Linux IGMP 學習筆記 之一 IGMP協議格式__Linux

一、IGMP定義及分類

IGMP：INTERNET組管理協議，與廣播最大的不同是，IGMP允許每一個網路裝置決定是否參與到一個特定的多播群組中。

       IGMP的ip地址，組播ip地址的範圍為224.0.0.0-239.255.255.255。其中224.0.0.1代表子網上的所有電腦，224.0.0.2代表子網上的所有路由器。另外，多播ip地址只可作為目的地址，而且不能產生關於多播地址的差錯報文。在上幾節分析icmp協議時，代碼在接收icmp echo request包後，只有允許對多播地址的請求包的回複時才會對多播地址進行回複，linux中預設是不回複多播echo請求的，只有使用者強制配置回複後，才會對多播echo請求進行回複。

       IGMP的mac地址為01-00-5e-xx-xx-xx，其中後23bits是ip地址的低23bits。從這也說明了只要知道一個多播ip地址，即可換算出其mac地址，不需要通過arp請求擷取mac地址。

 

 

在具體實現功能時，又分為IGMP SNOOPING與IGMP PROXY兩種。

對於IGMP SNOOPING這是在二層實現組播資料限制的一個功能。對於一個路由器或者2層switch，當lan層的一個連接埠發送一個IGMP report報文加入一個組播組後，如果沒有開啟IGMP SNOOPING，則資料會flood到所有lan側連接埠，這樣會增加網路負載。如果開啟了IGMP SNOOPING，路由器或者2層switch就會分析IGMP報文，為連接埠和IGMP組播組地址建立映射關係，這樣下行的組播流資料就只會轉寄到加入組播組的連接埠，而不會flood到所有橋連接埠。

對於IGMP PROXY，主要是攔截lan側pc發送的igmp報文，其在wan側作為用戶端相應上行路由的查詢操作，而在lan側則作為服務端定期發送查詢報文。

    當lan側加入的組播組在IGMP PROXY裝置上沒有相應的組播路由時，才會給上層發送組播加入報文，當lan側加入的組播組在IGMP PROXY裝置上已經存在時，則無需再將加入報文轉寄出去。這樣不僅能夠達到有效抑制二層組播泛濫的問題，且能更有效擷取和控制使用者資訊，降低網路負載。

 

二、IGMP的格式

IGMP V1

a)成員關係查詢

Version	Type	Un used	CheckSum
Multicast ip address

Version：1

Type：0x11

Multicast ipaddress：設定為0，因為其只支援通用查詢

b)成員關係報告

Version	Type	Un used	CheckSum
Multicast ip address

Version：1

Type:0x12

Multicast ip address:要加入的組播組地址

 

在IGMP V1中，沒有專門定義離開組播組的報文，所以組播組路由器是基於逾時的機制來發現沒有成員的組播組的。

 

 

IGMPV2

 

a)成員關係查詢

TYPE（0x11）	Max Resp Time	CheckSum
Multicast ip address

 MaxResp Time：最大回複時間，對於成員關係查詢報文，需要設定該時間，組播群組成員收到成員關係查詢後，會根據該值來確定回複時間。

有兩種成員關係查詢報文：通用成員關係查詢與特定群組成員關係查詢。

對於通用成員關係查詢，需要將Multicastip address設定為0；對於特定群組成員關係查詢，需要將Multicast ip address值設定為要查詢的組播組地址。

其中ip頭部中的目的地址為224.0.0.1或者要查詢的組播組地址

b)成員關係報告

TYPE（0x16）	Max Resp Time	CheckSum
Multicast ip address

 MaxResp Time：最大回複時間，此處設定為0。

需要將Multicastip address值設定為加入的組播組地址。

c）離開組訊息

TYPE（0x17）	Max Resp Time	CheckSum
Multicast ip address

 MaxResp Time：最大回複時間，此處設定為0。

需要將Multicastip address值設定為離開的組播組地址。其中ip頭中的目的地址設定為224.0.0.2或者要離開的組播組地址

 

查詢器機制：共用網段上組播路由器的選舉機制：同一網段上有多個路由器時，具有最新ip地址的組播路由器充當查詢器。

 

IGMP V3

其在繼承了v1、v2的基礎上，增加了以下功能：

1）  支援源過濾

2）  查詢報文中的最大查詢回應時間增加

3）  增加了對特定源組的查詢

 

a)      成員關係查詢

TYPE（0x11）	RESP CODE	CheckSum
Multicast ip address
RES	S	QRV	QQIC	源地址數
源地址1
源地址2
源地址3

 

RESP CODE：最大回應時間

Multicast ip address：群組地址

RES：保留

S：禁止路由器處理位

QRV：發送方發送該報文的次數（QRV-1次）

QQIC：查詢報文發送間隔時間

源地址數：記錄源地址的數量，用於增加的特定源組查詢

 

b)成員關係報告

TYPE（0x22）	保留	CheckSum
保留
保留	群組記錄數
群組1
群組2
群組3

群組的格式如下：

記錄類型	0	源地址數
多播地址
源地址1
源地址2
源地址3
。。。 源地址3

記錄類型：

1     MODE_IS_INCLUDE

2        MODE_IS_EXCLUDE

3        CHANGE_TO_INCLUDE_MODE

4        CHANGE_TO_EXCLUDE_MODE

5         ALLOW_NEW_SOURCE

6        BLOCK_OLD_SOURCE

其ip頭部中的目的地址為224.0.0.22

 

至此完成IGMP協議格式的分析，明天開始分析LINUX IGMP SNOOPING實現