IGMP及抓包分析

1、IGMPIGMP 是Internet Group Management Protocol（互聯(lián)網組管理協(xié)議）的簡稱。它是TCP/IP 協(xié)議族中負責IP 組播成員管理的協(xié)議，用來在IP 主機和與其直接相鄰的組播路由器之間建立、維護組播組成員關系。到目前為止，IGMP 有三個版本：1、IGMPv1（由RFC 1112 定義）2、IGMPv2（由RFC 2236 定義）3、IGMPv3（由RFC 3376定義）一、IGMPv11.1報文格式1、版本：版本字段包含IGMP版本標識，因此設置為1。2、類型：成員關系查詢 （0x11）成員關系報告 （0x12）3、校驗和4、組地址：當一個成員關系報告正被發(fā)

2、送時，組地址字段包含組播地址。當用于成員關系查詢時，本字段為0，并被主機忽略。1.2組成員加入過程當一個主機希望接收一個組播組的數(shù)據，則發(fā)送成員加入報告給組播組。IGMPv1 join包如下：1.3查詢與響應過程路由器RTA（IGMP查詢器）周期性地（默認60秒）向子網內所有主機（224.0.0.1代表子網內所有主機）發(fā)送成員關系查詢信息。所有主機收到IGMPv1成員關系查詢信息，一主機首先向組播組發(fā)送IGMPv1成員關系報告。組的其他成員監(jiān)聽到報告后抑制自己的成員關系報告發(fā)送。1.4 抑制機制當主機收到IGMP成員關系查詢時，對它已經加入的每個組播組啟動一個倒計數(shù)報告計時器。各個報告計時器初

3、始值為從0到最大響應之間一個隨機數(shù)，默認值是10秒。計時器到時的主機則主動發(fā)送成員關系報告，目的地為該主機所屬的組地址。其它主機收到該成員關系報告，則抑制成員關系報告的發(fā)送，并刪除計時器。1.5 組成員離開過程主機“默不作聲”地離開組（不發(fā)送報告了）。路由器發(fā)送成員關系查詢信息。路由器沒有收到該組的IGMP報告，則再發(fā)送成員關系信息（3次查詢周期過后）。組播組超時，剪枝。2、 IGMPv22.1報文格式1、類型成員關系查詢（0x11）常規(guī)查詢：用于確定哪些組播組是有活躍的，即該組是否還有成員在使用，常規(guī)查詢地址由全零表示； 特定組查詢：用于查詢某具體組播組是否還有組成員。 版本2成員關系報告（

4、0x16）版本1成員關系報告（0x12）離開組消息（0x17）2、最大響應時間以0.1秒為單位，默認值是100，即10秒。3、校驗和4、組地址在成員查詢消息中，發(fā)送一個普遍查詢報文時組地址域應設為0，當發(fā)送一個對特定組的查詢報文時，則應設置組的地址。在成員報告或離開組的消息中，組的地址域保留了要報告或要離開的地址。2.2 組成員加入過程當一個主機加入了一個組播組，則應該立即發(fā)送一個或多個版本2的成員關系報告給組播組。IGMPv2的join包如下：2.3 查詢與響應過程與IGMPv1相同，都存在抑制機制。增加了最大響應時間來指定延時值來規(guī)定所有主機的查詢響應延時的上限，此外最大響應時間在IGMP

5、查詢器上配置，只應用在成員關系查詢信息。2.4 查詢器選擇過程路由器啟動，主動發(fā)出到所有組播系統(tǒng)組（224.0.0.1）的IGMPv2常規(guī)查詢信息。收到常規(guī)查詢信息的路由器，會把此信息的源IP地址和接收口的IP地址作比較，擁有最低IP地址的路由器被選舉為IGMP查詢路由器。非查詢路由器啟動一個查詢計時器，周期檢查IGMP查詢路由器的狀態(tài)。2.5 組成員離開過程主機向224.0.0.2發(fā)送離開組消息（報文中含有要離開的組地址224.1.1.1）。路由器向這個組（224.1.1.1）發(fā)送特定組查詢。1秒鐘內沒有收到該組的報告，發(fā)送第二個特定組查詢。二個查詢信息后未收到主機響應，組224.1.1.1

6、超時，離開組。IGMPv2的Leave如下：三、IGMPv3在IGMPv1/v2的基礎上，IGMPV3提供了額外的源過濾多播功能。在IGMPv1/v2中，主機只根據組地址來決定加入某個組并從任何一個源接收發(fā)給該組地址的組播流。而使用IGMPv3的主機通告該主機所希望加入的 多播組，同時還通告該主機所希望接收的多播源的地址。主機可以通過一個包括列表或一個排除列表來指明希望從哪些源能接收多播流。同時IGMPv3帶來的另外一個好處是節(jié)省帶寬，避免不需要的、非法的組播數(shù)據流占用網絡帶寬，這尤其在多個多播源共用一個多播地址的網絡環(huán)境中表現(xiàn)明顯。IGMPv3的過程同v2類似。IGMPv3能夠向下兼容IGM

7、Pv1和IGMPv2。 IGMPv3查詢和報告報文增強了功能：(1) 攜帶源地址的查詢報文IGMPv3 不僅支持IGMPv1 的普遍組查詢和IGMPv2 的特定組查詢，而且還增加了對特定源組查詢的支持：普遍組查詢報文中，既不攜帶組地址，也不攜帶源地址；特定組查詢報文中，攜帶組地址，但不攜帶源地址；特定源組查詢報文中，既攜帶組地址，還攜帶一個或多個源地址。(2) 包含多組記錄的報告報文IGMPv3 報告報文的目的地址為224.0.0.22，可以攜帶一個或多個組記錄。在每個組記錄中，包含有組播組地址和組播源地址列表。組記錄可以分為多種類型，如下：IS_IN：表示組播組與組播源列

8、表之間的過濾模式為INCLUDE，即只接收從指定組播源列表發(fā)往該組播組的組播數(shù)據。IS_EX：表示組播組與組播源列表之間的過濾模式為EXCLUDE，即只接收從指定組播源列表之外的組播源發(fā)往該組播組的組播數(shù)據。TO_IN：表示組播組與組播源列表之間的過濾模式由EXCLUDE 轉變?yōu)镮NCLUDE。TO_EX：表示組播組與組播源列表之間的過濾模式由INCLUDE 轉變?yōu)镋XCLUDE。ALLOW：表示在現(xiàn)有狀態(tài)的基礎上，還希望從某些組播源接收組播數(shù)據。如果當前的對應關系為INCLUDE，則向現(xiàn)有組播源列表中添加這些組播源；如果當前的對應關系為EXCLUDE，則從現(xiàn)有組播源列表中刪除這些組播源。BL

9、OCK：表示在現(xiàn)有狀態(tài)的基礎上，不再希望從某些組播源接收組播數(shù)據。如果當前的對應關系為INCLUDE，則從現(xiàn)有組播源列表中刪除這些組播源；如果當前的對應關系為EXCLUDE，則向現(xiàn)有組播源列表中添加這些組播源。IGMPv3的join包如下：IGMPv3的leave包如下：IGMPv3的query包如下：IGMP三個版本的比較：四、組播IP地址：· 組播地址范圍 224.0.0.0239.255.255.255· 保留組播地址 224.0.0.0224.0.0.255 224.0.1.0224.0.1.255· 本地管理組地址 239.0.0.0239.255.25

10、5.255· 用戶組播地址 224.0.2.0238.255.255.255· 組播MAC地址： 以太網： 01-00-5e-xx-xx-xx · 常用的保留組播地址永久組地址含義224.0.0.1 所有系統(tǒng)，包括主機與路由器224.0.0.2 所有組播路由器224.0.0.3 未分配224.0.0.4 DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol ，距離矢量組播路由協(xié)議）路由器224.0.0.5 OSPF（Open Shortest Path First ，開放最短路徑優(yōu)先）路由器224.0.0.6 OSPF

11、指定路由器/備用指定路由器224.0.0.7 ST（Shared Tree ，共享樹）路由器224.0.0.8 ST 主機224.0.0.9 RIP-2（Routing Information Protocol version 2 ，路由信息協(xié)議版本2）路由器224.0.0.11 移動代理224.0.0.12 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol ，動態(tài)主機配置協(xié)議）服務器/中繼代理224.0.0.13 所有PIM（Protocol Independent Multicast ， 協(xié)議無關組播）路由器224.0.0.14 RSVP（Resource

12、Reservation Protocol ，資源預留協(xié)議）封裝224.0.0.15 所有CBT（Core-Based Tree ，有核樹）路由器224.0.0.16 指定SBM（Subnetwork Bandwidth Management ，子網帶寬管理）224.0.0.17 所有SBM 224.0.0.18 VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol ，虛擬路由器冗余協(xié)議）5、 IGMP SNOOPINGIGMP Snooping運行在鏈路層，是運行在二層以太網交換機上的組播約束機制，用于管理和控制組播數(shù)據轉發(fā)。當二層以太網交換機收到主機和路由器之間傳遞的IGMP報文時，IGMP Snooping分析IGMP報文所帶的信