二层组播转发原理与IGMP Snooping介绍
二层组播网 IGMP Snooping
二层组播网 IGMP Snooping【实验名称】二层组播网IGMP Snooping【实验目的】小型网络中存在多个组播源且与组播接收者都在一个2层网络中时的组播配置【背景描述】你是一个单位的网络管理员，单位有两个分别负责不同任务的组播服务器，由于经费原因，服务器同时又是组播接受者，请你满足现在的网络需求。
【实现功能】二层环境下的组播实现【实验拓扑】【实验设备】S2126G（1台）、PC（2台）【实验步骤】第一步：配置组播服务器组播源1：IP:192.168.26.146 发送的多播组为：224.2.174.175接收http://192.168.26.166/S-1.htm上的多播组224.2.133.32组播源2：IP:192.168.26.166 发送的多播组为：224.2.133.32接收http://192.168.26.146/S-2.htm上的多播组224.2.174.175验证测试：主机之间可以互相Ping通第二步：配置S2126G的组播源探测switch(config)#ip igmp snooping ivgl ! 所有VLAN不共享ICMP组信息的igmp snooping形式验证测试：两台主机能互相看见对方的组播视频Switch#sh ip igmp sn gda ！查看交换机多播转发表Abbr: M - mrouterD - dynamicS - staticVLAN Address Member ports----- -------------------- ---------------------------------------------------1 224.2.133.32 Fa0/20(D)！当有用户接收多播流时，多播转发表会显示流的转发端口1 224.2.174.175 Fa0/14(D)【注意事项】ip igmp snooping 有两种模式。
一种是所有VLAN不共享ICMP组信息的igmp snooping 形式；另外一种是所有VLAN共享ICMP组信息的igmp snooping形式，即Svgl形式。
igmp snooping实现原理
igmp snooping实现原理一、引言Internet Group Management Protocol (IGMP)是一种用于在局域网（LAN）中报告主机（Host）是否仍然参与某个多播组的协议。
IGMP Snooping是一种在路由器或交换机上实现IGMP的机制，它有助于减少网络中的多播流量，提高网络性能和效率。
本篇文章将详细介绍IGMP Snooping的实现原理。
IGMP Snooping是一种在路由器或交换机上实现的IGMP机制，它通过在局域网中监视主机发送的IGMP报告，以确定哪些多播组在哪些子网上有效。
它使用一个本地组表来跟踪网络中哪些主机参与了哪些多播组，并与其他路由器交换这些信息，以避免重复发送多播流量。
1. IGMP主机发送报告给路由器或交换机，以表示它们是否仍然参与某个多播组。
2. IGMP Snooping路由器或交换机使用本地组表来跟踪网络中的主机和多播组关系。
3. 路由器或交换机监视局域网中的IGMP报告，并与其他路由器交换信息。
4. 当路由器发现某个多播组在某个子网上不再有效时，它会停止向该子网发送该多播流量。
5. 路由器使用一个过滤机制来仅向仍在参与该多播组的子网发送多播流量。
IGMP Snooping通过以下优点提高了网络性能和效率：1. 减少网络中的多播流量，从而降低了网络拥塞和延迟。
2. 通过减少路由器和交换机上的多播流量处理负载，提高了性能和效率。
3. 增强了网络的安全性，减少了网络攻击的风险。
五、总结IGMP Snooping是一种在路由器或交换机上实现的IGMP机制，它通过监视局域网中的IGMP报告，使用本地组表来跟踪网络中的主机和多播组关系，并与其他路由器交换信息，以避免重复发送多播流量。
IGMP Snooping通过减少网络中的多播流量、提高性能和效率、增强安全性等优点，已成为现代局域网中广泛使用的技术之一。
路由器使用技巧启用IGMPSnooping
路由器使用技巧启用IGMPSnooping 随着互联网的迅速发展，路由器在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而路由器使用技巧也愈加成为人们关注的话题。
其中，启用IGMPSnooping是路由器使用技巧中的重要组成部分。
本文将为您详细介绍什么是IGMPSnooping以及如何启用它，帮助您更好地使用路由器。
一、什么是IGMPSnoopingIGMPSnooping是一种网络技术，主要用于多播广播网络中，能通过交换机学习哪些主机加入了特定的多播组，然后将多播数据报转发到加入该组的主机。
简单来说，就是使得局域网内的多播流量只被到处需要的主机接收，而没有必要的主机不接收。
二、为什么启用IGMPSnooping启用IGMPSnooping能够有效避免一些不必要的多播流量对网络性能产生负面影响。
一方面，多播流量一旦产生，会在网络内的所有节点广播，浪费了网络带宽资源；另一方面，当有多个下载设备同时占用带宽时，可能会造成网络拥堵情况。
而启用IGMPSnooping后，交换机将知道哪些端口需要该多播流量，只进行必要的转发，避免了不必要的流量浪费。
三、如何启用IGMPSnooping在大多数路由器上，都有启用或关闭IGMPSnooping的选项，只需要简单地打开这个开关，就可以启用IGMPSnooping了。
下面以TP-Link路由器为例，为大家介绍启用IGMPSnooping的方法：1. 首先，在浏览器中输入路由器的管理界面的地址，并登录；2. 在左侧“高级设置”栏目中，找到“IGMP Snooping”并单击进入；3. 在“IGMP Snooping”界面中，选择需要启用IGMPSnooping的端口，并勾选“IGMP Snooping开关”；4. 点击“应用”按钮，保存设置并退出界面。
四、使用IGMPSnooping后需要注意的问题1. 如果IGMPSnooping开启后，出现无法使用的情况，可以尝试关闭IGMPSnooping，看看是否恢复正常；2. 启用IGMPSnooping前，需要确保路由器和交换机同时支持该功能；3. 在使用认证方式登录网络时，启用IGMPSnooping可能会导致认证失败等问题，需要谨慎使用。
IGMPSnooping原理及应用
IGMPSnooping原理及应用IGMP Snooping 原理及应用目录第1章IGMP (1)1.1多播组地址 (1)1.2IP多播映射到以太网多播 (2)1.3IGMP协议 (2)1.3.1 IGMPv1 (3)1.3.1.1 IGMPv1查询响应过程 (4)1.3.1.2 IGMPv1加入过程 (5)1.3.1.3 IGMPv1离开过程 (5)1.3.2 IGMPv2 (6)1.3.2.1 IGMPv2查询响应过程 (7)1.3.2.2 IGMPv2离开过程 (7)1.3.3.3 查询选择过程 (8)1.3.3.4 小型拓扑图和包分析 (8)1.3.4 IGMPv3 (9)1.3.4.1 成员关系查询报文 (10)1.3.4.2 成员关系报告报文 (10)1.4多播转发和路由选择信息 (12)第2章IGMP SNOOPING (13)2.1IGMP S NOOPING协议 (13)2.2路由端口加入 (13)2.3组成员端口加入 (14)2.4组成员端口离开 (14)2.5IGMP S NOOPING模拟实验 (14)2.5.1 TL-SG3109 (15)2.5.2 DES-1228 (17)2.5.3 2款交换机比较 (19)第3章SNOOPING在视频多播的应用 (21)3.1流媒体基础知识 (21)3.1.1 流媒体概念 (21)3.1.2 点播与广播 (21)3.1.3 单播与多播 (22)3.2播视频服务器的搭建 (22)3.2.1 Windows Media Services服务器的安装 (22)3.2.2 建立多播组视频 (24)3.3S NOOPING视频多播应用实验 (28)3.3.1 同一网段视频点播和广播 (28)3.3.2 不同网段视频点播和广播 (30)第4章IGMP SNOOPING测试 (32)4.1静态分组测试 (32)4.2S NOOPING分组测试 (32)4.3S NOOPING时间参数测试 (33)参考文献 (35)附录IGMP SNOOPING功能测试 (36)第1章IGMP随着宽带多媒体网络的不断发展,各种宽带网络应用层出不穷。
[说明]IGMPSnooping（IGMP侦听）——二层交换上的组播约束机制
![[说明]IGMPSnooping（IGMP侦听）——二层交换上的组播约束机制](https://img.taocdn.com/s3/m/06058c2b82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b395.png)
IGMP Snooping(IGMP侦听)——二层交换上的组播约束机制2.1 IGMP Snooping 简介IGMP Snooping（Internet Group Management Protocol Snooping，IGMP 侦听）是运行在二层以太网交换机上的组播约束机制，用于管理和控制组播组。
2.1.1 IGMP Snooping 原理运行IGMP Snooping 的二层设备通过对收到的IGMP报文进行分析，为端口和MAC组播地址建立起映射关系，并根据这样的映射关系转发组播数据。
如图2-1所示，当二层设备没有运行IGMP Snooping时，组播数据在二层被广播；当二层设备运行了IGMP Snooping后，已知组播组的组播数据不会在二层被广播，而在二层被组播给指定的接收者。
2.1.2 IGMP Snooping 基本概念1. IGMP Snooping 相关端口如图2-2所示，Router A连接组播源，在Switch A和Switch B上分别运行IGMPSnooping，Host A和Host C为接收者主机（即组播组成员）。
结合图2-2，介绍一下IGMP Snooping相关的端口概念：路由器端口（Router Port）：交换机上靠近三层组播设备（即DR 或IGMP 查询器）一侧的端口，如Switch A 和Switch B 各自的Ethernet1/0/1 端口。
交换机将本设备上的所有路由器端口都记录在路由器端口列表中。
成员端口（Member Port）：又称组播组成员端口，表示交换机上靠近组播组成员一侧的端口，如Switch A 的Ethernet1/0/2 和Ethernet1/0/3 端口，以及Switch B 的Ethernet1/0/2 端口。
交换机将本设备上的所有成员端口都记录在IGMP Snooping 转发表中。
2. IGMP Snooping 端口老化定时器表2-1 IGMP Snooping 端口老化定时器2.1.3 IGMP Snooping 工作机制运行了IGMP Snooping 的交换机对不同IGMP 动作的具体处理方式如下：1. 普遍组查询IGMP 查询器定期向本地网段内的所有主机与路由器发送IGMP 通用查询报文，以查询该网段有哪些组播组的成员。
IP组播，二层组播IGMPSnooping，组播代理，跨VLAN组播
IP组播，二层组播IGMPSnooping，组播代理，跨VLAN组播一、IP组播技术简介组播技术指的是单个发送者对应多个接收者的一种网络通信。
组播技术中,通过向多个接收方传送单信息流方式,可以减少具有多个接收方同时收听或查看相同资源情况下的网络通信流量。
传统的IP通信主要包括单播和广播有两种方式。
对于单播和广播来说,不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽,也可能由于路由回环引起严重的广播风暴,同时还会浪费大量带宽,增加了服务器的负载。
所以,传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送多点接收的问题。
IP组播是指在IP网络中将数据包发送到网络中的某个确定的组播组。
IP组播是指源主机只发送一份数据,数据中的目的地址为组播地址;组播组中的所有接收者都可接收到同样的数据拷贝,并且只有组播组内的主机可以接收该数据,网络中其它主机不能收到。
IP组播有效地解决了单点发送多点接收的问题,能够大量节约网络带宽、降低网络负载。
更重要的是,可以利用网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务,包括远程医疗、网络电台、远程教育、在线直播、网络电视、视频会议等信息服务领域。
在IP多媒体业务日渐增多的情况下,随着互联网建设的迅猛发展和新业务的不断推出,IP组播有着巨大的市场潜力,组播业务也将逐渐得到推广和普及。
二、二层组播IGMP Snooping协议IGMP Snooping称为互联网组管理协议,它是运行在数据链路层设备上的组播约束机制,主要用于管理和控制组播组。
运行IGMP Snooping的设备通过对收到的IGMP报文进行分析,为端口和MAC组播地址建立起映射关系,并根据这样的映射关系转发组播数据。
当二层设备没有运行IGMP Snooping时,组播数据在二层被广播;当二层设备运行了IGMP Snooping后,已知组播组的组播数据不会在二层被广播,而在二层被组播给指定的接收者。
IGMP Snooping是通过监听IGMP协议包,提取相应的信息,形成组播成员关系表,然后对组播业务按照组成员关系进行转发,保证组成员收到正确的组播业务,而其余主机无法收到。
二层组播协议IGMP proxy或IGMP Snooping
(3)下行方向的业务包按照组播表进行转发。
(4)下联端口执行路由器的角色，完全按照IGMP V2中规定的机制执行，包括查询者选举机制，定期发送通用查询信息，收到离开包时发送特定查询等。 IGMP Proxy在两个端口分别实现不同的功能，工作量相对较大，其优点是当网络中没有路由器时，IGMP Proxy设备可以起到查询者的作用，而且如果要扩展组播路由功能，Proxy比Snooping方便。考虑到BAS复制PPPoE多播数据对底层设备造成的巨大压力，而且当前的交换机和部分DSLAM(尤其是以IP为内核的DSLAM)已经开始支持二层组播,所以从发展的角度看采用IGMP Proxy更好一些。
(3)BAS收到路由器的组播数据报文时，根据组播MAC地址和组播IP地址的对应关系，找到对应的VLAN，然后将数据包封装成PPPoE的会话包，向VLAN内的成员转发。
(4)当收到来自主机的申请离开组播组的包时，BAS把收到该包的端口从相应的VLAN中删除，若该用户是组播组最后一个用户(此时VLAN为空)，则把该VLAN删除，并把该包内容通过上行端口转发出去。 IGMP Snooping的规则比较简单，下行方向透传查询包，上行方向根据需要转发加入或离开包，但要求BAS必须有3层提取功能，它对于主机和路由器是透明的。
(1)主机与BAS进行PPPoE协商，通过PPPoE认证。
(2)主机向路由器发送IGMP成员报告包址，将该用户添加到对应的VLAN，如果该用户是组播组的第一个用户，则为这个组播组产生一个组播条目，并将该报文转发至上层路由器以更新组播路由表。
二、IGMP Proxy
IGMP Proxy是靠拦截用户和路由器之间的IGMP报文建立组播表，Proxy设备的上联端口执行主机的角色，下联端口执行路由器的角色。
igmp snooping的工作过程
igmp snooping的工作过程IGMP Snooping的工作过程IGMP（Internet Group Management Protocol）是一种用于管理和控制IP组播（Multicast）的协议。
而IGMP Snooping是一种基于交换机的技术，用于提高组播传输的效率和安全性。
下面将介绍IGMP Snooping的工作过程。
一、IGMP Snooping的基本原理IGMP Snooping通过监听网络中的IGMP报文，了解主机加入和离开组播组的信息，并根据这些信息来动态地维护一个组播组的成员表。
交换机根据组播组的成员表来决定将组播数据转发给哪些端口，从而实现组播数据的有效传输。
二、IGMP Snooping的工作步骤1. 初始化：交换机启动时，会开启IGMP Snooping功能，并初始化组播组的成员表为空。
2. 监听IGMP报文：交换机会监听网络中的IGMP报文，包括IGMP Query、IGMP Report和IGMP Leave报文。
IGMP Query 报文用于查询网络中的主机是否仍然对组播组感兴趣；IGMP Report报文用于主机加入或离开组播组；IGMP Leave报文用于主机主动离开组播组。
3. 维护组播组的成员表：a. 当交换机收到IGMP Report报文时，会根据报文中的信息更新相应组播组的成员表。
如果组播组在成员表中不存在，则添加该组播组及相关端口信息；如果组播组已存在，则更新该组播组的端口信息。
b. 当交换机收到IGMP Leave报文时，会根据报文中的信息从相应组播组的成员表中删除相应的端口。
4. 转发组播数据：a. 当交换机收到组播数据时，会根据组播数据的目的IP地址查询组播组的成员表，确定需要转发组播数据的端口。
b. 交换机将组播数据转发给成员表中相应的端口，只有对组播组感兴趣的主机才会接收到组播数据。
c. 如果某个组播组的成员表为空，交换机将不会转发该组播组的数据，从而节省网络带宽和处理资源。
二层组播转发原理与IGMP Snooping介绍
2. 二层组播转发原理 ....................................................................................................................5 3. IGMP 与 IGMP Snooping ............................................................................................................5
图 1 IP 组播与单播转发模型对比
1.2 组播 IP 地址
IP 组播地址用于标识一个 IP 组播组。IANA 把 D 类地址空间分配给 IP 组播，其范围是从 224.0.0.0 到 239.255.255.255。IP 组播地址前四位均为 1110。见表 1
版权所有：深圳市新格林耐特ห้องสมุดไป่ตู้发部
八位组（1） 1110XXXX
3.2.1 IGMPv1 的报文格式..............................................................................................6 3.2.2 报文介绍与处理说明...........................................................................................6 3.3 IGMPv2 介绍 .....................................................................................................................7 3.3.1 IGMPv2 报文格式说明..........................................................................................7 3.3.2 报文介绍与处理说明...........................................................................................7 3.4 IGMPv3 介绍 .....................................................................................................................8 3.4.1 IGMPv3 报文格式说明..........................................................................................8 3.4.2 IGMPv3 查询报文介绍..........................................................................................8 3.4.3 IGMPv3 报告报文介绍........................................................................................10 3.4.4 IGMPv3 报文处理说明........................................................................................13 3.5 IGMP 三个版本对比.......................................................................................................14 4. IGMP Snooping 介绍 ................................................................................................................14 4.1 IGMP Snooping 概述 ......................................................................................................14 4.2 IGMP Snooping 基本概念 ..............................................................................................15 4.3 IGMP Snooping 的处理过程 .........................................................................................15 后记 ................................................................................................................................................16
igmp snooping工作机制
igmp snooping工作机制什么是IGMP Snooping？IGMP（Internet Group Management Protocol）Snooping是一种网络协议，用于管理多播组成员和多播组数据流的传送。
IGMP Snooping 提供了一种机制，使交换机能够了解主机的组播组成员身份，并只将组播数据流转发给相关的端口，从而有效地减少网络中不必要的组播数据流量。
IGMP Snooping的工作机制：1. 组播组成员发现：当主机加入一个组播组时，它会发送一条IGMP报文来通知所在网络中的其他设备。
IGMP Snooping交换机会监听并解析这些IGMP报文，以确定哪些端口上有组播组成员。
2. 组播数据流的转发：一旦交换机了解了组播组成员的位置，它只会将组播数据流转发到关联的端口，而不会将数据流广播到整个网络。
这样可以减少网络中的组播数据流量，提高网络性能。
3. 组播组成员的定期检查：IGMP Snooping交换机会定期发送IGMP查询报文来检查组播组成员是否仍然活动。
如果某个组播组成员不再响应查询报文，交换机会将其从相关端口的组播组成员列表中删除。
4. 组播组成员的移动：当一个组播组成员从一个端口移动到另一个端口时，IGMP Snooping会及时更新组播组成员列表，并将组播数据流转发到新的端口。
5. 配置交换机的IGMP Snooping功能：管理员可以通过配置交换机的IGMP Snooping参数来控制组播数据流的传送。
例如，可以配置转发模式（包括全局转发和多VLAN转发）、Aging 时间和端口过滤等。
6. IGMP Snooping Proxy：在一些特殊环境中，IGMP Snooping Proxy可以用来解决多层网络中的组播流量问题。
它可以在不同的VLAN之间传递IGMP报文，从而实现跨VLAN的组播数据流转发。
总结：IGMP Snooping是一种有效的组播管理机制，它可以帮助网络管理员优化组播数据流量并提高网络性能。
7-2-IGMP及二层相关问题
总结
• 组播客户端通过 组播客户端通过IGMPv2协议来加入或离开一个组播组。 协议来加入或离开一个组播组。 协议来加入或离开一个组播组 • IGMPv3允许客户端指定它希望使用的组播源。 允许客户端指定它希望使用的组播源。 允许客户端指定它希望使用的组播源 • 若在二层交换机上未启用类似 若在二层交换机上未启用类似CGMP和IGMP snooping等机制， 和 等机制， 等机制 所有的组播帧在二层交换机上将被泛洪。 所有的组播帧在二层交换机上将被泛洪。 • CGMP是思科私有协议，它用于路由器和交换机之间，使得二层交 CGMP是思科私有协议，它用于路由器和交换机之间， 是思科私有协议 换机更高效地转发组播数据。 换机更高效地转发组播数据。 • IGMP snooping是标准的协议，其功能类似于 是标准的协议， 是标准的协议 其功能类似于CGMP。 。
IGMPv2—加入一个组 加入一个组
IGMPv2—离开一个组 离开一个组
1. H2发送一个离开组的消息 2. 路由器发送指定组查询 3. 该组播组的其他成员发送报告消息，由此路由器得知该子网下 仍存在成员
IGMPv2—离开一个组 续) 离开一个组(续 离开一个组
IGMPv2—离开一个组 续) 离开一个组(续 离开一个组
二层组播数据帧交换的解决方案
• 思科组管理协议 思科组管理协议(CGMP, Cisco Group Management 简单、私有； Protocol): 简单、私有；在思科路由器和交换机间运行 • IGMP监听 监听(IGMP snooping): 复杂、标准；用于交换机 复杂、标准； 监听
二层组播数据帧交换—CGMP 二层组播及二层相关问题 及二层相关问题
IGMPv2
• RFC 2236
IGMP Snooping的原理
1 IGMP Snooping的原理分析1.1 IGMP Snooping的含义和实现环境IGMP Snooping即IGMP侦听 ,其主要作用是在交换机上完成二层组播的动态注册。
它使用的是IGMP报文 ，IGMP报文格式可以在RFC1122(IGMP 版本1)和RFC2236（IGMP 版本2）中找到。
在较早的组网环境中，并没有以太网交换机的参与，路由器一般直接和主机相连，它们之间通过标准的IGMP协议来实现组播功能［2］。
而目前IGMP Snooping则不同，它的实现需要主机，交换机和路由器的共同参与，1.2 IGMP Snooping的实现原理通过IGMP Snooping实现二层组播时需要在主机和路由器上实现IGMP，交换机只是通过侦听主机和路由器传送的不同类型的IGMP报文来动态维护二层组播组，并且在本交换机上的组播注册一般不会传播到其它交换机上。
IGMP Snooping 的实现和标准的IGMP协议的实现有相似之处，但IGMP Snooping其实并没有统一的国际标准，所以设计实现起来可以更加灵活高效。
这一点，可以在后面的定时器超时处理和接收报文处理中得到体现。
1.3 IGMP Snooping的组播注册属性由于IGMP Snooping使用的是IP组播地址，所以要将IP组播地址映射到MAC 组播地址，同时还存在多个IP组播地址对应一个MAC组播地址的情况［3］。
IGMP Snooping除了维护一般的组成员端口外，还要维护路由器端口。
这里的路由器端口指的是交换机上和路由器相连的端口。
1.4 IGMP Snooping与VLAN的紧密联系VLAN技术，即虚拟局域网技术。
在交换机中引入VLAN的一个主要原因就是限制广播。
在VLAN环境下，为了将二者更好地结合起来实现组播，应该将IGMP Snooping所建立的组播组局限在VLAN广播域中。
这样在VLAN环境中，不但组播数据报文的传播是被局限在VLAN域中，而且用来建立组播组的IGMP控制报文的传播也是局限在VLAN域中的。
IGMP Snooping 配置
15IGMP Snooping配置15.1概述15.1.1理解IGMP Snooping的工作原理IGMP Snooping是Internet Group Management Protocol Snooping（因特网组管理窥探）的简称。
它是运行在二层设备上的组播约束机制，用于管理和控制IP组播组，属于二层组播功能。
运行IGMP Snooping的设备通过对收到的IGMP报文进行分析，为端口和组播地址建立起映射关系，并根据这样的映射关系转发组播数据。
如图1所示，当无线设备没有运行IGMP Snooping时，组播数据报文在AC上VLAN内被广播，在AP上往所有的无线口广播；当无线AC和AP都运行了IGMP Snooping后，已知组播组的组播数据报文不会被广播，而是会精确转发给特定的接收者。
图1无线设计AC和AP上运行IGMP Snooping前后的对比15.1.2理解IGMP Snooping的两类端口我们先以有线设备来说明IGMP Snooping的两类端口。
如图2所示，设备连接组播路由器，在设备上运行了IGMP Snooping，存在三个用户A、B、C，接收者主机为A、C（即组播组成员）。
图 2.IGMP Snooping的两类端口路由连接口（Multicast Router Port）：设备上连接组播路由器（三层组播设备），如Switch A的Eth0/1端口。
在运行了IGMP Snooping的设备上，收到所有源地址不为0.0.0.0的IGMP普通查询报文或PIM Hello报文的端口，都将视为动态路由连接口。
本设备上的所有路由连接口（包括动态和静态端口）都记录在路由连接口列表中。
路由连接口缺省情况下是对应VLAN内组播数据的接收者，也会被添加到IGMP Snooping转发表中。
成员端口（Member Port）：IP组播组成员端口的简称，又称侦听者端口（Listener Port），表示设备上连接IP组播组成员侧的端口，如Switch A的Eth0/2、Eth0/3和Eth0/4端口。
IGMP SNOOPING
29
Snooping报告与查询 IGMP Snooping报告与查询
查询响应 响应抑制 定时查询和特定查询 组播网络 加入离开报告
30
目 录
IGMP Snooping 基本概念
IGMP Snooping 端口 IGMP Snooping报告与查询 IGMP Snooping转发列表 IGMP Snooping端口老化定时器
3
IP网络数据传输方式IP网络数据传输方式-单播 网络数据传输方式
4
IP网络数据传输方式IP网络数据传输方式-组播 网络数据传输方式
5
IP网络数据传输方式IP网络数据传输方式-广播 网络数据传输方式
6
目 录
IGMP Snooping 简介
IP网络数据传输方式
IP组播技术体系结构 组播IP地址说明 组成员关系协议 (IGMP) 网络二层组播相关协议 组播路由协议 （PIM-SM） 组播目前存在的问题
14
网络二层组播相关协议
IGMP Snooping IGMP Proxy CGMP
Name
IGMP Snooping IGMP Proxy CGMP(Cisco Group Management Protocol)
1
2 3
15
目 录
IGMP Snooping 简介
IP网络数据传输方式
IP组播技术体系结构 组播IP地址说明 组成员关系协议 (IGMP) 网络二层组播相关协议 组播路由协议 （PIM-SM） 组播目前存在的问题
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目 录
IGMP Snooping 工作机制
普遍组查询 报告成员关系 离开组播组 IGMP Snooping Proxying
36
igmp+snooping实现原理
igmp+snooping实现原理一、概述IGMP（Internet Group Management Protocol）是一种用于在局域网中报告主机组成员关系的协议。
IGMP Snooping是一种用于路由器和交换机之间的 IGMP 实现技术，用于减少 IGMP 消息在网络中的传输，从而提高网络性能和稳定性。
1. IGMP Snooping的工作机制基于交换机对 IGMP 报文的检测和处理。
当一个主机加入或离开一个组时，主机会向交换机发送 IGMP 报告报文，告知主机所在的组信息。
2. 交换机接收到 IGMP 报告报文后，会将其与本地已有的组信息进行比较。
如果发现组信息发生变化，交换机就会向路由器发送一个通告报文，通知路由器该组信息发生了变化。
3. 路由器接收到交换机发送的通告报文后，会更新本地缓存的组信息，并重新计算每个组的大小和成员数量。
通过这种方式，路由器可以快速准确地获取网络中各个组的动态变化情况。
4. 在 IGMP Snooping 中，交换机和路由器之间通过交换 IGMP 消息来实现组信息的传递和更新。
这种机制可以减少 IGMP 消息在网络中的传输，从而降低网络负载和提高网络性能。
1. 提高网络性能：通过减少 IGMP 消息在网络中的传输，IGMP Snooping 可以降低网络负载，提高网络性能和稳定性。
2. 减少网络拥塞：IGMP Snooping 可以有效地避免因大量 IGMP 消息传输而导致的网络拥塞问题。
3. 降低网络延迟：由于 IGMP Snooping 可以减少 IGMP 消息在网络中的传输，因此可以降低网络延迟，提高网络响应速度。
4. 提高网络安全性：通过限制 IGMP 消息在网络中的传输，IGMP Snooping 可以提高网络安全性，减少恶意攻击的可能性。
四、总结IGMP Snooping是一种用于路由器和交换机之间的 IGMP 实现技术，通过检测和处理 IGMP 报文，实现组信息的传递和更新，从而减少 IGMP 消息在网络中的传输，提高网络性能和稳定性。
第08章 二层组播技术
hostB
hostA hostC
Multicast Source Router
Switch
(with
IGMP
Proxy)
Video server B
图8-4 IGMP代理的典型应用示意图
如上图所示，在交换机没有运行IGMP代理时，交换机会将终端ABC的IGMP报告转发至路由器，还会将路由器的查询报文转发给下游终端。
交换机上运行IGMP代理之后，上游的查询不会被转发至下游终端，终端ABC的IGMP报告也不会被转发给路由器。
交换机自己向下游发送查询，综合终端ABC 的报告形成成员数据库，根据成员数据库的组记录形成报告发送给路由器。
路由器收到的代理报告和收到下游终端ABC的报告的效果是一样的，却减少了路由器收到的IGMP报告报文的数量，减轻了路由器的压力。
8.5MVR及其应用
本节主要讲述MVR的原理和应用。
本节主要内容：
l相关术语解析
l介绍
Router A Switch A Video
Terminal A Switch B
Video server
Video Terminal B Video Terminal C Video Terminal D Video Terminal E Video
Terminal F
Router A Switch A Video
Terminal A Switch B
Video server
Video Terminal B Video Terminal C Video Terminal D Video Terminal E Video
Terminal F。
01-01 IGMP Snooping配置
IGMP工作阶段
二层组播设备收到的报文 类型
普遍组查询
IGMP查询器定期向本地网 段内的所有主机与路由器 （目的地址为224.0.0.1） 发送IGMP普遍组查询报 文，以查询该网段有哪些 组播组的成员。
IGMP普遍组查询报文
成员报告
有两种情况：
l 成员收到IGMP普遍组 查询报文后，回应 IGMP报告报文。
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E600 教育网系列交换机 配置指南-IP 组播
1 IGMP Snooping 配置
结合图1-3，介绍IGMP Snooping中相关端口的概念。
表 1-1 IGMP Snooping 中的端口角色
端口角色
作用
路由器端口（Router Port）
如SwitchA和SwitchB上蓝 色圆圈表示的接口。
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E600 教育网系列交换机 配置指南-IP 组播
1 IGMP Snooping 配置
当Router将组播报文转发至Switch以后，Switch负责将组播报文转发给组播用户。由于 组播报文的目的地址为组播组地址，在二层设备上是学习不到这一类MAC表项的，因 此组播报文就会在所有接口进行广播，和它在同一广播域内的组播成员和非组播成员 都能收到组播报文。这样不但浪费了网络带宽，而且影响了网络信息安全。
1.2.1 IGMP Snooping
基本原理
IGMP Snooping是二层组播的基本功能，可以实现组播数据在数据链路层的转发和控 制。当主机和上游三层设备之间传递的IGMP协议报文通过二层组播设备时，IGMP Snooping分析报文携带的信息，根据这些信息建立和维护二层组播转发表，从而指导 组播数据在数据链路层按需转发。
组播IGMP snooping原理
查询器是IGMP snooping中的核心角色，负责发送IGMP查询报文并接收组成员的报告报 文。
实现方式
在交换机上启用IGMP snooping功能后，交换机会选举一个查询器。查询器周期性地发 送IGMP查询报文，以维持与组成员的关系。
作用
通过查询报文，查询器可以了解到网络中哪些主机加入了组播组，从而进行相应的转发决 策。
提高网络性能
通过减少不必要的组播流量，IGMP Snooping可以降低网络拥塞，提高网络 性能。
节省带宽资源
通过精确控制组播数据的转发范围，IGMP Snooping可以节省宝贵的带宽资源 。
02
IGMP Snooping工作原理
Chapter
监听IGMP报文
监听主机发送的IGMP报文
交换机监听到主机发送的IGMP报文后，可以分析报文内容，获取组播组成员信 息。
记录报文信息
交换机将监听到的IGMP报文信息进行记录，包括报文类型、组播组地址、主机 MAC地址等。
建立组成员关系表
创建组成员关系表项
根据监听到的IGMP报文信息，在交换机上创建组成员关系表 项，记录组播组地址、主机MAC地址以及端口等信息。
更新组成员关系表
随着网络拓扑和主机状态的变化，交换机需要不断更新组成 员关系表，确保表项信息的准确性。
加强网络安全
IGMP Snooping能够防止非法组 播源和非法组播组成员的接入， 提高网络安全性。
技术发展趋势预测
智能化发展
未来IGMP Snooping技术将更加注重智能化发展，通过机器学习和人工智能等技术， 实现自动优化和配置。
与SDN/NFV融合
随着软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术的不断发展，IGMP Snooping将与这些技术融合，实现更加灵活和高效的网络组播服务。
组播igmpsnooping（igmp侦听）
组播igmpsnooping（igmp侦听）IGMP Snooping 典型配置举例2.4.1 配置IGMP Snooping 功能1. 组⽹需求为了使组播数据不在⼆层被⼴播，需要在交换机上启动IGMP Snooping。
如图2-3所⽰，Router A通过Ethernet1/0/2 接⼝连接组播源（Source），通过Ethernet1/0/1 接⼝连接Switch A。
H3C S3100 系列以太⽹交换机操作⼿册组播协议第 2 章IGMP Snooping 配置2-16在Router A 上运⾏PIM DM 和IGMP，在Switch A 上运⾏IGMP Snooping，并由Router A 充当IGMP 查询器。
组播源（Source）发送组播数据的地址为224.1.1.1；接收者Host A 和Host B 加⼊到组播组224.1.1.1。
2. 组⽹图图2-3 配置IGMP Snooping 组⽹图3. 配置步骤(1) 配置各设备接⼝的IP 地址请按照图2-3配置各接⼝的IP地址和⼦⽹掩码，具体配置过程略。
(2) 配置Router A# 启动组播路由，在各接⼝上启动PIM-DM，并在接⼝Ethernet1/0/1 上启动IGMP。
system-view[RouterA] multicast routing-enable[RouterA] interface Ethernet1/0/1[RouterA-Ethernet1/0/1] igmp enable[RouterA-Ethernet1/0/1] pim dm[RouterA-Ethernet1/0/1] quit[RouterA] interface Ethernet1/0/2[RouterA-Ethernet1/0/2] pim dm[RouterA-Ethernet1/0/2] quit(3) 配置Switch A# 全局启动IGMP Snooping。
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Hale Waihona Puke 二层组播转发原理与 IGMP Snooping 介绍
目录
1. IP 组播概述..................................................................................................................................2 1.1 IP 组播的必要性................................................................................................................2 1.2 组播 IP 地址......................................................................................................................2 1.3 组播地址划分....................................................................................................................3 1.4 组播地址映射....................................................................................................................3 1.5 组播通信与相关协议框架...............................................................................................4
图 1 IP 组播与单播转发模型对比
1.2 组播 IP 地址
IP 组播地址用于标识一个 IP 组播组。IANA 把 D 类地址空间分配给 IP 组播，其范围是从 224.0.0.0 到 239.255.255.255。IP 组播地址前四位均为 1110。见表 1
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八位组（1） 1110XXXX
2. 二层组播转发原理 ....................................................................................................................5 3. IGMP 与 IGMP Snooping ............................................................................................................5
239.255.255.255
本地管理 组播地址
238.255.255.255
用户组播地址
224.0.0.255
预留组播地址
224.0.0.0
图 2 组播地址划分
1.4 组播地址映射
MAC 地址有 48 位，但它通常被表示为 12 位的十六进制数，如 00:0a:5a:10:c6:02、 00-0c-f1-7a-f4-72。 M A C 地址全球唯一，由 IEEE 对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成，分别 是供应商代码和序列号。其中前 24 位二进制代表该供应商代码。剩下的 24 位由厂商自己分 配。如果 48 位全是 1，则表明该地址是广播地址。如果第 8 位是 1，则表示该地址是组播地 址。IP 通信时，单播地址可根据 ARP 协议获取对应的 MAC 地址，那根据 IP 组播地址如何 获取 MAC 组播地址呢，也是有明确规定的，参见图 3。以太网和 FDDI 的 MAC 地址 01:00:5E:00:00:00 到 01:00:5E:7F:FF:FF 用于将三层 IP 组播地址映射为二层地址，即 IP 组播 地址中的低 23 位放入 IEEE MAC 地址的低 23 位。IP 组播地址有 28 位地址空间，但只有 23 位被映射到 IEEE MAC 地址，这样会有 32 个 IP 组播地址映射到同一 MAC 地址上。
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1. IP 组播概述
1.1 IP 组播的必要性
传统的 IP 通信是在一个源 IP 主机和一个目标 IP 主机之间（单播）或者一个源 IP 主机和网 络中所有的 IP 主机之间（广播）进行的。如果我们要将信息发送给网络中的多个而非所有 IP 主机，要么采用广播方式，要么由源 IP 主机分别向网络中的多个目标 IP 主机单播发送 IP 包。广播方式不仅会将信息发送给不需要的 IP 主机而浪费带宽，也可能由于路由回环引起 一场严重的广播风暴；单播方式由于 IP 包的重复发送而白白浪费掉大量带宽，也增加了服 务器的负载。可以说传统的 IP 通信技术不能有效地解决单点发送多点接收的问题。 组播是指信源将信息发向所有网络节点的某个确定子集的点到多点的通信形式。IP 组播是 指在 IP 网络中数据包以尽力传送的形式发送到所有网络节点的某个确定子集，这个子集称 为组播组。IP 组播的基本思想是源 IP 主机只发送一份数据，一个或多个接收者可接收相同 数据的拷贝。即允许源 IP 主机向网上所有 IP 主机的一部分（子集）发送 IP 分组，只有该 子集内的主机（目标主机）可以接收该分组，而网络中其它 IP 主机不能收到该分组。这种 逻辑上的子集（目标主机）就是组播组，用 D 类 IP 地址（224.0.0.0～239.255.255.255） 来标识。 IP 组播技术有效地解决了单点发送多点接收、多点发送多点接收的问题，实现了 IP 网络中 点到多点的高效数据传送,能够有效地节约网络带宽、降低网络负载。IP 组播技术在实时数 据传送、网络电视、多媒体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。组播 与单播转发模型参见图 1。
表 1 D 类 IP 地址格式 八位组（2） 八位组（3） XXXXXXXX XXXXXXXX
八位组（4） XXXXXXXX
1.3 组播地址划分
IP 组播地址划分参见图 2。224.0.0.0 保留不做分配。IANA 预留 224.0.0.1 到 224.0.0.255 的 组播地址，为路由协议以及其他低级拓扑查找及维护协议使用，如 IGMP 用到组播地址 224.0.0.1、224.0.0.2、224.0.0.22，RIPv2 的地址为 224.0.0.9，OSPF 用到组播地址 224.0.0.5 和 224.0.0.6。预留组播地址属于局部范畴，不论生存时间字段（TTL）值是多少，都不会被 IP 路由器转发。239.0.0.0 到 239.255.255.255 被用作本地组播管理地址。其余组播地址作为 用户组播地址。当 IP 层收到组播数据报文（即目的 IP 为用户组播地址）时，根据组播转发 表进行转发。
3.2.1 IGMPv1 的报文格式..............................................................................................6 3.2.2 报文介绍与处理说明...........................................................................................6 3.3 IGMPv2 介绍 .....................................................................................................................7 3.3.1 IGMPv2 报文格式说明..........................................................................................7 3.3.2 报文介绍与处理说明...........................................................................................7 3.4 IGMPv3 介绍 .....................................................................................................................8 3.4.1 IGMPv3 报文格式说明..........................................................................................8 3.4.2 IGMPv3 查询报文介绍..........................................................................................8 3.4.3 IGMPv3 报告报文介绍........................................................................................10 3.4.4 IGMPv3 报文处理说明........................................................................................13 3.5 IGMP 三个版本对比.......................................................................................................14 4. IGMP Snooping 介绍 ................................................................................................................14 4.1 IGMP Snooping 概述 ......................................................................................................14 4.2 IGMP Snooping 基本概念 ..............................................................................................15 4.3 IGMP Snooping 的处理过程 .........................................................................................15 后记 ................................................................................................................................................16