《TCP/IP详解卷2：实现》笔记--IGMP:Internet组管理协议

IGMP在本地网络上的主机和路由器之间传达组成员信息，路由器定时向所有主机组多播IGMP查询。主机多播IGMP报告报文

以响应查询。

从体系结构的观点来看，IGMP是位于IP上面的运输层协议。它有一个协议号（2），它的报文是由IP数据报承载的。与ICMP

一样，进程通常不直接访问IGMP，但进程可以通过IGMP插口发送和接受IGMP报文。这个特性使得能够把多播选路守护程序

作为用户级进程实现。

下图是Net/3中IGMP协议的整体结构：



到达的IGMP查询使igmp_input为每个in_multi结构初始化一个递减定时器，该定时器由igmp_fastimo更新，当每个定时器

超时时，igmp_fasttimo调用igmp_sendreport。

当我们创建一个新的in_multi结构时，ip_setmoptions调用igmp_joingroup。igmp_joingroup调用igmp_sendreport来发布

新的组成员信息，使组的定时器能够在短时间内安排第二次通告。igmp_sendreport完成对igmp报文的格式化，并把它传给

ip_output。

1.igmp结构

igmp报文只有8个字节长，结构如下：



igmp_type包含一个4bit的版本码和一个4bit的类型码，如下图所示：



igmp报文构造如下：



Net/3只使用版本1的报文，多播路由器发送1类报文向本地网络上所有主机请求成员关系报告。对1类IGMP报文的响应是

主机的一个2类报文，报告它们的多播成员信息。3类报文在路由器之间传输多播选路信息，主机不处理3类报文。

2.IGMP_protosw的结构

IGMP的protosw结构如下：



三种时间触发IGMP处理：

一个本地接口加入一个新的多播组。

某个IGMP定时器超时。

收到一个IGMP查询。

还有两种事件也触发本地IGMP处理，但结果不发送任何报文：

收到一个IGMP报告。

某个本地接口离开一个多播组。

3.加入一个组：igmp_joingroup函数

当一个新的in_multi结构被创建时，in_addmulti调用igmp_joingroup。然后加入同一多播组的请求只增加in_multi结构的

引用次数，不调用igmp_joingroup。

函数的大概处理如下：

如果新的组时所有主机组，或成员关系请求时环回接口的，则不需要定时器，函数返回。因为每个多播主机都是所有组播组

的成员，不需要进行报告。没必要向环回接口发送组成员报告，因为本地主机是在回路网络上的唯一系统，它已经知道它的

成员状态了。

在其他情况下，新组的报告被立即发送（通过igmp_sendreport函数），并根据组的情况为组定时器选择一个随机值。

igmp_fastimo检查这个变量，避免不必要的处理。当新组的定时器超时时，就发布第2次成员关系报告。

4.igmp_fasttimo函数

igmp_fasttimo函数循环找到各个in_multi结构，对每个结构：

如果定时器为0，什么都不做。

如果定时器不是0，则将其递减。如果到达0，则发送一个IGMP组成员关系报告。

5.igmp_sendreport函数

igmp_sendreport函数为一个多播组构造和发送IGMP报告报文。

通过创建一个mbuf，然后设定相应的值，最后构造一个ip_moptions结构，并将它与报文一起传给ip_output。

进程级的多播路由器必须监听成员关系报告，当系统被配置成多播路由器时，总是接收IGMP数据报。通过传输层程序把

报文传给IGMP的igmp_input和pr_input函数。

6.输入处理：igmp_input函数

多播路由器接收所有的IGMP报文，但是多播主机只接收那些到达接收是目的多播组成员的IGMP报文（也即，那些接收

它们的接口是组成员的查询和成员管理报告）。

标准协议分用机制把接受的报文传给igmp_input。igmp_input的大概处理如下：

1.验证IGMP报文，包IGMP检验和等方式。

2.根据igmp_type内的代码处理报文，igmp_type包含一个版本码和一个类型码，根据这两个码分别进行处理。

3.把有效的IGMP报文传给rip_input，在rip_input里被提交给所有监听IGMP报文的进程。

6.1.成员关系查询：IGMP_HOST_MEMBERSHIP_QUERY

RFC1075推荐多播路由器每120秒至少发布一次IGMP成员关系查询。把查询发给224.0.0.1组（所有主机组）。

对于该igmp_type的处理如下：

接收查询报文并不会立即引起IGMP成员报告。相反，igmp_input为与接收查询的接口相关的各个组定时器设置一个随机的值，

当某组的定时器超时，则igmp_fasttimo发送一个成员关系报告，与此同时，其他所有查询的主机也进行同一动作。一旦某个

主机上的某个特定组的随机定时器超时，就像该组多播一个报告。这个报告将取消其他主机上的定时器，保证只有一个报告在

网络上多播。路由器与其他组成员一样，接收该报告。这个情况的一个例外就是所有主机组，这个组不设定定时器，也不发送

报告。

6.2.成员关系报告：IGMP_HOST_MEMEBER_REPORT

对于该igmp_type的处理如下：

发送到环回接口上的报告被丢弃。

如果源地址的网络或者子网部分为0（如果主机正在启动，这是被允许的），则把源地址设成子网地址，那么进程级的多播路由

守护进程能够知道它是从哪个子网过来的。

7.离开一个组：igmp_leavegroup函数

当in_multi结构中的引用计数器跳到0时，in_delmulti调用igmp_leavegroup。该函数不采取任何动作。