IGMPv3协议原理及实现

TO_EX(G，S)
改变组播组过滤模式为EXCLUDE，源地址列表中包含了新的不希望加 入的源地址S。TO_EX(G，{})表示对加入G的所有源，相当于IGMPv2的 加入报文。
IGMP v3 加入报文
IGMPv3查询报文
（2）IGMPv3查询报文
报文类型 通用组查询 特定组查询 含义 通过发送该报文来学习接口对“全部”组播的接收状 态。与IGMPv2相似。 通过发送该报文来学习接口对“指定组地址”组播的 接收状态。与IGMPv2相似。
IGMPv1协议共包含2种类型的报文： （1）Report 报文 （2）报文
IGMPv2协议介绍
相对于IGMPv1协议，IGMPv2增加离开组机制和查询器选举机制等。
离开组机制： （1）一主机离开组，向组播路由器发送离开组报文（224.0.0.2），有的厂商 地址为离开的组播组地址； （2）查询器收到该报文后，向主机声明要离开组播组发送特定组查询报文； （3）如果该网段内还有该组播组其它成员，则这些成员在收到特定组查询报 文后，则在该报文中所设定最大响应时间内发送成员关系报告报文；
IGMPv3协议原理
例如： 系统中不存在组播组，线卡和主控组播工作模式均为snooping模式; 用户1发送组记录类型为IS_INCLUDE(2,3)，组地址为224.1.1.1的 Report报文， 请求加入到指定组，点播该节目； 用户1能够收到组地址为224.1.1.1，源为2,3的组播数据流； 用户2发送组记录类型为IS_EXCLUDE(1,2)，组地址为224.1.1.2 的 Report报文， 请求加入到指定组，点播该节目； 用户2能够收到组地址为224.1.1.2，源为3,4的组播数据流；
组播组：使用一个IP 组播地址标识。任何用户主机（或 其他接收设备）加入一个组播组，就成为了该组成员，可 以识别并接收以该IP组播地址为目的地址的IP 报文。
组播源：以组播组地址为目的地址，发送IP 报文的信源 称为组播源。一个组播源可以同时向多个组播组发送数据。 组播组成员:组播组中的成员是动态的，网络中的用户主 机可以在任何时刻加入和离开组播组。 组播复制:是指网络设备支持把入口一份组播报文复制多 份到多个出口的能力。
含义
报告当前状态，说明当前组的模式是INCLUDE模式，收到查询报文时 触发，源地址列表中包含了该组的源地址S。
TO_IN(G，S)
ALLOW(G，S) BLOCK(G，S) IS_EX(G，S)
改变组播组过滤模式为INCLUDE，源地址列表中包含了新的源地址S 。TO_IN(G，{})表示离开G的所有源，相当于IGMPv2的离开报文。
（2）主控组播组表增加过滤模式Filter-Mode, 和源地址列表 （基于所有线卡下用户发送的Report报文信息生成）。 （3）下发三元组（组播组地址，组播源地址和端口）到交 换驱动，基于组播源和组播组地址进行转发；
IGMPv3协议在FP8680上实现
IGMPv3协议的主要功能是基于源地址进行过滤。
使主机加入某组播组G 同时，能明确要求接收或拒绝来自某特定组播源S 组播信息。
（3）查询报文中最大查询响应时间支持范围从IGMPv2的25.5秒扩大 到3174.4秒。
IGMPv3协议报告报文格式
IGMPv3协议共包含2种类型的报文：报告和查询报文
IGMPv3协议
（1）报告报文的类型
组记录类型
IS_IN(G，S)
IGMPv3协议原理
过滤模式：IGMP v3增加了对“源过滤”的支持，即系统有能力报告 对发往某个特定多播地址的数据报，只希望接收某些特定源的，以支 持特定源多播，或者只希望接收除了某些特定源的。其中过滤模式有 INCLUDE和EXCLUDE两种。
INCLUDE模式: 只有来自source-list参数中列出的那些IP源地址的并发往指定多播地址 的数据报才会被接收。 EXCLUDE模式: 只有来自除source-list参数中列出的那些IP源地址之外的。
改变源地址列表，源地址改变时触发，记录中包含的源地址是系统 希望加入的源S。 改变源地址列表，源地址改变时触发，记录中包含的源地址是系统 不再希望加入的源S。 报告当前状态，说明当前组的模式是EXCLUDE模式，收到查询报文时 触发，源地址列表中包含了该组不希望加入的源地址S。IS_EX(G，{}) 表示当前对G的所有源都感兴趣，相当于IGMPv2的加入报文。
IGMPv1协议介绍
IGMP: Internet 组管理协议，用于主机与路由器之间交互信息的
一种协议。共包括v1, v2, v3三种版本，当前比较常用的为 IGMPv2协 议。
IGMPv1 协议
主要基于查询和响应机制来完成对组播组成员的管理。 主机可以加入组播组。 没有离开信息（leave messages）。 使用超时机制去发现其成员不关注的组。
IGMP v2 离开报文
离开报文目的地址为：224.0.0.2或者组播组地址， 类型：0x17
IGMP v2查询报文
注意：查询报文目的地址为：224.0.0.1， 类型：0x11
IGMPv3协议
IGMPv3: IGMPv3 在兼容和继承IGMPv1 和IGMPv2 的基础上，
进一步增强了主机的控制能力，并增强了查询和报告报文的功能。 （1）查询和报告功能增强，兼容低版本的普通组和特定组查询； 增加了对特定源组查询的支持； 批量报告：报文目的地址为：224.0.0.22，可以携带一个或多个 组记录; （2）主机空间能力增强，支持源过滤功能（INCLUDE/EXCLUDE）;
再次调用交换接口GenHwSwitchIpmcAdd下发三元组（组播组地址、源 地址，0）下发到交换驱动，将EXCLUDE中的指定源地址的组播数据 流丢弃；
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查询器选举机制
共享网段上组播路由器的选举机制 。（规定同一网段上有多个组播路由器 时，具有最小ip地址的组播路由器被选举出来充当查询器）
IGMPv2协议共包含3种类型的报文：
（1）Report 报文 （2）Leave报文 （3）查询报文
IGMP v2 加入报文
加入报文目的地址为：组播组地址， 类型：0x16
特定源组查询
通过发送该报文来学习接口对“指定组地址和指定源 地址”组播的接收状态。IGMPv3新增。
注意：IGMPv3的查询报文类型与IGMPv1和IGMPv2一致，均为0x11, 不同的是IGMPv3协议报文的长度大于等于12字节；
IGMP v3 查询报文格式
IGMP v3 查询报文
下面为一个指定源（20.20.20.1和20.20.20.2）和组播组地 址（224.1.1.1）的查询报文.
上联口存在组播组地址224.1.1.1， 源为1,2,3,4的组播数据流；组播组 地址224.1.1.2，源为1,2,3,4的组播数据流 那么用户1和用户2分别能收到那些组播数据流？
思考：
IGMPv3协议原理
上面的例子中如果用户1 和用户2点播的组播组地址相同，均为 224.1.1.1，那结果又是如何呢？
交换驱动对INCLUDE和EXCLUDE的支持。 组播组过滤模式INCLUDE: 首先切换到三层组播，调用交换接口 GenHwSwitchIpmcAdd下发（组播 组地址、源地址、对应端口）下发到交换驱动，只允许指定的数据流 通过； 组播组过滤模式EXCLUDE:
首先切换到三层组播，调用交换接口 GenHwSwitchIpmcAdd下发三元组 （组播组地址，0， 端口）到驱动，允许所有源的组播数据通过；
自由通信·创造未来
IGMPv3协议原理及实现
上海斐讯武汉研发中心 软件开发部 张显峰 2013-05-23
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提纲
组播基本概念
IGMP协议介绍 IGMPv3协议原理 IGMPv3协议在FP8680上实现
组播
组播方式实现点到多点传输，只有一个发送者和对该组 播地址感兴趣的多个接收者。
组播基本概念
（1）首先用户1点播，生成组播组224.1.1.1的表项，过滤模式为 INCLUDE(A)，A=（2,3）
(2) 用户2点播， 系统接收到IS_EXCLDUE(B)报文，由于已经存在该 组播组，只需刷新表项即可。
组播新状态为EXCLUDE(2, 1); 执行操作：设置1的源定时器为0；删 除源3；组定时器恢复为默认值GMI； 结果：用户1 能够收到源为2,3的组播数据流；
用户2能够收到源为3,4的组播数据流；
组播组收到不同类型报文状态跃迁表
IGMPv3协议在FP8680上实现
FP8680采用线卡和主控两层控制机制实现IGMPv3协议；
（1）线卡记录由每个PON口发送的Report报文信息中所携 带的INCLDUE和EXCLUDE源列表信息；
线卡组播组表增加过滤模式Filter-Mode, 和源地址列表 （基于该线卡下所有用户发送的Report报文信息生成）。