第5章 网际组管理协议

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1、第5章网际组管理协议（2学时）1.掌握IGMP协议的报文格式2.掌握IGMP协议的工作原理3.理解多播组地址到以太网地址的映射1、单播在单播通信中，源点和终点是一对一的。IP数据报中的源IP地址和目的IP地址分别代表了发送端主机和目的端主机。如下图所示，单播数据包从源点S1出发，经过一些路由器后，到达终点D1。一.单播、多播与广播2、多播在多播通信中，源点和终点是一对多的关系。在这种类型的通信中，源地址是单播地址，而目的地址是组地址（D类）。组地址定义这个组的成员。3、广播在广播通信中，源点和终点是一对多的关

2、系。源点只有一个，但所有其它的主机都是终点。Internet明确地不支持广播，因为这会产生非常巨大的通信量，同时它所需的带宽也是非常巨大的。如果有一个节点要向连接在Internet上的每一个节点发送消息，那么可以想象这将产生多大的通信量。多播地址把D类地址空间用于IP组播地址，以1110(D类)开始的32位地址是多播地址。记住下面这一点是很重要的：多播地址只能用作目的地址而不是源地址。动态的组成员：多播组中的成员是动态的。一个进程可请求其主机参加某个特定的组，或在任意时间退出该组。使用硬件进行多播：当数据报传

3、送到以太网时，以太网就利用硬件进行多播，交付给属于该组成员的主机。IGMP协议简介IGMP协议（Internet组管理协议）是“InternetGroupManagementProtocol”的缩写，它位于网络层。IGMP协议运行于主机和与主机直接相连的路由器之间，是IP主机用来报告多播组成员身份的协议。通过IGMP协议，一方面可以使主机通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息；另一方面，路由器可以周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态。IGMP使用预留的组播组地址224.0.0.1与本

4、地路由器通信。IGMP报文格式IGMP协议目前有三个版本IGMP、IGMPv2和IGMPv3。其中IGMPv2有3种报文类型：查询报文，成员关系报告报文和退出报告报文。查询报文共有两种：一般的和特殊的。IGMPv3有2种报文类型：查询报文和成员关系报告报文。IGMPv2报文的格式●类型：该字段定义了IGMP报文类型●最大响应时间：该字段定义了查询必须在多长时间内回答。●校验和：该字段包含覆盖整个IGMP报文的校验和。●组地址：该字段在一般的查询报文中值是0。在特殊的查询报文、成员关系报告报文以及退出报告报

5、文中值为多播组地址。IGMPv3查询报文的格式普通查询：在一个普通查询中，组地址字段和源数量(N)字段都为0。指定组查询：在指定组查询中，组地址字段含有需要查询的那个组地址，源数量(N)字段为0。指定组和源查询：在一个指定组和源的查询中，组地址字段含有要查询的多播地址,源地址[i]字段含有相关的源地址。IGMPv3成员关系报告报文的格式IGMPv3成员关系报告报文中的组记录IGMP封装IGMP报文被封装在IP数据报中：在IGMP数据包封装过程中，IP层有3个字段需要注意：1.高层协议类型字段对于IGMP协议，

6、IP的高层协议类型字段值是2。高层协议类型字段值为2的所有IP数据包，其数据部分都交付给IGMP协议处理。2.生存时间字段当IGMP报文封装成IP数据报时，生存时间的值必须是1。因为IGMP的作用范围是局域网，IGMP报文不能够发送到局域网以外的地方。生存时间值为1保证了这个报文不离开这个局域网，因为到了下一个路由器这个数值就减小到零，因而这个数据包要被丢弃。3.目的IP地址下表给出了每一种类型报文的目的IP地址。多播组成员的加入与退出每一个主机维持一个组内成员进程表。当一个进程要加入到一个新的组时，它就向主

7、机发送请求。该主机就在它的表中增加该进程的名字和所请求的组的名字。但是，如果这是在该组中的第一个成员关系的请求，该主机就只向多播路由器发送IGMP报告。换言之，主机为—个特定组的成员关系的报告仅发送一次。当主机收到一个查询时，若发现已经没有一个进程对该组还有兴趣．它就不进行响应，也不发送关于该组的报告。若局域网上已没有一个主机向一个特定组发送报告，则经过一段超时后，该组的地址就要从路由器的多播地址表中被清除。退出一个组监视组的成员关系当仅有一台主机留在一个组中时，如果这台主机离开了这个组而没有发送退出报告报文

8、，那么多播路由器将永远收不到退出报告报文，它认为这个组一直存在这个忠诚成员。为了解决这个问题，多播路由器应该负责监视局域网上的所有主机或路由器，以便知道它们是否愿意继续留在多播组中。路由器周期性地（默认的间隔是每隔125s）发送一般查询报文。在这个报文中，组地址被置为0.0.0.0。延迟响应为了避免不必要的通信量，IGMP使用延迟响应策略。当主机或路由器收到查询报文时，它不是立即响应，而是延迟响应。