Interested Article - IGMP

IGMP ( англ. Internet Group Management Protocol — протокол управления группами Интернета) — протокол управления групповой (multicast) передачей данных в сетях, основанных на протоколе IP . IGMP используется маршрутизаторами и IP-узлами для организации сетевых устройств в группы.

Этот протокол является частью спецификации групповой передачи пакетов в IP-сетях . IGMP расположен на сетевом уровне . Он во многом аналогичен ICMP для одноадресной передачи . IGMP может использоваться для поддержки потокового видео и онлайн-игр , для этих типов приложений он позволяет использовать сетевые ресурсы более эффективно. IGMP уязвим для некоторых атак , и брандмауэры обычно позволяют пользователю отключить этот протокол, если в нем нет необходимости.

IGMP используется только в сетях IPv4 , так как в IPv6 групповая передача пакетов реализована через протокол Multicast Listener Discovery .

Архитектура

Сеть, предоставляющая услуги групповой передачи данных (например видео) с использованием IGMP, может иметь следующую базовую архитектуру:

IGMP architecture example

IGMP используется клиентским компьютером и соседними коммутаторами для соединения клиента и локального маршрутизатора, осуществляющего групповую передачу. Далее между локальным и удаленным маршрутизаторами используется протокол Protocol Independent Multicast (PIM), с его помощью групповой трафик направляется от видеосервера к многочисленным клиентам групповой передачи.

Стандарты

Согласно Request for Comments (RFC), документу сообщества Internet Engineering Task Force (IETF), существует три версии IGMP. IGMPv1 определен в , IGMPv2 — в и IGMPv3 — в .

Основным улучшением в IGMPv3 относительно IGMPv2 является поддержка фильтрации IP-адресов . С помощью этого механизма узел может сообщить, с каких адресов он хочет получать пакеты, а с каких нет.

Реализация

Протокол IGMP реализован в виде серверной и клиентской частей, первая из которых выполняется на маршрутизаторе, вторая — в узле сети, получающем групповой трафик. Клиент посылает уведомление о принадлежности к какой-либо группе локальному маршрутизатору, в это время маршрутизатор находится в ожидании уведомлений и периодически рассылает клиентам запросы.

Операционные системы семейств BSD , Linux и Windows поддерживают клиентскую часть протокола. В системе Linux IGMPv3 был добавлен в версии ядра 2.5. Для FreeBSD IGMPv3 был добавлен в версии 8.0.

Для реализации серверной части IGMP в Linux используются демоны , например, может действовать как IGMP маршрутизатор. Существуют также целые программные комплексы (такие, как), позволяющие превратить обычный компьютер в полнофункциональный маршрутизатор групповой передачи.

В OpenBSD поддержка IGMP в ядре изначально включает в себя базовую поддержку маршрутизации, а имеющиеся в составе ОС демоны и dvmrpd позволяют решать более сложные задачи (например, туннелирование multicast-трафика).

Структура пакетов IGMPv3

Определена стандартом .

Запрос принадлежности (Membership Query Message)

Запросы принадлежности рассылаются маршрутизаторами для того, чтобы для каждого узла определить его принадлежность к каким-либо группам (group membership state) и список источников информации, от которых данный узел хочет получать сообщения (reception state). Существует три типа таких запросов:

Общие запросы (General Queries) — позволяют получить полную информацию для каждого из узлов. Маршрутизатор периодически рассылает эти запросы всем системам, подключенным к его сети.
Запросы с указанием группы (Group-Specific Queries) — используются для определения состояния подписки для заданной группы узлов. Такие запросы рассылаются по соответствующему групповому адресу.
Запросы с указанием группы и источника (Group-and-Source-Specific Queries) — позволяет для каждого узла заданной группы определить, какие сообщения из всех, посылаемых заданными источниками, этот узел хочет получать.

Октет	0	4	5	8	16
0—3	Type = 0x11			Max Resp Code	Checksum
4—7	Group Address
8—11	Resv	S	QRV	QQIC	Number of Sources (N)
12—15	Source Address [1]
…	…
	Source Address [N]

Код макс. ответа (Max Resp Code) — максимальное время (в 1/10 секунды) ожидания ответа, соответствующего данному запросу. Если значением является число, меньшее 128, оно используется напрямую. Если же значение больше или равно 128, оно интерпретируется как экспонента с мантиссой.
Контрольная сумма (Checksum) — 16-битная контрольная сумма для всего IGMP-сообщения.
Групповой адрес (Group Address) — групповой адрес, используемый в запросах с указанием группы. При общем запросе это поле устанавливается равным нулю.
Resv — поле зарезервировано, его следует обнулять при посылке и игнорировать при получении.
Флаг S (Прекратить серверную обработку, Suppress Router-side Processing) — установка этого флага указывает всем маршрутизаторам, получившим данное сообщение, прекратить обновления по таймеру.
QRV (Переменная надежности запрашивающего, Querier’s Robustness Variable) — содержит переменную надежности (Robustness Variable), значение которой используется посылающим устройством. Маршрутизаторы должны обновлять их переменные надежности в соответствии с последним полученным запросом, пока это поле ненулевое.
QQIC (Код интервала запроса, Querier’s Query Interval Code) — значение поля указывает интервал между запросами (Query Interval), используемый запрашивающим. Если значением является число, меньшее 128, оно используется напрямую. Если же значение больше или равно 128, оно интерпретируется как экспонента с мантиссой.
Количество источников (Number of Sources, N) — определяет число адресов источников, присутствующих в этом запросе. Для общих запросов и запросов с указанием группы это значение равно нулю. Для запросов с указанием группы и источника это поле ненулевое, оно ограничено значением MTU сети.
Адрес источника [i] (Source Address) — массив индивидуальных (не групповых) IP-адресов источников данных.

Отчёт о принадлежности (Membership Report Message)

Октет	0	8	16
0—3	Type = 0x22	Reserved	Checksum
4—7	Reserved		Number of Group Record (M)
8—11	Group Record [1]
…	…
	Group Record [M]

Reserved — должно устанавливаться в ноль при передаче и игнорироваться при приёме;
Number of Group Record — количество полей Group Record в сообщении;
Group Record — блок полей, содержащий информацию о членстве отправителя в группе:

0	8	16
Record Type	Aux Data Len	Number of Sources (N)
Multicast Address
Source Address [1]
…
Source Address [N]
Auxilary Data

Record Type — тип записи:
- Текущее состояние — посылается в ответ на запрос, сообщает о текущем режиме фильтрации, относительно указанного группового адреса, принимает значения MODE_IS_INCLUDE и MODE_IS_EXCLUDE;
- Изменение режима — посылается при изменении режима фильтрации, принимает значения CHANGE_TO_INCLUDE_MODE и CHANGE_TO_EXCLUDE_MODE;
- Изменение списка источников — посылается при изменении списка источников без изменения режима фильтрации:
  - ALLOW_NEW_SOURCES — в режиме INCLUDE адреса добавляются к списку, в режиме EXCLUDE — удаляются из списка;
  - BLOCK_OLD_ SOURCES — в режиме EXCLUDE адреса добавляются к списку, в режиме INCLUDE — удаляются из списка.
Aux Data Len — длина дополнительных данных в 32-битных словах.
Number of Sources — количество адресов источников данных;
Multicast Address — групповой адрес, к которому относится информация в записи;
Source Address — массив индивидуальных IP-адресов источников данных;
Auxilary Data — дополнительная информация, не должна использоваться в текущей версии протокола.

Другие типы пакетов

Тип	Наименование	Описание
0x12	Version 1 Membership report	Должны поддерживаться для совместимости с предыдущими версиями
0x16	Version 2 Membership report
0x17	Version 2 Leave Group
0x13	Distance Vector Multicast Routing Protocol	Экспериментальный протокол

См. также

Примечания

(неопр.) . Дата обращения: 21 декабря 2009. 27 апреля 2006 года.
Spoofed от 10 июня 2011 на Wayback Machine vulnerability.
от 13 февраля 2005 на Wayback Machine may promote «Denial of Service» attack.
13 октября 2006 года. .
Microsoft Security Bulletin MS06-007: от 31 марта 2007 на Wayback Machine .

Ссылки

[1] (неопр.) . Дата обращения: 21 декабря 2009. 27 апреля 2006 года.

[2] Spoofed от 10 июня 2011 на Wayback Machine vulnerability.

[3] от 13 февраля 2005 на Wayback Machine may promote «Denial of Service» attack.

[4] 13 октября 2006 года. .

[5] Microsoft Security Bulletin MS06-007: от 31 марта 2007 на Wayback Machine .