IGMP报文格式
IGMP协议
IGMP协议IGMP协议是一种基于IP协议的组播协议，它定义了用于在Internet上进行组播传输的支持协议。
IGMP协议允许主机加入和离开一个组播组，以便接收该组的组播数据。
IGMP协议的全称是Internet Group Management Protocol，它是一种通信协议，用于在Internet上进行组播传输。
组播传输是一种数据传输方式，在这种方式下，一组数据同时可以被多个地址接收。
组播传输在许多应用中都非常有用，比如视频会议和实时数据分发等。
IGMP协议是在不同计算机之间通信的IP网络中进行组播传输的重要协议之一。
在IP网络中，IGMP协议负责协调主机的组播群体，确保组播数据能够从数据源传递到所有指定接收者，同时保证网络资源被合理利用。
在本文中，我们将详细讨论IGMP协议的工作方式、协议数据单元、协议版本和应用领域等问题。
一、IGMP协议的工作方式在IP网络中，组播传输需要一个有效的组播群组来工作。
组播群组是由一个组播地址来定义的，这个地址分配给一个特定的IP多播地址。
IGMP协议可以帮助确定哪个主机位于一个组播群体的成员，以便组播数据包来源发送组播数据包并控制它们的传递路由。
如果没有IGMP协议的支持，组播路由可能会向协议类型为多路广播的所有接口转发数据，尽管这些接口上没有主机加入组播群体。
这将产生不必要的网络流量和负载，相应地消耗更多的网络资源。
此外，如果没有IGMP协议的支持，多个接口所在的网络上可能会出现群体成员的不一致状态。
由此可见IGMP协议对组播传输的工作非常重要。
在IGMP 协议的支持下，主机可以向网络上发送特殊的IGMP包，以通知路由设备它们希望加入或离开组播群体。
路由设备通过接收和处理这些IGMP包来维护组播群体和转发组播数据包。
IGMP 协议的工作方式为主机和路由设备间的通信建立了一套规范的协议内容。
二、IGMP协议的协议数据单元IGMP协议的协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）是IGMP报文，如图1所示。
icmp和igmp报文格式
icmp和igmp报文格式
ICMP报文格式:
ICMP报文由ICMP报头和ICMP数据组成。
ICMP报头包含以下字段:
- 类型(Type)：表示ICMP报文的类型，常见的类型有回显请求和回显回答等。
- 代码(Code)：对ICMP报文类型的进一步说明和分类。
- 校验和(Checksum)：校验和字段用于检测传输过程中是否出现错误。
- 其他字段：部分ICMP报文类型会使用其他字段进行附加信息的传递。
IGMP报文格式:
IGMP报文由IGMP报头和IGMP数据组成。
IGMP报头包含以下字段:
- 版本(Version)：表示IGMP报文的版本，目前常用的版本是IGMPv2和IGMPv3。
- 类型(Type)：表示IGMP报文的类型，常见的类型有查询报文和报告报文等。
- 校验和(Checksum)：校验和字段用于检测传输过程中是否出现错误。
- 组地址(Group Address)：IGMP报文中的组地址字段用于指定IGMP会话的组地址。
- 其他字段：部分IGMP报文类型会使用其他字段进行附加信息的传递。
需要注意的是，IGMP报文是在IP报文中进行封装的，所以IGMP报文格式需要在IP报文格式上进行补充。
IGMP使用详解
IGMP一、Internet 组管理协议IGMP 是Internet 组管理协议(Internet Group Management Protocol)的缩写。
IGMP 在TCP/IP 协议中的位置:应用层协议（FTP,HTTP,SMTP）TCP UDP ICMP IGMPIPARP RARPMACPHY在了解 IGMP 协议的之前，我们首先看看以太网对报文的处理方法。
我们知道，目前使用的以太网（ethernet）有一个特点，当一个报文在一条线路上传输时，该线路上的所有主机都能够接收到这个报文。
只是当报文到达MAC 层时，主机会检测这个报文是不是发送给自己的，如果不是该报文就会被丢弃。
常用的抓包软件ethereal, sniffer 都可以捕获当前物理线路上的所有报文，不管该报文的目的地址是不是自己。
以太网中有一种特殊的报文广播包其目的mac 地址全为0xff，所有的主机都必须接收。
说到 IGMP 不能不提“组播”的概念。
假如现在一个主机想将一个数据包发给网络上的若干主机，有什么方法可以做到呢一个方法是采用广播包发送，这样网络上的所有主机都能够接收到，另一种方式是将数据包复制若干份分别发给目的主机。
这两个方法都存在问题：方法一，广播的方法导致网络上所有的主机都能接收到，占用了网络上其他主机的资源。
方法二，由于所有目的主机接收的报文都是相同的，采用单播方式显然效率很低。
为了解决上面所述的问题，人们提出了“组播”的概念，控制一个报文发送给对该报文感兴趣的主机，IGMP 就是组播管理协议。
我们来看一个简单的组播应用场景PC，如何处理呢首先STB 要发起一个连接请求，也就是IGMP report 报文，加入到电视直播的组播组中。
同样当STB 要断开连接的时候就发送一个IGMP leave 报文。
Router 也需要知道当前有哪些STB 加入了组播组，防止有的STB 异常掉线了，却依然占用系统资源。
Router 周期性的发送IGMP query 报文查询组播组情况，STB 接到query 报文后发送report 消息到router。
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
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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
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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报文格式
以太网交换机通过运行IGMP Snooping实现对IGMP报文的侦测，并为<主机> 及<其对应端口>与相应的<组播组地址>建立映射关系。
为实现IGMP Snooping，二层以太网交换机对各种IGMP报文的处理过程如胶片所示：IGMP通用查询报文：IGMP通用查询报文是组播路由器向组播组成员发送的报文，用于查询哪些组播组存在成员。
当收到IGMP通用查询报文时，如果收到通用查询报文的端口原来就是路由器端口(ROUTER PORT)，以太网交换机就重置该端口的老化定时器；如果收到通用查询报文的端口原来不是路由器端口，则交换机启动对该端口的老化定时器。
IGMP特定组查询报文：IGMP特定组查询报文是组播路由器向组播组成员发送的报文，用于查询特定组播组是否存在成员。
当以太网交换机收到IGMP特定组查询报文时，只向被查询的<IP组播组>发特定组查询。
IGMP报告报文：IGMP报告报文是主机向组播路由器发送的报告报文，用于申请加入某个组播组或者应答IGMP查询报文。
当以太网交换机收到IGMP报告报文时，首先判断该报文要加入的<IP组播组>对应的<MAC组播组>是否已经存在。
如果该报文对应的MAC组播组不存在，则新建MAC组播组，并将接收报告报文的端口加入该MAC组播组中，同时启动该端口的老化定时器，将该端口所属VLAN下存在的所有路由器端口加入到此MAC组播转发表中，而且新建IP组播组，并将接收报告报文的端口加入到IP组播组中。
如果该报文对应的MAC组播组已经存在，但是接收报告报文的端口不在该MAC组播组中，则将接收报告报文的端口加入MAC组播组中并启动该端口的老化定时器，然后判断此报文对应的IP组播组是否存在：如果不存在，则新建IP组播组并把接收报告报文的端口加入到IP组播组中，如果存在则将接收报告报文的端口加入到IP组播组中。
如果该报文对应的MAC组播组已存在，并且接收报告报文的端口也已经存在于该MAC组播组，则仅重置接收报告报文的端口上的老化定时器。
IGMP协议
IGMP协议协议名称：Internet组管理协议（IGMP）协议一、引言Internet组管理协议（IGMP）是一种网络协议，用于在IP网络中管理多播组成员资格。
该协议允许主机加入或离开多播组，以便有效地传输多播数据流。
本协议旨在确保网络中的多播通信的可靠性和高效性。
二、目的本协议的目的是定义IGMP的标准格式，以确保各种设备和应用程序能够正确实施和解析IGMP协议。
通过遵循本协议，可以实现多播组成员资格的管理和多播数据流的传输。
三、范围本协议适用于所有使用IGMP协议的设备和应用程序，包括但不限于路由器、交换机、主机操作系统和网络应用程序。
四、协议格式IGMP协议的标准格式如下：1. IGMP报文格式IGMP报文由报文头和报文体组成。
报文头：- 版本（Version）：标识IGMP协议的版本号。
- 类型（Type）：指示IGMP报文的类型，包括成员查询报文、成员报告报文和成员离开报文。
- 校验和（Checksum）：用于校验IGMP报文的完整性。
报文体：- 多播地址（Multicast Address）：指示相关多播组的IP地址。
2. 成员查询报文格式成员查询报文用于路由器或主机查询网络中的主机是否仍然对特定多播组感兴趣。
报文体：- 最大响应时间（Max Response Time）：指示主机对查询报文的响应时间上限。
3. 成员报告报文格式成员报告报文用于主机向路由器或其他主机报告自己对特定多播组的兴趣。
报文体：- 多播地址（Multicast Address）：指示主机对哪个多播组感兴趣。
4. 成员离开报文格式成员离开报文用于主机主动通知路由器或其他主机，表明自己不再对特定多播组感兴趣。
报文体：- 多播地址（Multicast Address）：指示主机对哪个多播组不再感兴趣。
五、协议实施根据本协议的要求，设备和应用程序应实施以下功能：1. 解析IGMP报文设备和应用程序应能够正确解析接收到的IGMP报文，包括报文头和报文体。
IGMP协议模板
介绍IGMP协议的背景和作用背景在计算机网络中，组播（Multicast）是一种将数据包从一个源节点发送到多个目标节点的通信方式。
与单播（Unicast）和广播（Broadcast）相比，组播可以有效地节省带宽和网络资源，并支持在分布式系统中进行实时数据传输。
然而，要实现组播通信，就需要一种能够管理和控制组播组（Multicast Group）成员的协议。
这就是Internet组管理协议（IGMP）的作用所在。
IGMP协议的作用IGMP是一种在IPv4网络中使用的协议，它允许主机或路由器向网络中的路由器提供有关组播组成员身份的信息。
IGMP协议使得路由器能够知道哪些主机是组播组的成员，从而能够有效地转发组播流量。
IGMP协议的主要作用如下：1.组播组成员管理：IGMP协议允许主机加入或离开特定的组播组。
主机可以通过发送IGMP报文来通知所在网络中的路由器它们的组播组成员身份。
这样，路由器就能够动态地维护组播组成员列表，并相应地转发组播数据。
2.组播路由器控制：IGMP协议使得组播路由器能够有效地管理组播流量的传输。
路由器可以通过监听和处理IGMP报文，了解组播组成员的变化情况，从而决定是否继续转发组播数据。
3.节省网络带宽：由于组播数据只需发送到组播组的成员，相比广播或单播，组播能够显著减少网络上的数据传输量，从而节省网络带宽和降低网络拥堵的可能性。
IGMP协议的存在使得组播通信更加高效和可行。
总结起来，IGMP协议在IPv4网络中扮演着关键的角色，它提供了组播组成员管理和组播路由器控制的功能，使得组播通信能够高效地进行。
通过使用IGMP协议，网络中的主机和路由器能够共同合作，实现可靠的组播数据传输，满足各种实时和多媒体应用的需求。
解释IGMP协议的工作原理和基本概念工作原理IGMP协议的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.主机加入组播组：当主机要加入一个组播组时，它会向所在网络中的组播路由器发送一个特定的IGMP报文，表明它希望成为该组播组的成员。
【转载】组播及igmpmld协议详解（一）
【转载】组播及igmpmld协议详解（⼀）版权声明：本⽂为CSDN博主「xinyuan0214」的原创⽂章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原⽂出处链接及本声明。
组播和IGMP的作⽤---------------------------------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IGMP协议。
IGMP，就是Internet Group Management Protocol的意思。
该协议⽤来在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，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IGMP。
组播的报⽂----------------------------------组播使⽤了D类IP地址，IP地址的分类如下所⽰，可见D类地址范围在224.0.0.0到239.255.255.255。
注意，多播地址224.0.0.1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。
IGMP作为TCP/IP第三层的协议，被封装在IP数据包中进⾏传输。
IGMP的报⽂格式是固定的，共8个字节，如下图所⽰。
其中的IGMP类型分两种：1表⽰该报⽂是组播路由器发出的查询报⽂，2表⽰是IP主机发出的报告。
后⾯的4个字节则是组播地址。
组播的过程-----------------------------------⼀个典型的过程是这样的：1. IP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IGMP报告2. 路由器会定时发送IGMP查询报⽂，此时报⽂中的组地址为03. IP主机回应路由器的IGMP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IGMP报告。
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。
IGMP报文格式及协议分析
1、多播：用于向多个目的地址传送数据。
多播地址：地址由固定的4位1110 + 28位多播组ID构成，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
2、主机组：能够接收发往一个特定多播组地址数据的主机集合。
一些多播组地址被IANA 确定为知名地址，他们也被当作永久主机组。
例如：224.0.0.1代表“该子网内的所有系统组”，224.0.0.2代表“该子网内的所有路由器组”。
多播地址224.0.1.1用作网络时间协议NTP。
3、多播组地址到以太网地址的转换IANA（互联网数字分配机构）拥有一个以太网地址块，即高位24bit为00:00:5e，这意味着该地址块所拥有的地址范围从00:00:5e:00:00:00到00:00:5e:ff:ff:ff。
IANA将其中的一半分配为多播地址。
为了指明一个多播地址，任何一个以太网地址的首字节必须是01，这意味着与IP多播相对应的以太网地址范围从01:00:5e:00:00:00到01:00:5e:7f:ff:ff。
将多播地址的低23位映射到以太网地址的低23位，高25位为固定的24位的01:00:5e 加1位0。
这样就从多播组ip地址得到了对应的多播组mac地址。
由于多播组地址的高5位（即1110的后5位）在映射过程中被忽略，因此每个以太网多播地址对应的多播组不是唯一的，由于地址映射不是唯一的，所有需要设备驱动程序或IP 层对数据报进行过滤。
4、IGMP：internet组管理协议用于让一个物理网络上的所有系统知道主机当前所在的多播组。
多播路由器使用IGMP 报文来记录与该路由器相连网络中组成员的变化情况，首先，主机发送加入组播组报文到组播组，为了可靠，可以采取定时发送的方式向组播组发送加入报告报文。
同时组播组也会定发送查询报文，收到查询报文后回复报告报文。
如果主机已经离开了组播组则在收到查询报文后不发送报告报文。
IGMP被当做IP层的一部分，IGMP报文通过IP数据报进行传输。