TCP/IP学习笔记之十 --- IGMP:Internet组管理协议

  1.       概述

介绍用于支持主机和路由器进行多播的Internet组管理协议(IGMP)。它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。

ICMP类似,IGMP也被当作IP层的一部分,通过IP数据报进行传输。

2.       IGMP报文

IGMP是有固定长度的报文。IGMP报文通过IP首部中协议字段值为2来指明。下图显示了长度为8字节的IGMP报文格式:

 

TCP/IP学习笔记之十 --- IGMP:Internet组管理协议_第1张图片以上为版本为1IGMP报文格式。IGMP类型为1说明是由多播路由器发出的查询报文,为2说明是主机发出的报告报文。

组地址为DIP地址。在查询报文中组地址设置为0,在报告报文中组地址为要参加的组地址。

3.       IGMP协议

1)、加入一个多播组。

多播组的基础是一个进程的概念,该进程在一个主机的给定接口上加入了一个多播组。在一个给定接口上的多播组中的成员是动态的——它随时因进程加入和离开多播租而变化。

一个主机通过组地址和接口来识别一个多播组。主机必须保留一个表,此表中包含所有至少含有一个进程的多播组以及多播组中的进程数量。

 

2)、IGMP报告和查询。

多播路由器使用IGMP报文来记录与路由器相连网络中组成成员的变化情况。使用规则如下:

a、当第一个进程加入一个组时,主机就发送一个IGMP报告。如果一个主机的多个进程加入同一组,只发送一个IGMP报告。这个报告被发送到进程加入组所在的同一接口上。

b、进程离开一个组时,主机不发送IGMP报告,即便是组中的最后一个进程离开。主机知道在确定的组中已不再有组成员后,在随后收到的IGMP查询中就不再发送报告报文。

c、多播路由器定时发送IGMP查询来了解是否还有任何主机包含有属于多播组的进程。多播路由器必须向每个接口发送一个IGMP查询。因为路由器希望主机对它加入的每个多播组均发回一个报告,因此IGMP查询报文中的组地址被设置为0

d、主机通过发送IGMP报告来响应一个IGMP查询,对每个至少还包含一个进程的组均要发回IGMP报告。

使用这些查询和报告报文,多播路由器对每个接口保持一个表,表中记录接口上至少还包含一个主机的多播组。当路由器收到要转发的多播数据报时,它只将该数据报转发到(使用相应的多播链路层地址)还拥有属于那个组主机的接口上。

 

    3)、实现细节

      首先,当一个主机首次发送IGMP报告(当第一个进程加入一个多播组)时,并不保证该报告被可靠接收(因为使用的是IP交付服务)。下一个报告将在间隔一段时间后发送。这个时间间隔由主机在0~10秒的范围内随机选择。

其次,当一个主机收到一个从路由器发出的查询后,并不立即响应,而是经过一定的时间间隔后才发出一些响应(该主机必须对它参加的每个组均发送一个响应)。在一个物理网络中的所有主机将收到同组其他主机发送的所有报告。

如果一个主机在等待发送报告的过程中,却收到了发自其他主机的相同报告,则该主机的响应就可以不必发送了。因为多播路由器并不关心有多少主机属于该组,而只关心该组是否还至少拥有一个主机。

4)、生存时间字段(TTL

一个初始TTL0的多播数据报将被限制在同一主机。在默认情况下,待传多播数据报的TTL被设置为1,这将使多播数据报仅局限在同一子网内传送。

224.0.0.0224.0.0.255的特殊地址空间是打算用于多播范围不超过1跳的应用。不管TTL值是多少,多播路由器均不转发目的地址为这些地址中的任何一个地址的数据报。

5)、所有主机组

地址224.0.0.1被称为所有主机组地址,它涉及在一个物理网络中的所有具备多播能力的主机和路由器。当接口初始化后,所有具备多播能力接口上的主机均自动加入这个多播组。这个组的成员无需发送IGMP报告。

 

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