IGMP

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因特網組管理協(xié)議（Internet Group Management Protocol或簡寫IGMP)是用于管理因特網協(xié)議多播組成員的一種通信協(xié)議。IP主機和相鄰的路由器利用IGMP來建立多播組的組成員。像ICMP用于單播連接一樣，IGMP也是IP多播說明的一個完整部分。




IGMP版本0


RFC 966,16頁：
因特網組管理協(xié)議被用在IP主機和它們即時相鄰多播代理之間，用以支持臨時組地址的分配和組成員的添加刪除。
===RFC 988，1,2,3頁===： IP多點廣播定義為一個去往"主機群"的IP數(shù)據(jù)報的傳輸,有零個或多個主機組成的"主機群"通過單個IP目的地址標識。一個多點播送數(shù)據(jù)報被投遞給它的目的主機群的所有成員，具有和常規(guī)單路傳送IP數(shù)據(jù)報同樣的“盡力”安全性，那就是說該數(shù)據(jù)報不保證達到目的地組的所有成員，或者不和其他數(shù)據(jù)報具有相同的順序。主機組的成員數(shù)是動態(tài)的；也就是說,主機隨時可以參加和離開組。 沒有對主機組中的成員的數(shù)目或地點加以限制,但是成員僅限于那些擁有專用的存取鍵的主機。一個主機可能同時是多個組的成員。一個主機即時不是一個組的成員也可以給它發(fā)送數(shù)據(jù)報。主機組可能永久性或暫時性的。永久性組具有一個眾所周知的，官方分配的IP地址。它是地址,非該組的成員,也就是說永久性；任何時間，一個永久性組也許有許多成員,甚至可能有零個成員。 另一方面,臨時性的組,當應一個主機的請求創(chuàng)建時被動態(tài)地指派一個地址。當它的成員跌至零,臨時性的組要解散時，它的地址可以重新分配。
臨時組的創(chuàng)建和組員身份信息的維護是“多播代理”（存在于因特網網關或其他專用的主機內的實體）的職責。至少有一個多播代理直接與每個支持IP多點廣播的IP網絡或子網相連。主機通過用鄰機代理交換報文來請求新建一個組、加入或離開現(xiàn)有組。多播代理還擔負多點播送IP數(shù)據(jù)報的互連網絡運送工作。發(fā)送一個多點播送IP數(shù)據(jù)報時,主機將它傳送到一個局域網多播地址那里，哪些地址標識目的地主機組的所有鄰機成員。如果該組具有在其他網絡的成員,多播代理成為本地多播的輔助接收器并且通過因特網網關系統(tǒng)中繼該數(shù)據(jù)報給其他網絡上的代理。最后,另一個網絡上的代理將數(shù)據(jù)報作為一個本地的多播傳送給他們自己目的組的鄰機成員。

2級：充分支持IP多點廣播。
2級容許一個主機去創(chuàng)建、加入和離開主機組,以及給主機組發(fā)送IP數(shù)據(jù)報。它要求在主機內部實現(xiàn)IGMP并且擴展IP和局域網服務接口。本備忘錄以下的所有部分可適用于實現(xiàn)2級。

RFC 988，10頁：
IP模塊內部,成員資格管理操作通過IGMP支持，這在附錄I.中規(guī)定。也使報文與每一上面規(guī)定的操作相對應，IGMP還規(guī)定一個" deadman timer "程序借此主機定期用多播代理確認它們的組員資格。
IP模塊必須維護一個數(shù)據(jù)結構,該數(shù)據(jù)結構列出主機當前所屬的所有主機組的IP地址、以及每個組的回送策略、存取關鍵字和時間變量。 這個數(shù)據(jù)結構被用于IP多址通信傳輸服務，了解哪些輸出數(shù)據(jù)報給回送,通過接收服務了解哪些入局數(shù)據(jù)報去接受。IGMP和管理接口操作的用途是維護這個數(shù)據(jù)結構。

RFC 988，13頁：
IGMP被用在IP主機和它們的緊接的鄰機多點播送代理之間支持臨時組的生成，添加和刪除一個組的成員,定期證實組員身份。IGMP是一個不對稱協(xié)議而且這里從一個主機觀點而非一個多播代理來加以說明。
像ICMP（因特網控制報文協(xié)議）一樣, IGMP是一個IP的組成部分。它要求通過所有主機對應的2級IP多點廣播規(guī)范完全地實現(xiàn)。IGMP報文被壓縮在IP數(shù)據(jù)報中,具有一個IP協(xié)議號碼2.所有IGMP報文具有以下格式：

0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type | Code | Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identifier |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Group Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
+ Access Key +
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

類型 8位
類型 描述

1 創(chuàng)建組要求
2 創(chuàng)建組應答
3 加入組要求
4 加入組應答
5 離開組要求
6 離開組應答
7 確認組要求
8 確認組應答

代碼 8位 在一個創(chuàng)建組請求消息中代碼字段指出新的主機組將是公共的或私有：
代碼 描述

0 公共
1 私有

在一個回答信息中,代碼字段規(guī)定要求的結果： 0 請求答應 1 要求被拒絕,無資源 2 要求被拒絕,無效代碼 3 要求被jia無效組地址 4 要求被拒絕,無效存取關鍵字 5-255 要求掛起,幾秒后重試
IGMP校驗和,16位 校驗和是從IGMP類型開始的IGMP報文中16位二進制反碼和的16位二進制反碼值。為了計算該校驗和,校驗和域應該為零。在數(shù)據(jù)包傳輸過程中,校驗和被計算出來并插入域中.當收到數(shù)據(jù)包的時候,校驗和再次被計算并相對于校驗和域進行驗證.當兩個校驗和不匹配時即發(fā)生錯誤.
標識符,32位 在一個確認組請求消息中,標識符字段包含零。在所有其他的請求消息中,標識符域包含一個值以便將來自同一個主機的其他要求與該要求區(qū)別開來。在一個回答信息中,標識符域包含與在對應請求消息中同樣的值。
組地址,32位

在一個組創(chuàng)建請求報文中,組地址字段包含零。在所有其他的請求消息中,組地址域包含一個主機組地址。
在一個組創(chuàng)建應答報文中，組地址域或包含新的指定的主機組地址(如果該要求被允許)或包含零(如果被拒絕)。在所有其他的應答報文中,組地址域包含與在對應請求報文中同樣的主機組地址。

存取關鍵字,64位 在一個組創(chuàng)建請求報文中,存取關鍵字字段包含零。在所有其他的請求消息中,存取關鍵字域包含分配給主機組在組地址域識別的存取關鍵字(零對于公共的組)。在一個組創(chuàng)建應答報文中，存取關鍵字域或包含一個非零的64比特編號(如果要求一個私有組被允許)或包含零。在所有其他的應答報文中,存取關鍵字域包含與在對應要求中相同存取關鍵字。


IGMP版本1


RFC1054,10-13頁:
因特網組管理協(xié)議(IGMP v0)被IP主機用來向任何即時相鄰多播路由器報告它們的組成員關系.IGMP是一個不對稱協(xié)議,在此處從一個主機而不是從一個路由器的觀點進行說明.(IGMP也能對稱或不對稱地被用于多播路由器之間)
像ICMP一樣,IGMP是IP的一個整體部分.它要求通過所有主機對應的2級IP多點廣播規(guī)范完全地實現(xiàn)。IGMP報文被壓縮在IP數(shù)據(jù)報中,具有一個IP協(xié)議號碼2.此備忘錄詳細說明了IGMP的版本1.
非正式協(xié)議描述.多播路由器發(fā)送主機成員關系查詢信息(下文中稱為查詢)來發(fā)現(xiàn)在哪些主機組在它們附屬的本地網絡上有成員.查詢被寫入所有主機組地址(地址是224.0.0.1),攜帶的IP生存時間是1.
主機通過產生主機成員關系報告(下文中稱為報告)來響應一個查詢.報告各個主機組到它們所屬的收到查詢的用戶接口.為了避免并發(fā)報告產生"內爆",同時也減少所傳輸?shù)膱蟾婵倲?shù),采用了以下兩種技術:

1.當一臺主機收到一個查詢時,它并不是馬上發(fā)送報告,而是為傳入查詢的網絡接口上每個它的組成員關系啟動一個報告延遲時間.每個時間是在0-D秒隨機選擇的不同的值.當一個時間截止時,就為相應的主機組產生一個報告.因此,報告散布在一個D秒?yún)^(qū)間內而不是全部立刻發(fā)生.


2.一個報告伴隨一個與主機組地址等價的IP目的地址被發(fā)送,IP生存時間是1,所以,同一個網絡上同一個組的其他成員可以偵聽報告.如果一臺主機聽到網絡上同組的一個報告,就停止自己對該組的計時并且不會向該組產生報告.因而,在正常情況下,在網絡上各組僅會由定時器截止最快的主機產生一個報告.注意到多播路由器收到所有的IP多播數(shù)據(jù)報,因此不需要明確注明地址.另外還要注意到路由器需要知道哪些主機屬于同一個組,除非在一個特殊網絡上至少一個主機屬于一個組.

以上描述的還有兩個例外:首先,當收到一個查詢時,如果一個報告的延遲定時器已經開始計時,那個定時器不會被復位成一個新的隨機值,而是按其當前值繼續(xù)計時.第二,不會為全主機組(224.0.0.1)中的一個主機成員關系設置報告延遲定時器,該成員關系不會被報告.
如果一臺主機使用一個偽隨機數(shù)生成器來計算報告延遲,主機自己的一個專用IP地址應該被用作生成的一部分,以避免多個主機產生同樣延遲順序的幾率.
一臺主機應該確認一個收到的報告在其IP目的域和IGMP組地址域有同樣的IP主機組地址,以確保該主機自己的報告不會被一個錯誤接收的報告取消.主機應當放棄除了主機成員關系查詢(Host Membership Query)或主機成員關系報告(Host Membership Query)之外任何形式的IGMP消息.
多播路由器定期發(fā)送查詢以刷新當前特定網絡上的成員信息.如果在一些查詢之后沒有收到一個特定組的報告,路由器就假定這個組沒有本地成員并且他們不需要為本地網絡上的組正向遠程的多播.查詢通常不是被頻繁發(fā)送的(每分鐘少于一次),以保持主機和網絡上的IGMP額外開銷很低.盡管如此,當一個多播路由器啟動時,它也許會發(fā)出一些密集的查詢以便于快速建立其對于本地成員關系的信息獲取.
當一臺主機加入到一個新的組時,它應當立即對該組發(fā)送一個報告,而不是等待一個查詢,以防它正好是網絡上該組的第一個成員.為避免初始化報告丟失和損壞,建議此報告在短延時后重復1到2次.一個簡單的實現(xiàn)方法就是假設收到一個僅面向該組的查詢,設置該組的隨機報告延遲定時器.

RFC 1054,16,17頁:
主機組地址分配:組地址捆綁 將IP主機組地址捆綁到物理主機上被認為和IP單播地址捆綁類似.一個IP單播地址被靜態(tài)捆綁到一個單IP網絡上的單個本地網絡接口.一個IP主機組地址是被動態(tài)捆綁到一個IP網絡組上的本地網絡組.
理解IP主機組地址并非捆綁到一個IP單播地址組非常重要.多播路由器不需要維持各個主機組獨立成員的列表.例如,一個連接到Ethernet的多播路由器僅需把一個Ethernet多播地址和各個有本地成員的主機組聯(lián)系起來,而不是一個獨立IP成員或Ethernet地址的列表.

RFC 1112,第3頁:
主機組地址 主機組由D類IP地址標記，即高四位為“1110”的那些IP地址。E類IP地址，即那些高四位為“1111”的IP地址，是為了將來的編址方式而保留的。在Internet標準的點分十進制表示中，主機組地址的范圍是從244.0.0.0到239.255.255.255。地址224.0.0.0被保證不分配給任何組，224.0.0.1被分配所有IP主機的永久組（包括網關）。它被用于標記在直接相連的網絡中所有多播主機。沒有多播地址（或其它IP地址）用來標記Internet上的所有主機。其它眾所周知的地址、永久組將在“已分配編號”（Assigned Numbers）文檔中公布。

RFC 1112,11頁：
Internet組管理協(xié)議（IGMP）用于IP主機向所有緊鄰的多播路由器報告它們的主機組成員關系。IGMP是不對稱的協(xié)議，將從主機的視角而不是從多播路由器的視角描述它。（IGMP也可以在多播路由器之間對稱或非對稱的使用。這樣的用法這里沒有指定。）像ICMP一樣，IGMP是IP的一個組成部分。要在所有符合IP多播規(guī)范的2級主機上實現(xiàn)。IGMP報文封裝在IP數(shù)據(jù)報中，數(shù)據(jù)報的IP協(xié)議字段為2。

RFC 1122，47頁：
IGMP[RFC 1112]是一個用于在單個網絡上特定多播組中主機和網關間建立主機成員關系的協(xié)議。網關在連接一個多播路由協(xié)義時使用此信息以支持通過Internet的IP多播。
此刻，IGMP的實現(xiàn)是可選的，沒有IGMP，一臺主機仍然能參與它所在網絡的本地多播。

RFC 1122，67，68頁：
主機應當支持全連接網絡上的本地IP多播，為此聲明從D類IP地址到鏈路層的地址映射(見下文)。對本地IP多播的支持包括發(fā)送多播數(shù)據(jù)報、加入多播組、接收多播數(shù)據(jù)報和離開多播組。這必須支持RFC 1112中除了IGMP協(xié)議自身之外的所有，這也是可選的。
IGMP提供容許帶有信息需求的多播路由的網關，以支持復合網絡上的IP多播。此時，多播路由網關處于試驗性階段并沒有廣泛應用。因為主機沒有通過多播路由網關連接到網絡上，或者不需要接收來自其他網絡的多播數(shù)據(jù)報，IGMP服務沒有目的性，因此目前IGMP是任選的。盡管如此，RFC 1112的其他部分在當前被建議作為一個更好的本地廣播地址的選擇用于提供IP層接入的本地網絡多播地址。希望當多播路由網關廣泛使用的時候，在將來的數(shù)據(jù)中建議使用IGMP。
如果IGMP無法實現(xiàn)，主機應當在IP層被初始化且激活時只有一個成員時仍然加入全主機(all-host)組(224.0.0.1)。
加入全主機(all-host)組將嚴格支持多播的本地使用，例如網關探測協(xié)議，甚至在IGMP無法實現(xiàn)的時候也是這樣。
當前為如下類型的網絡做了D類IP地址到本地網絡映射的說明：

Ethernet/IEEE 802.3
任何支持廣播但不是多播的網絡，編址：所有D類IP地址映射到本地廣播地址。
任何類型的點對點鏈接（例如SLIP或HDLC鏈接）：無需映射，所有IP多播數(shù)據(jù)報按現(xiàn)狀在本地幀中發(fā)送

其他類型網絡的映射會在將來說明。主機應當為高層協(xié)議或應用提供一種決定哪種主機連接網絡支持IP多播編址的方法。

RFC 1812，84頁：
IGMP是一種用于在單個物理網絡上主機和多播路由器之間建立特定多播組內主機成員關系的協(xié)議。多播路由器在通過多播路由協(xié)議連接時使用此信息，以支持Internet上的正向IP多播。路由器應當實現(xiàn)IGMP的多播路由器部分。


IGMP版本2


RFC 2236,1,2頁：
IGMPv2允許組成員關系的終止被迅速報告給路由協(xié)議，這一點在高帶寬多播組以及易失性組成員關系的子網中很重要。
像ICMP一樣，IGMP是IP的一個完整部分。它要求在所有希望接收IP多播的主機上實現(xiàn)。IGMP消息封裝在IP數(shù)據(jù)報中，其IP的協(xié)議號為2。所有在該文檔中說明了的IGMP消息均會用TTL為1進行傳遞，并在IP頭中包括了IP路由檢測選項。

RFC 2113,第2頁：
路由器警告選項語義是“路由器應該更仔細地檢查這個包”。通過在其協(xié)議消息的IP頭里包含路由器警告選項，RSVP能在對普通數(shù)據(jù)包的推進有少量或沒有性能損失的情況下來截取消息。

RFC 2236,4，5頁：
多播路由器使用IGMP(v2)獲知哪些組在其附屬物理網絡上有成員。多播路由器保留一個包括各附屬網絡多播組成員關系和各成員關系定時器的列表。多播組成員關系意味著在一個給定附屬網絡上至少出現(xiàn)一個多播組的一個成員，而不是所有成員的列表。當主機收到一個通用查詢時，將為各個組(不包括全系統(tǒng)組)設置延遲定時器，該組就是收到查詢的接口的一個成員。
當路由器接收到了報告，它就會把該組報告加入到一個組播組成員列表中，并且會為其成員關系設一個值為組成員生存周期的定時器。當一個主機加入了一個組播組，則應該立即發(fā)送一個非請求的版本2的成員關系報告給組，以防它是網絡上該組的第一個成員。
當一主機離開一個組播組，如果它是最后一個主機，除它外沒有其它的機器來報告成員關系了，則它應該發(fā)送一條離開組的消息給所有路由器，地址為組播組(224.0.0.2)。



IGMP版本3

RFC 3376

• 通信詞典解釋