一、IGMPv1

IGMP是Internet Group Management Ptotocol的簡(jiǎn)稱，被稱為互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族中負(fù)責(zé)IPV4組播成員管理的協(xié)議。

IGMP的作用：

1. IGMP用來在接收者主機(jī)和與其直接相鄰的組播路由器之間建立和維護(hù)組播組成員關(guān)系。

2. IGMP通過在接收者主機(jī)和組播路由器之間交互IGMP報(bào)文實(shí)現(xiàn)組成員管理功能，IGMP報(bào)文封裝在IP報(bào)文中。

IGMP的版本：

IGMP有三個(gè)版本,用于IPv4中一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)運(yùn)行與組成員和路由器之間的協(xié)議：

IGMPv1

IGMPv2

IGMPv3

用于IPV6中運(yùn)行與組成員和組成員路由器之間的協(xié)議：

MLDv1，等同于IGMPv2

MLDv2，等同于IGMPv3

IGMPv1報(bào)文:

--普遍組查詢報(bào)文

--成員報(bào)告報(bào)文

普遍組查詢報(bào)文：

1.路由器周期發(fā)送，默認(rèn)每間隔60s發(fā)送一次，通過IP報(bào)文封裝，SIP為路由器接口IP地址，DIP為224.0.0.1(代表鏈路上所有路由器和主機(jī)）。

2.普遍組查詢報(bào)文的Group address為0.0.0.0 ，代表針對(duì)所有組播組發(fā)起組成員查詢。

3.當(dāng)組成員收到普遍組查詢報(bào)文后，隨機(jī)延時(shí)一個(gè)0-10s的時(shí)間后，發(fā)送成員報(bào)告報(bào)文，SIP為主機(jī)自身接口IP地址，DIP為該主機(jī)所屬的組播組地址，Group address為主機(jī)所屬的組播組地址。

4.隨機(jī)延時(shí)時(shí)間為0-10s之間的一個(gè)值，10s稱為最大響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)針對(duì)組成員報(bào)告報(bào)文的抑制，IGMPv1無法修改該時(shí)間值。

為什么要設(shè)計(jì)最大響應(yīng)時(shí)間？

避免同組播組的成員重復(fù)發(fā)送成員報(bào)告報(bào)文，減小路由器負(fù)擔(dān)。

--由于組成員報(bào)告報(bào)文延時(shí)時(shí)間不一致，因此誰先超時(shí)誰先發(fā)送組成員報(bào)告報(bào)文。

5.路由器收到成員報(bào)告報(bào)文以后，將自動(dòng)創(chuàng)建（*，G）表項(xiàng)，并將收到該成員報(bào)告報(bào)文的接口作為該（*，G）報(bào)文的下游接口，未來路由器收到發(fā)向該組的組播報(bào)文就復(fù)制一份，從該下游接口發(fā)送出去，接收者就從互聯(lián)該接口的組成員路由器收到了該組播報(bào)文。

6.IGMPv1沒有設(shè)計(jì)離組機(jī)制，成員離組不會(huì)發(fā)送任何通知給組成員路由器，如果該組中最后一個(gè)組成員離開或者只有一個(gè)組成員由于某種故障脫離該組播組，將導(dǎo)致路由器在130s【兩個(gè)普遍組查詢報(bào)文發(fā)送時(shí)間+最大抑制延時(shí)（60s*2+10s）】?jī)?nèi)無法接收到任何組成員的報(bào)文，當(dāng)超時(shí)以后，路由器將刪除關(guān)于組成員（*，G）表項(xiàng)的下游接口，停止向該網(wǎng)絡(luò)發(fā)送關(guān)于該組播組的組播報(bào)文。

注：由于在超時(shí)之前，組播路由器并沒有收到該組播組成員發(fā)送的報(bào)告報(bào)文，無法觸發(fā)刪除關(guān)于該組播組的（*，G）表項(xiàng)。因此，當(dāng)組播路由器收到發(fā)往關(guān)于該組播組的組播報(bào)文時(shí)，仍然會(huì)將組播報(bào)文從該組播組成員關(guān)聯(lián)的下游接口發(fā)送出去，造成組播流量浪費(fèi)，消耗鏈路帶寬。（在130s內(nèi)還是會(huì)繼續(xù)發(fā)送組播流量，造成組播流量的浪費(fèi)，鏈路帶寬的浪費(fèi)）。

通常情況下，組播路由器會(huì)周期性發(fā)送普遍組查詢報(bào)文，但是在IGMPv1中，組播路由器默認(rèn)情況下不會(huì)發(fā)送普遍組查詢報(bào)文。

沒有開啟PIM協(xié)議：

不會(huì)發(fā)送組成員報(bào)告報(bào)文的原因是，在IGMPv1中，默認(rèn)沒有查詢者，只有查詢者才能發(fā)送普遍組查詢報(bào)文（通過display igmp interface命令可以查看），只有當(dāng)查詢被選舉出來以后才會(huì)發(fā)送普遍組查詢報(bào)文，而IGMPv1并沒有查詢器選舉機(jī)制，所以該組播路由器并不知道自己是查詢者。

什么是查詢者？

--當(dāng)一個(gè)網(wǎng)段存在多臺(tái)路由器時(shí)，負(fù)責(zé)向該網(wǎng)段發(fā)送普遍組查詢報(bào)文的路由器。

在IGMPv1中需要PIM協(xié)議的DR選舉機(jī)制來協(xié)助查詢器的選舉，因此啟用IGMPv1的接口還需啟用PIM協(xié)議，通過PIM協(xié)議選舉出在該網(wǎng)段上的DR，然后由DR充當(dāng)IGMPv1的查詢者。

在接口下使能PIM協(xié)議：

接口使能PIM協(xié)議后：

PIM DR如何選舉?

1.根據(jù)PIM協(xié)議中hello包中攜帶的優(yōu)先級(jí)選舉DR，優(yōu)先級(jí)越大的成為DR。

2.優(yōu)先級(jí)相同，則比較接口IP地址的大小，IP地址大的成為DR。

普遍組查詢報(bào)文示例：

當(dāng)組成員收到該普遍組查詢報(bào)文后，會(huì)隨機(jī)延時(shí)1-10s，以自身接口IP地址為源，自身加入的組播組地址為目的發(fā)送成員報(bào)告報(bào)文。

成員報(bào)告報(bào)文示例：

在收到了組成員發(fā)送的成員報(bào)告報(bào)文，組播路由器會(huì)自動(dòng)生成關(guān)于該下游接口收到組成員報(bào)告報(bào)文的（*，G）表項(xiàng)。

示例圖：

為什么產(chǎn)生的是（*，G）表項(xiàng)？

因?yàn)榻M成員發(fā)送的成員報(bào)告報(bào)文中沒有協(xié)議組播源信息，那么也就說明，任何一個(gè)組播報(bào)文發(fā)送者都有可能成為組播的發(fā)送源，所以用“ * ” 來標(biāo)識(shí)，“ * ” 代表任意。

--IGMPv1的普遍組查詢報(bào)文缺省60s發(fā)送一次，可以在接口下通過igmp timer query命令更改，V1,V2,V3都可以更改。

--通過更改查詢器發(fā)送普遍組查詢報(bào)文的時(shí)間，可以控制普遍組查詢報(bào)文及其組成員報(bào)告報(bào)文的發(fā)送頻率，以此提高收斂速度，但隨之也會(huì)增加設(shè)備負(fù)擔(dān)。

PIM的hello包中默認(rèn)協(xié)議的優(yōu)先級(jí)為1，且DR是可以被搶占的。

--可以通過pim hello-option dr-priority命令修改優(yōu)先級(jí)。

--非查詢器收到成員報(bào)告報(bào)文也會(huì)生成（*，G）表項(xiàng)。

為什么只有查詢器才發(fā)送普遍組查詢報(bào)文？

只有查詢器發(fā)送普遍組查詢報(bào)文，這樣可以減少鏈路帶寬浪費(fèi)，也減輕了組成員的負(fù)擔(dān)，如果其他組播路由器也發(fā)送普遍組查詢報(bào)文，那么將導(dǎo)致收到普遍組查詢報(bào)文的主機(jī)都要回應(yīng)成員報(bào)告報(bào)文，當(dāng)組播路由器的數(shù)量增加，會(huì)導(dǎo)致主機(jī)負(fù)擔(dān)加重。

如果DR失效，其他組播路由器要多久才能檢測(cè)到DR故障，并接替DR位置？

--PIM的hello發(fā)送周期為30s，holdtime為105s，也就是說，105s后如果沒有收到其他組播路由器發(fā)送的PIM hello，那么這時(shí)該組播路由器將經(jīng)過DR的選舉成為新的DR，并默認(rèn)以30s為周期發(fā)送PIM hello。

--PIM hello也可以在接口下通過pim timer hello命令更改，hold time可以在接口下通過pim hello option holdtime更改。

總結(jié)IGMP的特點(diǎn)：

IGMPv1一共有兩種報(bào)文，普查報(bào)文和成員報(bào)告報(bào)文，沒有離組報(bào)文。

IGMPv1只有一種機(jī)制，響應(yīng)抑制機(jī)制，沒有離組機(jī)制。

IGMPv1的缺點(diǎn)：

1.IGMPv1沒有查詢器選舉機(jī)制，需要PIM的DR來充當(dāng)IGMPv1的查詢器。

2.IGMPv1沒有離組機(jī)制，對(duì)流量的控制性不好。