IGMP(Internet组管理协议)报文及协议
IGMP协议
IGMP协议协议名称：Internet组管理协议（IGMP）一、引言Internet组管理协议（IGMP）是在多播网络中用于主机和路由器之间进行通信的协议。
本协议旨在支持主机加入和离开多播组，并使路由器能够了解主机的多播组成员资格。
二、范围本协议适用于所有支持多播的网络设备，包括主机和路由器。
三、定义1. 多播组：一组具有相同IP多播地址的主机的集合。
2. 主机：连接到多播网络的设备，可以加入和离开多播组。
3. 路由器：负责在多播网络中传递多播数据包的设备。
四、协议规范1. IGMP消息格式IGMP消息由以下字段组成：- 类型（Type）：指示消息类型的字段。
- 最大响应时间（Max Response Time）：指示主机等待路由器响应的最长时间。
- 校验和（Checksum）：用于检测消息的完整性。
- 组地址（Group Address）：指示加入或离开的多播组的IP地址。
2. 主机加入多播组主机可以通过发送IGMP加入报文来加入一个多播组。
该报文中包含要加入的多播组的IP地址。
路由器收到该报文后，将该主机添加到相应的多播组成员列表中。
3. 主机离开多播组主机可以通过发送IGMP离开报文来离开一个多播组。
该报文中包含要离开的多播组的IP地址。
路由器收到该报文后，将该主机从相应的多播组成员列表中删除。
4. 路由器查询路由器可以通过发送IGMP查询报文来获取与多播组相关的信息。
查询报文中包含查询组地址和查询间隔。
主机收到查询报文后，必须在指定的时间内发送IGMP报文响应。
5. 路由器转发路由器根据收到的IGMP报文，决定是否转发多播数据包。
如果路由器的接口上没有任何主机加入相应的多播组，路由器将不会转发该组的数据包。
6. 路由器维护路由器需要维护多播组成员列表，包括加入和离开多播组的主机。
路由器还需要定期发送IGMP查询报文，以获取最新的多播组成员信息。
五、安全性考虑1. 身份验证：为了防止未经授权的主机加入多播组，可以使用身份验证机制，确保只有合法的主机才能加入多播组。
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。
IGMP协议
IGMP协议本合同目录一览1. IGMP协议概述1.1 IGMP协议的作用1.2 IGMP协议的版本1.3 IGMP协议的报文类型2. IGMP协议的运行原理2.1 IGMP协议的运行流程2.2 IGMP协议的查询过程2.3 IGMP协议的报告过程3. IGMP协议的配置与参数3.1 IGMP协议的配置文件3.2 IGMP协议的参数设置3.3 IGMP协议的参数优化4. IGMP协议的调试与维护4.1 IGMP协议的调试工具4.2 IGMP协议的故障排查4.3 IGMP协议的维护策略5. IGMP协议的安全性与稳定性5.1 IGMP协议的安全机制5.2 IGMP协议的稳定性保障5.3 IGMP协议的故障应对措施6. IGMP协议的兼容性与扩展性6.2 IGMP协议的扩展功能6.3 IGMP协议的升级策略7. IGMP协议在网络中的应用场景7.1 IGMP协议在组播中的应用7.2 IGMP协议在VPN中的应用7.3 IGMP协议在流媒体中的应用8. IGMP协议的实施与监管8.1 IGMP协议的实施规范8.2 IGMP协议的监管要求8.3 IGMP协议的违规处理9. IGMP协议的培训与技术支持9.1 IGMP协议的培训内容9.2 IGMP协议的技术支持范围9.3 IGMP协议的培训与支持期限10. IGMP协议的知识产权与保密10.1 IGMP协议的知识产权归属10.2 IGMP协议的保密条款10.3 IGMP协议的保密期限11. IGMP协议的违约责任与争议解决11.1 IGMP协议的违约行为11.2 IGMP协议的违约责任11.3 IGMP协议的争议解决方式12. IGMP协议的签订与生效12.2 IGMP协议的签订程序12.3 IGMP协议的生效条件13. IGMP协议的变更与解除13.1 IGMP协议的变更条件13.2 IGMP协议的解除条件13.3 IGMP协议的变更与解除程序14. IGMP协议的终止与后续事宜14.1 IGMP协议的终止条件14.2 IGMP协议的终止程序14.3 IGMP协议终止后的后续事宜第一部分：合同如下：1. IGMP协议概述1.1 IGMP协议的作用IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）是一种由互联网协议族（IP）定义的协议，主要用于在IP网络中，组播路由器与主机之间进行组播组成员关系的维护和管理。
igmp协议流程
IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）是TCP/IP协议族中负责IPv4组播成员管理的协议。
IGMP的主要作用是在接收者主机和直接相邻的组播路由器之间建立和维护组播组成员的关系。
以下是IGMP协议的流程：
1. 主机发送IGMP Join报文：当主机想要加入一个组播组时，它会向直接相连的组播路由器发送一个IGMP Join 报文。
该报文包含要加入的组播组地址。
2. 路由器转发IGMP Join报文：收到IGMP Join报文的路由器会将报文转发到组播组中，以通知组播组中的其他成员。
3. 组播路由器发送IGMP报文：当组播路由器收到IGMP Join报文后，它会向主机发送一个IGMP ACK报文，确认收到主机发送的IGMP Join报文。
4. 主机发送IGMP Leave报文：当主机想要离开一个组播组时，它会向直接相连的组播路由器发送一个IGMP Leave 报文。
该报文包含要离开的组播组地址。
5. 路由器转发IGMP Leave报文：收到IGMP Leave报文的路由器会将报文转发到组播组中，以通知组播组中的其他成员。
6. 组播路由器发送IGMP报文：当组播路由器收到IGMP Leave报文后，它会向主机发送一个IGMP ACK报文，确认收到主机发送的IGMP Leave报文。
7. 组播组成员离开：当组播组成员收到IGMP Leave报文时，它们会从组播组中移除相应的组播组地址。
通过以上流程，IGMP实现了在接收者主机和组播路由器之间建立和维护组播组成员的关系。
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。
网络协议知识：ICMP协议和IGMP协议的应用场景和性能对比
网络协议知识：ICMP协议和IGMP协议的应用场景和性能对比ICMP协议和IGMP协议是TCP/IP协议族中的两个重要协议，它们在网络通信中发挥着不同的作用。
ICMP协议主要用于网络诊断和错误报告，而IGMP协议则负责在多播网络中进行组播组成员的管理。
在本文中，我们将深入探讨这两个协议的应用场景和性能对比。
一、ICMP协议ICMP是Internet控制报文协议（Internet Control Message Protocol），是TCP/IP协议族中的一个重要协议。
ICMP协议主要用于网络诊断和错误报告，它可以在网络中传输一些控制信息，以便于检查网络中的问题和错误。
ICMP报文经常用于ping和traceroute等网络工具来检测网络连接质量和延迟。
在网络中，当数据包在传输过程中遇到问题或者发生错误时，ICMP协议就会向源地址发送一个报文，告知网络问题的发生地和原因。
ICMP报文可以用于网络设备之间的通信，比如路由器和交换机等。
此外，ICMP协议还支持不同类型的消息类型，包括回显请求报文、重定向报文、超时报文等。
ICMP协议的应用场景很广泛，它们可以用于网络故障诊断、网络流量跟踪、网络质量测试等。
此外，ICMP协议还可以用于ping扫描等恶意攻击，属于网络安全领域中的重要问题。
二、IGMP协议IGMP是Internet组管理协议（Internet Group Management Protocol），它是TCP/IP协议族中的一个协议，主要用于在多播网络中组播组成员的管理。
多播网络是指由多个设备组成的网络，这些设备可以共享同一个多播组。
多播组是由一组共享相同服务或信息的主机组成的一个逻辑集合。
在多播网络中，IGMP协议用于管理组成员，包括加入、离开和查询组成员等操作。
组成员加入后就能够接收到组播数据流，这些数据流会同时传输给多播组的所有成员。
IGMP协议还支持许多不同版本，如IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3等，每个版本都具有不同的功能和特点。
IGMP协议分析组播协议的工作机制
IGMP协议分析组播协议的工作机制IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）是一种网络协议，用于多播的组播管理。
组播是一种网络传输方式，可以在单一数据流上同时发送给多个目标设备。
IGMP协议允许主机加入或离开一个多播组，以及路由器为特定多播组提供流量转发。
IGMP协议的工作机制基于主机和路由器之间的交互。
主机通过发送特定的IGMP报文向路由器注册加入或离开一个多播组的意图。
路由器则负责根据这些报文来进行相应的组播流量管理与转发。
在IGMP协议中，主机和路由器的交互可以分为两个角色：主机可以是一个多播组的成员，路由器则充当组播流量的转发和管理者。
主机角色中的IGMP报文主要分为三种类型：成员关系查询报文（Membership Query）、成员关系报告报文（Membership Report）和成员离开报文（Leave Group）。
成员关系查询报文用于路由器定期发送以查询网络中的主机是否还是某个多播组的成员。
成员关系报告报文则是主机向路由器发送的，用于通知路由器它们的成员关系。
成员离开报文则是主机主动发送给路由器，用于通知路由器其离开了某个多播组。
路由器角色中的IGMP报文主要有两种类型：成员关系查询报文（Membership Query）和成员关系报告报文（Membership Report）。
成员关系查询报文用于路由器周期性地向多播组的成员发送，以获取其成员关系，并维护组播组的活跃状态。
成员关系报告报文则是路由器在接收到主机发来的成员关系报告后，向其他路由器发送的，以便提供多播组的流量转发和管理。
IGMP协议的工作流程如下：1. 主机在加入一个多播组时，会向网络中的路由器发送成员关系报告报文，以通知路由器其加入了该组。
2. 路由器在收到成员关系报告报文后，会更新其组播组成员数据库，记录下该主机加入了该组。
3. 路由器会定时发送成员关系查询报文，以获取组播组的成员列表，并维护组播组的活跃状态。
icmp和igmp报文格式
icmp和igmp报文格式ICMP（Internet Control Message Protocol）和IGMP（Internet Group Management Protocol）是两种常见的网络协议，用于在互联网中进行控制和管理。
下面是它们的报文格式的详细解释：1. ICMP报文格式：ICMP报文通常封装在IP报文中，用于在网络中传递控制消息。
ICMP报文格式如下：类型（Type），8位字段，表示ICMP消息的类型，用于指示报文的目的和功能。
代码（Code），8位字段，与类型字段一起用于提供更具体的信息，进一步说明ICMP消息的目的。
校验和（Checksum），16位字段，用于检验ICMP报文的完整性。
其他字段，根据不同的ICMP消息类型和代码，可能会有其他字段，用于携带相关的数据信息。
ICMP报文的具体格式会根据不同的类型和代码而有所变化，例如，ICMP回显请求和回显应答的报文格式稍有不同。
2. IGMP报文格式：IGMP报文用于在IP网络中进行组播组管理。
IGMP报文格式如下：类型（Type），8位字段，表示IGMP消息的类型，用于指示报文的目的和功能。
最大响应时间（Max Response Time），8位字段，表示发送方对IGMP查询消息的响应时间上限。
校验和（Checksum），16位字段，用于检验IGMP报文的完整性。
组播地址（Group Address），32位字段，表示组播组的IP 地址。
IGMP报文的具体格式也会根据不同的类型而有所变化，例如，IGMP查询报文和IGMP报告报文的格式不同。
总结起来，ICMP报文用于网络控制消息的传递，而IGMP报文用于组播组管理。
它们的报文格式都包含了类型、代码、校验和等字段，具体的格式会根据不同的消息类型而有所变化。
以上是对ICMP和IGMP报文格式的简要介绍。
linux igmp使用
linux igmp使用IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）是一个网络协议，它允许主机加入或离开一个多播组，并且可以通过路由器转发多播数据包到需要的主机。
在Linux系统中，我们可以使用IGMP协议来管理多播组。
在本篇文章中，我们将逐步探讨Linux系统中如何使用IGMP协议，并详细说明每个步骤。
第一步：了解IGMP协议IGMP是一种用于IPv4网络的协议，它允许主机加入或离开一个多播组。
当主机需要接收特定多播组的数据时，它会发送IGMP报文请求加入该组。
当主机不再需要接收该组的数据时，它会发送IGMP报文离开该组。
路由器会根据主机发送的IGMP报文来判断如何转发多播数据包。
第二步：安装IGMP软件包在大多数Linux发行版中，默认已经安装了IGMP软件包。
如果你的系统中没有安装IGMP软件包，你需要通过包管理器来安装它。
包管理器的使用方法因不同发行版而异。
例如，在Debian / Ubuntu上，你可以使用以下命令安装IGMP软件包：sudo apt-get install igmp-utils第三步：启用IGMP协议在Linux系统中，默认情况下IGMP是启用的。
你可以通过检查系统的配置文件来确认。
在大多数Linux系统中，IGMP的配置文件是`/etc/sysctl.conf`。
你可以使用以下命令来检查配置文件中IGMP的值：cat /etc/sysctl.conf grep igmp如果输出中包含以下行，则表示IGMP已启用：net.ipv4.igmp_max_memberships = 20第四步：使用IGMP工具Linux系统提供了一些IGMP相关的工具，用于管理和监控多播组。
下面是一些常用的IGMP工具：1. `ip maddr`：用于显示和配置多播组的工具。
它可以查看当前系统加入的多播组，也可以添加或删除多播组。
例如，你可以使用以下命令查看当前系统加入的多播组：ip maddr show2. `tcpdump`：用于抓取和分析网络数据包的工具。
IGMP协议
IGMP协议协议名称：Internet组管理协议（IGMP）1. 引言1.1 目的1.2 背景1.3 范围2. 术语和定义2.1 术语定义3. 协议概述3.1 功能3.2 适合范围3.3 协议特点4. 协议规范4.1 消息格式4.2 消息类型4.3 消息处理4.4 路由器行为4.5 主机行为5. 协议实现5.1 IGMP版本5.2 IGMP报文封装5.3 IGMP报文处理5.4 路由器实现5.5 主机实现6. 协议安全性6.1 防止欺骗攻击6.2 防止拒绝服务攻击6.3 加密和认证7. 性能优化7.1 IGMP查询优化7.2 IGMP报文压缩7.3 IGMP缓存管理8. 互操作性8.1 路由器互操作性8.2 主机互操作性8.3 IGMP与其他协议的互操作性9. 错误处理和故障恢复9.1 错误码定义9.2 错误处理流程9.3 故障恢复机制10. 协议测试10.1 测试环境10.2 测试用例10.3 测试结果11. 协议管理11.1 版本控制11.2 更新和修订11.3 协议发布12. 参考文献1. 引言1.1 目的IGMP（Internet组管理协议）是用于在IPv4网络中管理多播组成员关系的协议。
本协议旨在规范IGMP的功能、消息格式、路由器和主机的行为以及相关安全性、性能优化、互操作性等方面的内容。
1.2 背景随着互联网的发展，多播技术被广泛应用于视频、音频、实时通信等场景。
为了有效管理多播组成员关系，IGMP协议应运而生。
IGMP协议允许主机加入和离开多播组，并与路由器进行通信以实现多播数据的传输。
1.3 范围本协议适合于所有支持IGMP协议的路由器和主机设备。
2. 术语和定义2.1 术语定义- IGMP：Internet组管理协议，用于管理IPv4网络中的多播组成员关系。
- 路由器：在网络中转发数据包的设备，支持IGMP协议。
- 主机：连接到网络的设备，可以加入和离开多播组。
- 多播组：一组具有相同IP地址的主机，可以接收多播数据。
IGMP协议
IGMP协议IGMP（Internet Group Management Protocol）是一种用于在IP多播网络中管理组成员身份的通信协议。
它允许主机向路由器发送多播组成员资格查询，以及向路由器发送多播组成员资格报告。
IGMP协议的主要作用是在主机和路由器之间提供多播组成员资格的查询和报告机制，以便路由器可以知道哪些主机属于哪些多播组，从而可以正确地转发多播数据包。
IGMP协议的工作原理如下，当一个主机希望加入一个多播组时，它会向相应的路由器发送一个IGMP成员报告。
路由器收到成员报告后，会将这个成员加入到相应的多播组中，并开始向该组发送多播数据包。
如果一个主机不再希望接收某个多播组的数据包，它会向路由器发送一个IGMP成员离开报告，路由器收到报告后会将该成员从多播组中移除，并停止向该成员发送多播数据包。
IGMP协议的版本有IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3。
IGMPv1是最早的版本，它只支持成员报告和成员离开报告，不支持组成员查询。
IGMPv2在IGMPv1的基础上增加了组成员查询功能，以提高多播组成员管理的效率。
而IGMPv3在IGMPv2的基础上增加了对多播源的支持，使得主机可以选择特定的多播源进行数据接收。
在实际应用中，IGMP协议通常与PIM（Protocol Independent Multicast）协议一起使用，PIM协议用于在多播网络中进行路由选择和数据包转发，而IGMP协议用于管理主机的多播组成员身份。
两者结合起来，可以实现高效的多播数据传输。
总的来说，IGMP协议是在IP多播网络中起到关键作用的协议之一，它通过提供成员查询和报告机制，实现了对多播组成员的管理，保证了多播数据包能够正确地传输到各个成员。
IGMP协议的不断完善和更新，为多播网络的发展提供了重要的支持，使得多播技术在视频会议、流媒体等应用中得到了广泛的应用和推广。
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。
详解IGMP（Internet组管理协议）报文及协议
1引言本文将介绍用于支持主机和路由器进行多播的I ntern et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。
多播路由器需要这些信息以便知道多播数据报应该向哪些接口转发。
IGMP在R FC 1112中定义[Deerin g 1989].正如ICMP一样，IGMP 也被当作IP层的一部分。
IGMP报文通过IP数据报进行传输。
不像我们已经见到的其他协议，IGMP有固定的报文长度，没有可选数据。
图13-1显示了IG MP报文如何封装在I P数据报中。
IGMP（Intern et组管理协议）报文及协议（图一）IGMP报文通过IP首部中协议字段值为2来指明。
2 IGMP报文图1 3 - 2显示了长度为8字节的IGMP报文格式。
IGMP（Intern et组管理协议）报文及协议（图二）这是版本为1的IGMP.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。
检验和的计算和ICMP协议相同。
组地址为D类IP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。
在下一节中，当介绍IGM P如何操作时，我们将会更详细地了解它们。
3 IGMP 协议3.1 加入一个多播组多播的基础就是一个进程的概念（使用的术语进程是指操作系统执行的一个程序），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组而变化。
这里所指的进程必须以某种方式在给定的接口上加入某个多播组。
进程也能离开先前加入的多播组。
这些是一个支持多播主机中任何AP I所必需的部分。
使用限定词“接口”是因为多播组中的成员是与接口相关联的。
组播主机之间采用的通信协议
组播主机之间采用的通信协议组播（Multicast）是一种在网络中一对多通信的方式，它可以实现一次传输多个数据包给特定的一组主机。
在组播通信中，主机通过采用特殊的通信协议进行数据的组播和接收。
本文将介绍组播主机之间常用的通信协议，包括Internet组管理协议（IGMP）和组播路由协议（PIM）。
一、Internet组管理协议（IGMP）Internet组管理协议（Internet Group Management Protocol，简称IGMP）是组播通信中用于管理主机和路由器之间的组播组成员关系的协议。
它使得主机可以通过向路由器发送IGMP报文，表明自己希望加入或离开某个组播组，从而实现组播数据的传输。
IGMP的工作原理如下：当一个主机要加入或离开一个组播组时，它会发送IGMP报文给所连接的路由器。
路由器收到报文后，会根据其中的信息，更新自己的组播组成员表。
这样，路由器就知道哪些主机属于哪个组播组，从而能够正确地转发组播数据。
IGMP报文的格式包括报文类型、报文校验和、组播组地址等字段。
其中，报文类型指示了该报文是加入组播组还是离开组播组，组播组地址指明了加入或离开的组播组的地址。
通过这些字段，IGMP实现了组播通信中的成员管理。
二、组播路由协议（PIM）组播路由协议（Protocol Independent Multicast，简称PIM）是用于实现组播数据在网络中的路由转发的协议。
PIM协议主要分为两种模式：稠密模式（Dense-mode）和稀疏模式（Sparse-mode），根据网络的特点选择适合的模式。
稠密模式适用于网络中组播组成员较多的情况。
在稠密模式下，路由器会广播组播数据，即使没有任何主机要接收。
这样可以确保组播数据能够到达每一个主机，但会产生大量的冗余数据。
稠密模式使用的PIM协议是PIM-DM。
稀疏模式适用于网络中组播组成员较少的情况。
在稀疏模式下，路由器只有在有主机要接收组播数据时，才会转发组播数据。
详解IGMP（Internet组管理协议）报文及协议
详解IGMP(Internet组管理协议)报文及协议本文将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。
多播路由器需要这些信息以便知道多播数据报应该向哪些接口转发。
IGMP在RFC 1112中定义[Deering 1989].也被当作IP 层的一部分。
IGMP报文通过IP数据报进行传输。
正如ICMP一样， IGMP 也被当作不像我们已经见到的其他协议， IGMP有固定的报文长度，没有可选数据。
图13-1显示了IGMP报文如何封装在IP数据报中。
IGMP（Internet组管理协议）报文及协议（图一）IGMP报文通过IP首部中协议字段值为2来指明。
2 IGMP报文显示了长度为8字节的IGMP报文格式。
图1 3 - 2IGMP（Internet组管理协议）报文及协议（图二）这是版本为1的IGMP.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。
检验和的计算和ICMP协议相同。
组地址为D类IP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。
在下一节中，当介绍IGMP如何操作时，我们将会更详细地了解它们。
协议3 IGMP3.1 加入一个多播组多播的基础就是一个进程的概念（使用的术语进程是指操作系统执行的一个程序），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组而变化。
这里所指的进程必须以某种方式在给定的接口上加入某个多播组。
进程也能离开先前加入的多播组。
这些是一个支持多播主机中任何API所必需的部分。
使用限定词“接口”是因为多播组中的成员是与接口相关联的。
一个进程可以在多个接口上加入同一多播组。
Stanford大学伯克利版Unix中的IP 多播详细说明了有关socket API的变化，这些变化在Solaris 2.x和ip（7）的文档中也提供了。
IGMP协议
IGMP协议Internet 组管理协议称为IGMP协议（Internet Group Management Protocol），是因特⽹协议家族中的⼀个组播协议。
该协议运⾏在主机和组播路由器之间。
IGMP协议共有三个版本，即IGMPv1、v2 和v3。
主机IP软件需要进⾏组播扩展，才能使主机能够在本地收发组播分组。
但仅靠这⼀点是不够的，因为跨越多个⽹络的组播转发必须依赖于路由器。
路由器要建⽴组播转发路由必需了解每个组员在Internet中的分布，这要求主机必须能将其所在的组播组通知给本地路由器，这也是建⽴组播转发路由的基础。
主机与本地路由器之间使⽤Internet组管理协议（IGMP，Internet Group Management Protocol）来进⾏组播组成员信息的交互。
在此基础上，本地路由器再你信息与她组播路由器通信，传播组播组的成员信息，并建⽴组播路由。
IGMP是TCP/IP中重要标准之⼀，所有IP组播系统（包括主机和路由器）都需要⽀持IGMP协议。
组播协议包括组成员管理协议和组播路由协议。
组成员管理协议⽤于管理组播组成员的加⼊和离开，组播路由协议负责在路由器之间交互信息来建⽴组播树。
IGMP属于前者，是组播路由器⽤来维护组播组成员信息的协议，运⾏于主机和和组播路由器之间。
IGMP 信息封装在IP报⽂中，其IP的协议号为2。
若⼀个主机想要接收发送到⼀个特定组的组播数据包，它需要监听发往那个特定组的所有数据包。
为解决Internet上组播数据包的路径选择，主机需通过通知其⼦⽹上的组播路由器来加⼊或离开⼀个组，组播中采⽤IGMP来完成这⼀任务。
这样，组播路由器就可以知道⽹络上组播组的成员，并由此决定是否向它们的⽹络转发组播数据包。
当⼀个组播路由器收到⼀个组播分组时，它检查数据包的组播⽬的地址，仅当接⼝上有那个组的成员时才向其转发。
IGMP提供了在转发组播数据包到⽬的地的最后阶段所需的信息，实现如下双向的功能：主机通过IGMP通知路由器希望接收或离开某个特定组播组的信息。
IGMP协议详解与测试方法
IGMP协议详解与测试方法IGMP（Internet Group Management Protocol，Internet组管理协议）是一种用于IP网络的组播协议。
它允许主机加入到特定的组播组，并通过查询和报告机制通知路由器有关组播组成员的信息。
本文将详细介绍IGMP协议的工作原理，并提供一种测试IGMP功能的方法。
IGMP的工作原理如下：1. 主机加入组播组：主机通过发送IGMP报文加入到组播组。
IGMP 消息有三种类型：查询（Query）、报告（Report）和离开（Leave）。
查询消息由路由器发出，用于了解网络中的组播组成员。
报告消息由主机发出，用于加入到组播组或报告存在。
离开消息由主机发出，用于离开组播组。
2.路由器维护组播组成员表：路由器通过接收IGMP消息维护一个组播组成员表。
当收到报告消息时，路由器将主机添加到对应的组播组成员表中。
当收到离开消息时，路由器将主机从对应的组播组成员表中删除。
3.路由器转发组播流量：当路由器接收到组播数据包时，它会查找组播组成员表，确定需要转发数据包的接口。
然后，路由器根据IP协议的特性将数据包转发到指定接口。
IGMP的测试方法如下：1.确保网络拓扑正确：首先，需要构建一个符合组播网络拓扑的实验环境。
包括至少一个路由器和多个主机，确保它们的IP地址和子网掩码设置正确，并且路由器启用了IGMP功能。
2.观察组播组成员表：使用网络管理工具或命令行工具，查看路由器的组播组成员表。
确认路由器能够正确维护主机的加入和离开。
3. 加入组播组和报告存在：在其中一个主机上执行加入组播组操作，并发送报告消息。
可以使用命令行工具如"igmp join <组播组IP>"执行加入操作，并使用网络抓包工具观察IGMP报文。
4. 离开组播组和报告离开：在加入组播组的主机上执行离开组播组操作，并发送离开消息。
可以使用命令行工具如"igmp leave <组播组IP>"执行离开操作，并使用网络抓包工具观察IGMP报文。
igmp协议格式
igmp协议格式IGMP协议格式IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）是一种用于在IP网络中进行多播组管理的协议。
它允许主机和路由器在网络上加入或离开一个多播组。
下面将介绍IGMP协议的格式。
1. IGMP报文格式IGMP报文分为两种类型：查询报文和应答报文。
查询报文用于查询特定多播组的成员，应答报文用于回复查询报文。
2. IGMP查询报文格式IGMP查询报文由四个字段组成：类型字段、最大响应时间字段、校验和字段和组地址字段。
类型字段：指示该报文是一个查询报文还是一个应答报文。
它的值为0x11，表示这是一个查询报文。
最大响应时间字段：指示发送者期望接收到响应的最长时间，以秒为单位。
如果没有成员在该多播组中，则发送者将等待这个时间后停止等待响应。
如果有成员在该多播组中，则成员将随机等待一段时间后发送一个应答报文。
校验和字段：对整个数据包进行校验和计算，并存储在该字段中。
组地址字段：指示要查询的多播组地址。
3. IGMP应答报文格式IGMP应答报文由五个字段组成：类型字段、保留位字段、校验和字段、组地址字段和可选数据字段。
类型字段：指示该报文是一个查询报文还是一个应答报文。
它的值为0x12，表示这是一个应答报文。
保留位字段：保留位，必须设置为0。
校验和字段：对整个数据包进行校验和计算，并存储在该字段中。
组地址字段：指示要加入或离开的多播组地址。
可选数据字段：可选的数据，用于向发送者提供更多信息。
如果没有任何可选数据，则该字段为空。
4. IGMP协议操作IGMP协议的操作分为三个阶段：成员加入阶段、成员维护阶段和成员离开阶段。
成员加入阶段：当主机或路由器希望加入一个多播组时，它将发送一个IGMP报文，其中包含要加入的多播组地址。
路由器接收到这个报文后，将在其转发表中添加一个条目，以便将流量转发到该多播组。
如果没有其他成员在该多播组中，则路由器将发送一个查询报文以查找其他成员。
第七章 因特网组管理协议(IGMP)
6
IP组播
♦ IP组播（IP multicasting）是对硬件组播的互联网抽象。 ♦ IP组播允许到一系列计算机子集的传输，这些子集被允
许跨越互联网上任意物理网络，在IP术语中，称为组播 群（multicasting group）。 ♦ IP组播具有下列一般特性： IP
– – – – – – –
12
主机和组播交付
♦ IP组播可用在单个物理网络上，也可在互联网上。 ♦ 在单个物理网络上，主机直接把数据报放在一帧中并
使用接收方在监听的组播地址，发送给目的主机。 ♦ 在互联网上,组播路由器负责在网络间转发组播数据报。 主机把组播数据报转发给组播路由器，使用本地网络 硬件的组播能力，而非单播、广播时所用选路技术。 组播路由器监听所有IP组播，根据需要转发。 ♦ 所以，本地组播和非本地组播的主要区别在于组播路 由器，而不在主机。
– 将IP组播地址的低23位放到特殊的以太网组播地址 01.00.5E.00.00.0016的低23比特上。
♦ 这种映射并不唯一，因为IP组播地址有28个有效比特
用来表示组播群组，可能有多个群组同时映射到一个 以太网组播地址。 ♦ 所以主机可能接收到目的不是本机的某些组播数据报， 因此IP软件必须检查所有到达的数据报的地址。
第七章 因特网组管理协议
（IGMP） ）
§7-1 引言
IP通信可用到两种类型的通信中：单播和多播。 通信可用到两种类型的通信中：单播和多播。 通信可用到两种类型的通信中 单播是在一个发送器和一个接收器之间的通信。 单播是在一个发送器和一个接收器之间的通信。它是一 对一的通信。 对一的通信。 多播是一个发送器将同样的报文同时发送给大量的接收 是一对多的通信。 器。是一对多的通信。 IP编址方法支持多播。以1110开始的 位地址是多播地 编址方法支持多播。 开始的32位地址是多播地 编址方法支持多播 开始的 址。 多播地址只能用作目的地址。 多播地址只能用作目的地址。 多播地址也叫做groupid。 。 多播地址也叫做
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13.1 引言12.4节概述了IP多播给出，并介绍了D类IP地址到以太网地址的映射方式。
也简要说明了在单个物理网络中的多播过程，但当涉及多个网络并且多播数据必须通过路由器转发时，情况会复杂得多。
本章将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。
多播路由器需要这些信息以便知道多播数据报应该向哪些接口转发。
IGMP在RFC 1112中定义[Deering 1989]。
正如ICMP一样，IGMP 也被当作IP 层的一部分。
IGMP报文通过IP数据报进行传输。
不像我们已经见到的其他协议，IGMP有固定的报文长度，没有可选数据。
图13-1显示了IGMP报文如何封装在IP数据报中。
IGMP报文通过IP首部中协议字段值为2来指明。
13.2 IGMP报文图1 3 - 2显示了长度为8字节的IGMP报文格式。
这是版本为1的IGMP。
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。
检验和的计算和ICMP协议相同。
组地址为D类IP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。
在下一节中，当介绍IGMP如何操作时，我们将会更详细地了解它们。
13.3 IGMP 协议13.3.1 加入一个多播组多播的基础就是一个进程的概念（使用的术语进程是指操作系统执行的一个程序），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组而变化。
这里所指的进程必须以某种方式在给定的接口上加入某个多播组。
进程也能离开先前加入的多播组。
这些是一个支持多播主机中任何API所必需的部分。
使用限定词“接口”是因为多播组中的成员是与接口相关联的。
一个进程可以在多个接口上加入同一多播组。
Stanford大学伯克利版Unix中的IP 多播详细说明了有关socket API的变化，这些变化在Solaris 2.x和ip(7)的文档中也提供了。
这里暗示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。
13.3.2 IGMP 报告和查询多播路由器使用IGMP报文来记录与该路由器相连网络中组成员的变化情况。
使用规则如下：1) 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。
2) 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。
3) 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。
4) 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。
图1 3 - 3显示了两个IGMP报文，一个是主机发送的报告，另一个是路由器发送的查询。
该路由器正在要求那个接口上的每个主机说明它加入的每个多播组。
对TTL字段我们将在本节的后面介绍。
13.3.3 实现细节为改善该协议的效率，有许多实现的细节要考虑。
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 ~ 1 0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（采用“响应”的复数形式是因为该主机必须对它参加的每个组均发送一个响应）。
既然参加同一多播组的多个主机均能发送一个报告，可将它们的发送间隔设置为随机时延。
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，因为如图1 3 - 3所示的报告中的目的地址是那个组地址。
这意味着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。
的确，一个多播路由器甚至不关心哪个主机属于一个多播组。
它仅仅想知道在给定的接口上的多播组中是否还至少有一个主机。
在没有任何多播路由器的单个物理网络中，仅有的IGMP通信量就是在主机加入一个新的多播组时，支持IP多播的主机所发出的报告。
13.3.4 生存时间字段在图1 3 - 3中，我们注意到IGMP报告和查询的生存时间(TTL)均设置为1，这涉及到IP 首部中的TTL字段。
一个初始TTL为0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。
更大的TTL值能被多播路由器转发。
回顾6 . 2节，对发往一个多播地址的数据报从不会产生ICMP差错。
当TTL值为0时，多播路由器也不产生ICMP“超时”差错。
在正常情况下，用户进程不关心传出数据报的TTL。
然而，一个例外是Traceroute程序（第8章），它主要依据设置TTL值来完成。
既然多播应用必须能够设置要传送数据报的TTL值，这意味着程序设计接口必须为用户进程提供这种能力。
通过增加TTL值的方法，一个应用程序可实现对一个特定服务器的扩展环搜索(expandingring search)。
第一个多播数据报以TTL等于1发送。
如果没有响应，就尝试将TTL 设置为2，然后3，等等。
在这种方式下，该应用能找到以跳数来度量的最近的服务器。
从224.0.0.0到224.0.0.255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。
13.3.5 所有主机组在图1 3 - 3中，我们看到了路由器的IGMP查询被送到目的IP地址224.0.0.1。
该地址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。
13.4 一个例子现在我们已经了解了一些IP多播的细节，再来看看所包含的信息。
我们使sun主机能够支持多播，并将采用一些多播软件所提供的测试程序来观察具体的过程。
首先，采用一个经过修改的netstat命令来报告每个接口上的多播组成员情况（在3.9节显示了netstat-ni命令的输出结果）。
在下面的输出中，用黑体表示有关的多播组。
其中，- n参数将以数字形式显示IP地址（而不是按名字来显示它们），- i参数将显示接口的统计结果，- a参数将显示所有配置的接口。
输出结果中的第2行le0（以太网）显示了这个接口属于主机组224.0.0.1（“所有主机”），和两行地址，后一行显示相应的以太网地址为：01: 00:5e:00:00:01。
这正是我们期望看到的以太网地址，和12 . 4节介绍的地址映射一致。
我们还看到其他两个支持多播的接口：SLIP 接口sl0和回送接口l o 0，它们也属于所有主机组。
我们也必须显示IP路由表，用于多播的路由表同正常的路由表一样。
黑体表项显示了所有传往224.0.0.0的数据报均被送往以太网：如果将这个路由表与9 . 2节中s u n路由器的路由表作比较，会发现只是多了有关多播的条目。
现在使用一个测试程序来让我们能在一个接口上加入一个多播组（不再显示使用这个测试程序的过程）。
在以太网接口（ 1 4 0 . 2 5 2 . 1 3 . 3 3）上加入多播组2 2 4 . 1 . 2 . 3。
执行n e t s t a t程序看到内核已加入这个组，并得到期望的以太网地址。
用黑体字来突出显示和前面n e t s t a t输出的不同。
我们在输出中再次显示了其他两个接口：s l 0和l o 0，目的是为了重申加入多播组只发生在一个接口上。
图1 3 - 4显示了t c p d u m p对进程加入这个多播组的跟踪过程。
当主机加入多播组时产生第1行的输出显示。
第2行是经过时延后的IGMP报告，我们介绍过报告重发的时延是1 0秒内的随机时延。
在两行中显示硬件地址证实了以太网目的地址就是正确的多播地址。
我们也看到了源IP 地址为相应的s u n主机地址，而目的IP地址是多播组地址。
同时，报告的地址和期望的多播组地址是一致的。
最后，我们注意到，正像指明的那样，TTL是1。
当TTL的值为0或1时，tcpdump在打印时用方括号将它们括起来，这是因为TTL在正常情况下均高于这些值。
然而，使用多播我们期望看到许多TTL为1的IP数据报。
在这个输出中暗示了一个多播路由器必须接收在它所有接口上的所有多播数据报。
路由器无法确定主机可能加入哪个多播组。
多播路由器的例子继续前面的例子，但我们将在s u n主机中启动一个多播选路的守护程序。
这里我们感兴趣的并不是多播选路协议，而是要研究所交换的IGMP查询和报告。
即使多播选路守护程序只运行在支持多播的主机（sun）上，所有的查询和报告都将在那个以太网上进行多播，所以我们在该以太网中的其他系统中也能观察到它们。
在启动选路守护程序之前，加入另外一个多播组224.9.9.9，图13-5显示了输出的结果。
在这个输出中没有包括以太网地址，因为已经证实了它们是正确的。
也删去了TTL等于1的说明，同样因为它们也是我们期望的那样。
当选路守护程序启动时，输出第1行。
它发出一个已经加入了组224.0.0.4的报告。
多播地址224.0.0.4是一个知名的地址，它被当前用于多播选路的距离向量多播选路协议DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol)所使用（DVMRP在RFC 1075中定义[Waitzman ,Partridge, and Deering]）。
在该守护程序启动时，它也发送一个IGMP查询（第2行）。
该查询的目的IP地址为224.0.0.1（所有主机组），如图13-3所示。
第一个报告（第3行）大约在5秒后收到，报告给组224.9.9.9。
这是在下一个查询发出之前（第4行）收到的唯一报告。
当守护程序启动后，两次查询（第2行和第4行）发出的间隔很短，这是因为守护程序要将其多播路由表尽快建立起来。