此信息的源IP地址和接收口的IP地址作比较，