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 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	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
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	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
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	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
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

• IGMP snooping
• SCTP

Примечания

Ссылки