1、第六章 網際組管理協議IGMP1IGMP協議概述IP協議可以用于兩種類型的通信：單播和多播。單播：是一個發送端和一個接收端之間的通信多播：同樣的報文同時發送給一大堆的接收端。網際組管理協議（IGMP）是與多播有關的一個必要的但不是充分的協議2組管理要在因特網上進行多播，需要有轉發多播分組能力的路由器。IGMP并不是多播路由選擇協議；它是管理組成員關系的協議。IGMP協議把網絡上所連接的主機的成員關系狀態信息傳送給多播路由器。IGMP是個組管理協議。它幫助多播路由器創建和更新與每一個路由器接口有關的忠實成員的表。36.1 多播概念以太網多播 IP多播 使用以太網多播實現IP多播 46.1.1 以

2、太網多播硬件多播可以看作是廣播的更一般形式，可以實現同時與一組站點的通信，但有一個限制條件，就是這一組站點只能在同一個物理網絡(網段)上。56.1.2 IP多播IP多播允許一個源站與一組目的站的通信，但是最主要的區別在于該組目的站可以位于互聯網上的任意物理網絡上，這一組目的站稱為多播群組(multicast group)，或簡稱群組。 6IP多播和多個單播的區別IP多播是源站發送出一個IP分組，經過各路由器復制、轉發到群組中各個成員，在兩個路由器之間只有一個IP分組的副本在傳送；在多個單播中，源站發出多個IP分組，每一個IP分組都帶有不同的單播地址（目的地址），在兩個路由器之間可能有多個IP分

3、組的副本在傳送。7IP多播關鍵技術IP多播編址有效的通知和交付機制有效地多播路由選擇協議8IP多播地址IP多播編址被劃分為兩類：永久分配和可臨時使用的。永久分配的地址稱為熟知的，用于互聯網上的主要服務以及基礎結構維護。臨時使用的多播地址對應于臨時的群組，需要使用則創建，群組成員為零時則丟棄。D類多播地址格式群組標識1110 0 1 2 3 4 319IP多播地址（續）永久分配的部分多播地址見書上P108在表中介紹的兩個地址對于多播交付機制尤其重要，地址224.0.0.1永久分配給一個物理子網上包括所有主機和路由器的群組，224.0.0.2永久分配給一個物理子網上包含所有路由器的群組。一般的這兩

4、個群組用于控制協議，不用于通常的分組交付。需要注意：沒有對應于互聯網中所有主機和路由器的IP多播地址。10IP多播特征 轉發IP多播分組需要特殊的多播路由器。群組地址。動態群組成員。成員和傳輸。任意站點都可以向任何群組發送IP分組，群組成員只用于確定站點是否接收發往群組的IP分組。交付機制。IP多播與其它IP分組交付使用同樣的盡最大努力交付機制。底層硬件使用。如果底層網絡支持硬件多播，則可以使用硬件多播發送IP多播。如果硬件不支持多播，則使用廣播或單播來實現IP多播。116.1.3 使用以太網多播實現IP多播以太網地址28比特群組標識群組標識中的低23比特復制到以太網群組中48比特以太網地址群

5、組標識中的低23比特群組(23比特)多播地址(25比特)5比特未使用0111D類IP地址126.2 Internet組管理協議(IGMP)IGMP工作原理 IGMP報文 136.2.1 IGMP工作原理多播路由器負責把多播分組分發給一個群組中的各個成員。換言之，如果有多個多播路由器連接在同一個物理網絡上，它們的多播地址表一定是互斥的。 14站點加入群組的流程 否是MG在成員關系表中？站點檢查群組MG的成員關系表進程P申請加入群組MG站點發送群組成員關系報告加入站點的群組成員關系表15多播路由器刪除一個群組MG的流程 否是在指定時間內收到應答？多播路由器發送MG的查詢報告收到站點退出群組MG的報

6、告刪除群組MG不刪除群組MG16站點收到多播路由器發送的一般查詢報文后的處理流程 無有無是否有站點接收多播路由器發送的一般查詢報告(群組MG)站點中有群組MG？啟動隨機數計時器計時器計時時間到？監聽其它站點對群組MG的報告群組MG成員關系報告？站點發送群組MG的成員關系報告結束17延遲響應為了避免不必要的通信量，IGMP使用延遲響應策略。每一個主機或路由器使用一個隨機數產生計時器，它的截至時間是110秒。每一個主機或路由器在發送成員關系報告報文之前都要等待它的計時器到時間。在這段等待的時間中 ，如果在同一組的其他主機或路由器的計時器先到了截至時間，那么這個主機或路由器就發送成員關系報告。這個報

7、告是廣播發送的，等待的互濟或路由器能收到這個報告，并知道沒有必要對這個組發送重復報告；等待的站就取消相應的計時器。18舉例圖中為網絡上的3個主機，在時間0收到查詢報文；對每一個組的隨機延遲時間（以十分之一秒計）見組地址后面的數據。試給出報告報文序列。R到其他網絡225.14.0.0 30228.42.0.0 12230.43.0.0 80228.42.0.0 48251.71.0.0 50225.14.0.0 62230.43.0.0 70組 計時器組 計時器組 計時器ABC19解這些事件按這樣的序列發生：時間12：在主機A中，為228.42.0.0設置的計時器截至時間到，發送出成員關系報告，

8、路由器和每一個主機都收到這個報告，主機B取消為228.42.0.0設置的計時器。時間30：在主機A中，為225.14.0.0設置的計時器截至時間到，發送出成員關系報告，路由器和每一個主機都收到這個報告，主機C取消為225.14.0.0設置的計時器。時間50：在主機B中，為251.71.0.0設置的計時器截至時間到，發送出成員關系報告，路由器和每一個主機都收到這個報告。時間70：在主機A中，為230.43.0.0設置的計時器截至時間到，發送出成員關系報告，路由器和每一個主機都收到這個報告，主機A取消為225.14.0.0設置的計時器。20查詢路由器查詢報文可能產生很多響應，為了防止不必要的通信量

9、，IGMP為每一個網絡指定一個查詢路由器。只有這個查詢路由器才能發送查詢報文，而其他的路由器都是被動的。216.2.2 IGMP報文IGMP已經有了兩個版本，當前的版本IGMPv2有三種報文類型：查詢、成員關系報告和退出報告。 226.2.2 IGMP報文311680類型（8位）最長響應時間（8位）校驗和（16位）在成員報告和退出報告中的組地址：在一般查詢中的全是0類 型值一般或特殊0 x11或成員關系報告0 x16或退出報告0 x17或IGMP的類型字段236.2.2 IGMP報文格式（續）最大響應時間：定義了查詢必須在多長時間內回答。在查詢報文中這個值不是零，但在其他兩種報文種則置為零檢驗

10、和：檢驗和在8字節的報文上計算。組地址：在一般查詢報文中這個字段的值是0。這個字段值在特殊查詢報文，成員關系報告報文以及退出報告報文中定義組多播地址。246.3 封裝IGMP報文IP數據IP首部幀的數據幀的首部尾部（如果有的話）8字節數據鏈路層IP層256.3.1 IP層在IP層我們關心3個字段：協議字段、TTL字段和目的IP地址字段。對于IGMP協議，協議字段值是2當IGMP報文封裝成IP數據報時，TTL的值必須是1，這樣作是必須的，因為IGMP的作用范圍是局域網。目的IP地址26類 型目的IP地址查詢224.0.0.1在這個子網上的所有系統成員關系報告這個組的多播地址退出報告224.0.0

11、.2在這個子網上的所有路由器表 目的IP地址276.3.2 數據鏈路層以太網地址28比特群組標識群組標識中的低23比特復制到以太網群組中48比特以太網地址群組標識中的低23比特群組(23比特)多播地址(25比特)5比特未使用0111D類IP地址支持物理多播286.3.2數據鏈路層以太網的多播地址范圍是：01：00：5E：00：00：0001：00：5E：7F：FF：FF舉例試把多播IP地址230.43.14.7改變為以太網多播物理地址。練習：試把多播IP地址238.212.24.9改變為以太網多播物理地址296.3.2 數據鏈路層不支持物理多播數據首部數據首部多播IP數據報單播IP數據報大多數

12、的廣域網不支持物理多播編址。要通過這樣的網絡發送多播分組。這要使用叫做隧道技術的過程。使用隧道技術時，多播分組被封裝成單播分組并發送到網絡，然后在另一端又把這個分組轉變成多播分組。30本章小結多播就是把同樣的報文同時發送給一個以上的接收端網際組管理協議（IGMP）幫助多播路由器創建和更新與路由器接口有關的忠實成員表3種IGMP報文類型是查詢報文、成員關系報告和退出報告IGMP局限在本地工作主機或路由器可以在一個組中有成員關系路由器維護一些組地址，這些組地址給出了每一個接口的組成員關系路由器或主機發送成員關系報告來加入一個組31本章小結（續）路由器或主機發送退出報告來退出一個組路由器或主機發送查

13、詢報文來監視組成員關系延遲響應策略可避免在局域網上出現不必要的通信量IGMP報文封裝在IP數據報中包括以太網在內的大多數局域網都支持物理多播編址不支持物理多播編址的廣域網可使用叫做隧道技術的過程來發送多播分組。32練習一個組的多播地址是231.24.60.9，局域網使用TCP/IP，其48位的以太網地址是什么？路由器的組表有20個項目，它應當周期性地發送20個不同的查詢還是只發送一個？試解釋你的答案IP地址為202.45.33.21而物理以太網地址為23：4A：45：12：EC：D2的路由器發送一個IGMP一般查詢報文，試給出報文種所有項目。IGMP報文用十六進制表示的內容是：11 00 EE