4-2 IGMP协议原理(华为数通课件)

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IGMPv3
概述
在RFC 3376中说明，目前已成为正式标准 尚未得到广泛支持 服务于Source Specific Multicast（SSM）模型
允许主机指定接收某些网络发送的某些组播组，相 比以前的版本，增加了主机的控制能力，不仅可以 指定组播组，还能指定组播的源。
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IGMPv3
工作机制 PC1
X2
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第1章 IGMP协议概述 章 协议概述 第2章 IGMPv1 章 第3章 IGMPv2 章 第4章 IGMPv1与v2之间的互操作 IGMPv1与v2之间的互操作 第5章 IGMPv3 章 第6章 IGMP Snooping 章
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第4章 IGMPv1与IGMPv2互操作 IGMPv1与IGMPv2互操作
IGMPv2 IGMPv1 IGMPv1
PC1
PC2
PC3
IGMPv1
IGMPv1查询 224.0.0.1
当版本2的主机检测出IGMP查询器是版本1的路由器时，它必须始终用IGMPv1 报告做出响应。在这种情况下，版本2的主机也可以抑制发送离开组信息。 版本2主机必须允许它的成员关系报告被IGMPv1或IGMPv2成员关系报告抑制。
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IGMPv2
报文格式
0 7 15 31
类型
最大响应时 间 组地址
校验和
类型
成员关系查询（0x11）
常规查询：用于确定哪些组播组是有效的，即该组是否还有成 员在使用，常规查询地址由全零表示； 指定组查询：用于查询特定的组播组是否还有组成员。
版本2成员关系报告（0x16） 版本1成员关系报告（0x12） 离开组消息（0x17）
报告
RTA
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IGMPv1
查询与响应过程
路由器RTA（IGMP查询器）周期性地（默认60秒）向子网内所 有主机（224.0.0.1）发送成员关系查询信息。
所有主机收到IGMPv1成员关系查询信息，而某一主机首先向组播组发送 IGMPv1成员关系报告。 组的其他成员监听到报告后抑制报告发送。
224.1.1.1
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IGMPv2
报文格式（续）
最大响应时间
以0.1秒为单位 默认值是100，即10秒。
校验和 组地址
在成员查询消息中，发送一个通常的查询时组地址域应设为0，当 发送一个特定组查询时，则应设置组的地址。 在成员报告或离开组的消息中，组的地址域保留了要报告或要离开 的地址。
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IGMPv2
组成员加入过程
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第1章 IGMP协议概述 IGMP协议概述
第1节 组播协议分层体系 节 第2节 IGMP的用途 节 的用途
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组播协议分层体系
组播协议分层体系
MVPN GRE/TUNNEL MSDP PIM-DM PIM-SM IGMP DVMRP Others…
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第1章 IGMP协议概述 IGMP协议概述
第1节 组播协议分层体系 节 第2节 IGMP的用途 节 的用途
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IGMP的用途
IGMP的用途 IGMP的用途
IGMP协议是主机跟路由器之间的控制协议 主机通过IGMP协议报告自己想加入的组 路由器通过IGMP协议查询网络上是否还有特定组的成 员 当前IGMP有3个版本：
RFC1112—IGMP版本1 RFC2236—IGMP版本2 RFC3376—IGMP版本3
路由器周期性地向224.0.0.1发送查询
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IGMPv3
改进之处 R1 R2
Source = 1.1.1.1 Group = 224.1.1.1
Source = 2.2.2.2 Group = 224.1.1.1
PC1 希望接收来自 S = 1.1.1.1 而非来自 S = 2.2.2.2的数据 通过IGMPv3， 指定源 可以剪枝掉来自S = 2.2.2.2 的数据
主机与版本1路由器 第1节 版本 主机与版本 路由器 节 版本2主机与版本 主机与版本2路由器 第2节 版本 主机与版本 路由器 节 版本1主机与版本 与版本2路由器 第3节 混合版本 与版本 路由器 节 混合版本1与版本
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版本2主机与版本1路由器
版本2主机与版本1 版本2主机与版本1路由器 224.1.1.1 IGMPv1报告 报告
G: 224.1.1.1 IN:10.1.1.1 10.1.2.1
PC2
G:224.1.1.1 EX: null
PC3
G:224.Fra Baidu bibliotek.1.1 EX:10.1.1.1 G:224.1.2.2 IN:10.1.2.1
报告
报告
报告
RTA
IGMPv3查询 查询 224.0.0.1
主机可在单个报文中发多组报告(G:M，LIST) 组成员独立报告，取消抑止机制
224.1.1.1
X
抑制
PC1
224.1.1.1 报告
PC2
224.1.1.1
X
抑制
PC3 H3
IGMPv1 查询器
查询 224.0.0.1
RTA
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IGMPv2
查询器选择过程
路由器启动，主动发出到所有组播系统组（224.0.0.1）的 IGMPv2常规查询信息。 收到常规查询信息的路由器，会把此信息的源IP地址和接收口 的IP地址作比较，拥有最低IP地址的路由器被选举为IGMP查询 路由器。 非查询路由器启动一个查询计时器，周期检查IGMP查询路由器 的状态，默认为250秒。
R3
PC1
IGMPv3: JOIN 1.1.1.1, 224.1.1.1 LEAVE 2.2.2.2, 224.1.1.1
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组224.1.1.1的成员 的成员
IGMPv3
IGMP三个版本的比较 IGMP三个版本的比较
IGMPv1 查询器选举 成员离开方式 指定组查询 指定源、组加入 指定源、 依靠上层路由协议 默默离开 不支持 不支持 IGMPv2 自己选举 主动发出离开报文 支持 不支持 IGMPv3 自己选举 主动发出离开报文 支持 支持
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RTA
第4章 IGMPv1与IGMPv2互操作 IGMPv1与IGMPv2互操作
主机与版本1路由器 第1节 版本 主机与版本 路由器 节 版本2主机与版本 主机与版本2路由器 第2节 版本 主机与版本 路由器 节 版本1主机与版本 与版本2路由器 第3节 混合版本 与版本 路由器 节 混合版本1与版本
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第1章 IGMP协议概述 章 协议概述 第2章 IGMPv1 章 第3章 IGMPv2 章 第4章 IGMPv1与v2之间的互操作 章 与 之间的互操作 第5章 IGMPv3 章 第6章 IGMP Snooping
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IGMP Snooping
概述
IGMP Snooping运行在链路层，是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 当二层以太网交换机收到主机和路由器之间传递的IGMP报文 时，IGMP Snooping分析IGMP报文所带的信息 ：
类型
成员关系查询 （0x11） 成员关系报告 （0x12）
校验和 组地址
当一个成员关系报告正被发送时，组地址字段包含组播地址。 当用于成员关系查询时，本字段为0，并被主机忽略。
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IGMPv1
组成员加入过程
当一个主机加入了一个组播组，则应该立即发送一个非请求的 成员关系报告给组播组。
PC1 PC2 224.1.1.1 PC3 PC3
当一个主机加入了一个组播组，则应该立即发送一个或多个 非请求的版本2的成员关系报告给组播组。
PC1 PC2 224.1.1.1 PC3 PC3
报告
RTA
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IGMPv2
查询与响应过程
与IGMPv1相同，都存在抑制机制。 增加了最大响应时间来指定延时值来规定所有主机的查询响应 延时的上限，此外最大响应时间在IGMP查询器上配置，只应 用在成员关系查询信息。
192.168.1.1 192.168.1.2
查询 224.0.0.1
查询 224.0.0.1
RTA
IGMP查询路由器
RTB
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IGMPv2
PC1
组成员离开过程 PC2 224.1.1.1 离开组报告 224.0.0.2 特定组查询 224.1.1.1 PC3
主机向224.0.0.2发送离开组消息（包含离开的组） 路由器向这个组（224.1.1.1）发送特定组查询 1秒钟内没有收到该组的报告，再发送另一个特定组查询。 组224.1.1.1超时，离开组。（延时2秒。）
IGMP协议原理
在涉及组播通信的每个网段上，都必须使 用IGMP协议来实现组播组成员的维护。 组播路由器通过IGMP协议了解每个接口连 接的网段上是否存在某个组播组的接收者， 也就是组成员。如果存在成员，组播路由 器应将组播数据包转发到这个网段；如果 没有成员则应停止转发。
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当监听到主机发出的IGMP主机报告报文时，交换机就将该主机 加入到相应的组播表中 当监听到主机发出的IGMP离开报文时，交换机就将删除与该主 机对应的组播表项
X
抑制
PC1
224.1.1.1 报告
PC2
224.1.1.1
X
抑制
PC3 H3
IGMPv1 查询器
查询 RTA 224.0.0.1
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IGMPv1
抑制机制
当主机收到IGMP成员关系查询时，对它已经加入的每个组播 组启动一个倒计数报告计时器。各个报告计时器初始值为从0 到最大响应之间一个随机数，默认值是10秒。 计时器到时的主机则主动发送成员关系报告，目的地为该主机 所属的组地址。 其它主机收到该成员关系报告，则抑制成员关系报告的发送， 并删除计时器。
了解IGMP的作用及基本原理 了解IGMPv1, v2之间的区别 IGMPv1, v2 了解IGMPv1与v2之间的互操作 了解IGMPv3的改进之处 了解IGMP Snooping的基本原理
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第1章 IGMP协议概述 IGMP协议概述 第2章 IGMPv1 章 第3章 IGMPv2 章 第4章 IGMPv1与v2之间的互操作 章 与 之间的互操作 第5章 IGMPv3 章 第6章 IGMP Snooping 章
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第1章 IGMP协议概述 章 协议概述 第2章 IGMPv1 第3章 IGMPv2 章 第4章 IGMPv1与v2之间的互操作 章 与 之间的互操作 第5章 IGMPv3 章 第6章 IGMP Snooping 章
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IGMPv1
报文格式
0 7 15 31
版本
类型
未使用 组地址
校验和
版本
版本字段包含IGMP版本标识，因此设置为1。
12
IGMPv1
组成员离开过程 PC1 PC2 PC3 PC3
普遍组查询
主机“默不作声”地离开组（不发送报告了）
路由器发送成员关系查询信息
X3
路由器没有收到该组的IGMP报告，则再发送成员关系信息（共3次查询） 组播组超时，离开组。（延迟3分钟）
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第1章 IGMP协议概述 章 协议概述 第2章 IGMPv1 章 第3章 IGMPv2 第4章 IGMPv1与v2之间的互操作 章 与 之间的互操作 第5章 IGMPv3 章 第6章 IGMP Snooping 章
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混合版本1和版本2路由器
混合版本1和版本2 混合版本1和版本2路由器 PC1
IGMPv2
PC2
IGMPv1
PC3
IGMPv1
IGMPv2 IGMPv1 IGMPv1
RTA
RTB
如果一些版本1的路由器存在于子网中，那么必须被强制性 地为子网中的所有路由器配置IGMPv1以便正常使用。
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第1章 IGMP协议概述 章 协议概述 第2章 IGMPv1 章 第3章 IGMPv2 章 第4章 IGMPv1与v2之间的互操作 章 与 之间的互操作 第5章 IGMPv3 第6章 IGMP Snooping 章
IGMPv2查询 224.0.0.1
第4章 IGMPv1与IGMPv2互操作 IGMPv1与IGMPv2互操作
主机与版本1路由器 第1节 版本 主机与版本 路由器 节 版本2主机与版本 主机与版本2路由器 第2节 版本 主机与版本 路由器 节 版本1主机与版本 与版本2路由器 第3节 混合版本 与版本 路由器 节 混合版本1与版本
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版本1主机与版本2路由器
版本1主机与版本2 版本1主机与版本2路由器 224.1.1.1 IGMPv2报告 报告 PC1 PC2
IGMPv1
224.1.1.1 IGMPv1报告 报告
PC3
IGMPv2
IGMPv1
IGMPv2
RTA 版本1的主机用普通的方式响应IGMPv1或IGMPv2查询。 版本2路由器必须设置一个与组相关的考虑到版本1主机存在的倒计时器， 以便通知局域网有一个版本1的主机是组成员。 而版本1主机在某个特定的组中存在时，路由器必须忽略该组收到的任 25 何离开组信息。