IGMP 因特网组管理协议

    IGMP（Internet Group Management Protocol）作为因特网组管理协议，用于多播。

    与ICMP一样， IGMP也被当作 IP 层的一部分，IGMP报文也通过IP数据报进行传输。

                    

    IGMP 在TCP/IP中负责局域网IP多播组成员管理的协议。用来在多播路由器与其局域网中的主机建立、维护多播组成员关系（组播路由器之间的组成员信息建立、维护使用组播路由协议）。关于多播，请参考《TCP/IP详解、卷一》第十二章。

如图 R1 R2 R3路由所在局域网中均有主机加入多播组。假设网络中有该组一多播数据包传送，那么如何使得该多播数据包只发给R1、R2、R3，而不发给R4.这时，就需要IGMP协议了。

    

        简单的说，IGMP实现了这样的功能，对于主机来说，它通知多播路由器，我在哪些多播组中。对多播路由器而言，IGMP使得多播路由器维护局域网中的主机都加入了哪些组。     

基本过程：

    主机：        保存自己加入的组播播组列表

    多播路由器：  保存每个接口连接的网段上是否存在某个组播组的组成员

       1）加入一个组：主机加入一个组，向多播路由器发送IGMP报文，声明成为某个多播组成员。本地多播路由器获取该报文后，就可以将这种成员关系发给其他多播路由器。

        2）动态维护多播组成员关系：多播路由器定时向本地主机发送查询报文，以判断某个多播组在本地主机中是否还有成员。

         

    在动态维护多播组成员关系时，多播路由器发送query报文，如果某个组在本地有多名成员，那么在第一个成员主机respond之后，其他成员主机不必再应答。

        ( 1 ) 在主机和多播路由器之间的所有通信都是使用 IP 多播。只要有可能，携 带 IGMP报文的数据报都用硬件多播来传送。因此在支持硬件多播的网络上，没 有 参 加 I P 多播的主机不会收到 IG M P 报文。

        ( 2 ) 多播路由器在探询组成员关系时，只需要对所有的组发送一个请求信息的询问报文，而不需要对每一个组发送一个询问报文 （ 虽然也允许对一个特定组发送询问报文）。默认的询问速率是每 125 秒 发 送 一 次 （ 通信量并不太大）。

        ( 3 ) 当同一个网络上连接有几个多播路由器时，它们能够迅速和有效地选择其中的一个来探询主机的成员关系。因此，网络上多个多播路由器并不会引起IGMP通信量的增大。

        ( 4 ) 在 IGMP 的query报文中有最长响应时间 N（ 默 认 值 为 10秒 ）。当收到query时，主机在0 到N之间随机选择发送响应所需经过的时延。因此，若一个主机同时参加了几个多播组，则主机对每一个多播组选择不同的随机数。对应于最小时延的响应最先发送。

        ( 5 ) 同一个组内的每一个主机都要监听响应，只要有本组的其他主机先发送了响应，自己就可以不再发送响应了。这样就抑制了不必要的通信量。

IGMP目前有三个版本：IGMPv1、IGMPv2、IGMPv3

IGMPv1、IGMPv2、IGMPv3三者的对比：

	IGMPv1	IGMPv2	IGMPv3
实现机制	基于查询与响应
查询器	通过多播路由选择协议选举产生	自己有选举机制	自己有选举机制
组员加入	主机主动向要加入的多播组发送加入报告
组员离开	不立即发送离开报文，只是在下次查询时不响应（即不发送响应报告）	主动发离开报文，查询器收到报文就开始进行特定组查询	主动发离开报文，查询器收到报文就开始进行特定组查询
指定源、组查询	无	指定组	指定源、组
指定源、组加入	无	无	有
RFC	RFC 1112	RFC 2236	RFC 3376

IGMPv3 的指定组功能：

1、主机控制能力的增强

        IGMPv3 增加了针对组播源的过滤模式（INCLUDE/EXCLUDE），使主机在加入某组播组G的同时，能够明确要求接收或拒绝来自某特定组播源S的组播信息。

    主机加入组播组时：

1)    若要求只接收来自指定组播源如S1、S2、……的组播信息，则其报告报文中可以标记为INCLUDE Sources（S1，S2，……）；

2)    若拒绝接收来自指定组播源如S1、S2、……的组播信息，则其报告报文中可以标记为EXCLUDE Sources（S1，S2，……）。

2、查询和报告报文功能的增强

1）携带源地址的查询报文

    IGMPv3 不仅支持IGMPv1 的普遍组查询和IGMPv2 的特定组查询，而且还增加了对特定源组查询的支持：

§  普遍组查询报文中，既不携带组地址，也不携带源地址；

§  特定组查询报文中，携带组地址，但不携带源地址；

§ 特定源组查询报文中，既携带组地址，还携带一个或多个源地址。

2）包含多组记录的报告报文

    IGMPv3 报告报文的目的地址为224.0.0.22，可以携带一个或多个组记录。在每个组记录中，包含有组播组地址和组播源地址列表。其组记录类型分别为： IS_IN，IS_EX，TO_IN，TO_EX，ALLOW，BLOCK六种。

§ IS_IN：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式为INCLUDE，即只接收从指定组播源列表发往该组播组的组播数据。

§ IS_EX：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式为EXCLUDE，即只接收从指定组播源列表之外的组播源发往该组播组的组播数据。

§ TO_IN：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式由EXCLUDE 转变为INCLUDE。

§ TO_EX：表示组播组与组播源列表之间的过滤模式由INCLUDE 转变为EXCLUDE