IGMPv3包结构及工作机制讲解
IGMPv3
IGMPv3是为了配合SSM（Source-Specific Multicast）服务模型而发展的，增加了在报文中携带组播源地址的功能，即能加入到指定源的组播组
IGMPv3与IGMPv2相比，IGMPv3新增了一些功能：
-
查询报文中除了普遍组查询和特定组查询之外，还新增了特定源组查询报文（Group-and-Source-Specific Query），该报文由查询器共享网段内特定组播组成员发送，用于查询该组成员是否愿意接受特定源发送的数据，特定源组查询通过在报文中携带一个或多个源地址来达到这一目的
-
报告报文不仅告知路由器主机希望加入哪个组播组，并且可以指定只接受哪些组播源发往该组的数据，IGMPv3增加针对组播源的过滤模式（INCLUDE/EXCLUDE），将组播组与源列表之间的对应关系，在IGMP表中表示为（G,INCLUDE,(S1,S2...)），表示只接受源为S1，S2...发往组G的数据，或者（G,EXCLUDE,(S1,S2...)），表示只不接受S1,S2...组播源发往组G的数据，也就是说S1,S2...其他都收
以下是IGMPv3普遍组查询报文结构：
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 0x11 | Max Resp Code | Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Group Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Resv |S| QRV | QQIC | Number of Sources (N) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Address [1] |
+- -+
| Source Address [2] |
+- . -+
. . .
. . .
+- -+
| Source Address [N] |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 字段 | 说明 |
| Type | 0x11：报文类型，取值为0x11，IGMPv3只有该类型 |
| Max Resp Code | 最大相应时间，成员主机在收到IGMP查询器发出的普遍组查询报文后，需要在最大响应时间内做出回应 |
| Checksum |
校验和，在发送端计算出校验和之前，该字段为全0，当发送端计算出报文的校验和之后，必须将值插入该字段，接收端接收数据包时，必须在处理数据包内容前，完成对数据包的校验 |
| Group Address | 组播组地址，在普遍组查询中，该字段为0，在特定组查询中，该字段为要查询的组播组地址 |
| Resv | 保留字段，发送报文时该为0，接收报文时应忽略该位 |
| S | 该位为1时，所有收到查询报文的其他路由器不启动定时器刷新过程，但是此报文不抑制查询器选举和路由器对主机的处理 |
| QRV | 该字段表示查询器的健壮系数，健壮系数直的是，当查询器收到一个离组报文后，向该组发送几个特定组查询报文，如果健壮系数为5，那么就发送5个特定组查询报文，查询该组是否还有成员。如果该字段为0，则表示查询器的健壮系数大于7同时不做处理，如果非0，则表示查询器的健壮系数，其他非查询器会将自己的健壮系数，调整到与查询器一致 |
| QQIC | 表示IGMP查询器的查询间隔，单位为秒。每过x秒，发送一次普遍组查询报文，如果该字段位0，则不做处理，如果该字段非0，则将自己的查询间隔调整至该字段的值 |
| Number of Sources |
为数据包中包含组播源的数量，对于普遍组查询报文，该值为0，对于特定源组查询报文，该值非0，此参数的大小收到所在网络MTU值的大小 |
| Source Address | 组播源地址，其数量受到Number of Sources字段大小的限制 |
以下是成员报告报文：
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type = 0x22 | Reserved | Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Reserved | Number of Group Records (M) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
. .
. Group Record [1] .
. .
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
. .
. Group Record [2] .
. .
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| . |
. . .
| . |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
. .
. Group Record [M] .
. .
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 字段 |
说明 |
| Type |
报文类型，取值为0x22 |
| Reserved |
保留字段，发送时该字段应为0，接收端应忽略该字段 |
| Checksum |
校验和，在发送端计算出校验和之前，该字段为全0，当发送端计算出报文的校验和之后，必须将值插入该字段，接收端接收数据包时，必须在处理数据包内容前，完成对数据包的校验 |
| Number of Group Records |
报文中组记录的数量 |
| Group Record |
组记录，Group Record字段的格式如下图所示 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Record Type | Aux Data Len | Number of Sources (N) |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Multicast Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Address [1] |
+- -+
| Source Address [2] |
+- -+
. . .
. . .
. . .
+- -+
| Source Address [N] |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
. .
. Auxiliary Data .
. .
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+下表为Record Type字段的含义，并非全字段讲解
| 分类 |
组记录类型 |
含义 |
| 当前状态报告，相应查询报文 |
IS_IN |
值为0x01，表示组播组与源列表之间的对应方式为INCLUDE |
| IS_EX |
值为0x02，表示组播组与源列表之间的对应方式为EXCLUDE |
|
| 过滤模式报告，通告过滤模式发生变化 |
TO_IN |
值为0x03，表示组播组与源列表之间的对应关系切换到INCLUDE，如果源列表为空，则表示离开该组播组 |
| TO_EX |
值为0x04，表示组播组与源列表之间的对应关系切换到EXCLUDE |
|
| 源列表报告，通告源发生变化 | ALLOW |
值为0x05，表示在现有基础上，还希望从哪些源接收或不接受数据，如果当前对应关系为INCLUDE，则向现有源列表中添加某些组播源，如果当前对应关系为EXCLUDE，则从源列表中删除某些组播源 |
| BLOCK | 值为0x06，表示在现有基础上，还希望从哪些源接收或不接受数据，如果当前对应关系为INCLUDE，则从现有源列表中删除某些组播源，如果当前对应关系为EXCLUDE，则向现有源列表中添加某些组播源 |
以下是Group Record字段说明
| 字段 | 说明 |
| Aux Data Len | 辅助数据长度，在IGMPv3中不存在辅助字段，所以该值为0 |
| Number os Sources | 本记录中包含的组播源地址数量 |
| Multicast Address | 组播组地址 |
| Sources Address | 组播源地址 |
| Auxiliary Data | 辅助数据，为IGMP后续扩展或后续版本做预留，在IGMPv3中不会使用到任何辅助字段 |
IGMPv3工作机制
IGMPv3在工作机制上与前两个版本新增了主机对组播源的选择能力
特定源组加入
IGMPv3的成员报文会发向224.0.0.22（网段内所有运行IGMPv3的路由器），通过在报告报文中的记录，主机在加入组播组的同时，能够明确要求接受或不接受特定组播源发出的组播数据，以下图为例，网络中存在S1，S2两个组播源，均向组播组G发送组播数据，Host仅希望接收从S1发往组播组G的数据
##如果Host和路由器之间运行的协议是IGMPv1，或者v2，那么Host加入组播组时会同时接收到S1，S2发往组播组G的数据，无论是否需要，但如果采用IGMPv3，主机在加入组播组时就可以明确地指定，希望接收哪个组播源发往G的数据
- 方法1：Host发送IGMPv3（G，INCLUDE（S1）），仅接收S1发往组播组G的数据
- 方法2：Host发送IGMPv3（G，EXCLUD（S2）），不接受S2发往组播组G的数据，从而实现只接受S1的数据
本文部分来自华为技术手册
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