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。其数据格式如下：

20字节的IP首部+8字节的IGMP报文

IGMP有3个版本(V1，V2，V3,）V1的报文格式如下：

➢4位版本：目前IGMP有V1，V2，V3三个版本，比如是V1则该4位为1，V3则该4位为3。

➢4位类型：有成员关系查询0x11 和成员关系报告0x12两种类型。

➢校验和：该8个字节的校验码。

➢32位组地址：当发送报文是成员关系报告时，该32位组地址即组播组地址。

当发送的报文是成员关系查询时，该32位为全0 。V1版本只支持通用关系查询，不支持特定组查询。

V2版本报文格式如下：

➢8位类型：有三种类型。

1、成员关系查询0x11：在V2和V3中成员关系查询增加特定组查询；

常规查询：用于确定哪些组播组是活跃的，即改组是否还有成员在使用，常规查询组地址由全零表示。

特定组查询：用于查询某具体组播组是否还有组成员。

2、成员关系报告0x16

3、离开组消息0x17。

➢8位最大响应时间，设置为0。

➢校验和：报文段8个字节的校验码。

➢组地址：

1、成员关系查询报文：常规查询组低位为全0 ，特定组查询则应设置

对应的组地址

2、成员报告或离开组消息：组地址为要报告或要离开的组地址。

用wireshark抓取成员关系报告报文如下：

✧目的组地址：6个字节，通过多播组地址转换而来

✧源主机mac地址：6个字节

✧type：0x800

✧version：即IP的版本是4

✧header length：IP段的长度32字节（截图上是version和header length 都对应0x48，

个人认为是version对应4，长度32字节是8个32位，所以对应8）。

✧differentiated:8位，默认是0x00

✧total length：16位，总长度40bytes，即IP段加IGMP报文段长度是40字节

✧identification: 16位，id识别码。

✧flgas：8位0x00，

✧fragment offset：8位，0x00

✧ttl：8位，生存时间，0x01

✧protocol：8位，IGMP为0x02

✧header checksum：16位，IP段校验码

✧source：32位，源ip地址，即发送报告报文的主机IP地址

✧destination：32位，组播组ip地址

✧options：12字节，填充字节，全为0

✧type：8位，IGMP报文类型，0x16，成员关系报告

✧max resp time：8位，最大相应时间，设置为0x00

✧header checksum：16位，IGMP报文段校验码

✧multicast address:32位，组播组地址

✧6个填充字节：都为0

✧src port：16位，0x0000

离开组消息报告