IGMPv2的工作原理

问题描述

IGMPv1 有一定缺陷：
1）IGMPv1离组使用超时机制，组成员只能静默离组。在未超时的时间内，组播流量依然会被组播路由器转发。
2）IGMPv1 IGMP Querier 选举必须要依赖PIM协议，导致 IGMP Querier 选举不够灵活。

解决方案

IGMPv2 vs. IGMP v1

在保持对 IGMPv1 兼容的同时，IGMPv2 还改善 IGMPv1 的缺陷。

相同点：
1）协议兼容：IGMPv2 能与 IGMPv1 兼容。
2）加组机制：IGMPv2 组成员加组机制与 IGMPv1 基本相同

改进点：
1）选举机制：IGMPv2 增加 IGMP Querier 选举机制；
2）离组机制：IGMPv2 增加 离开组机制；

查询器选举机制

与 IGMPv1 比，IGMPv2 IGMP Querier 选举机制有较大改进，IGMPv2 使用独立的 IGMP Querier 选举机制。

当网络上存在多个 Multicast Router 时，IP Address 最小的路由器成为 IGMP Querier 角色：
1）初始状态都认为自己是 IGMP Querier ，并且都会发送 IGMP 普遍组查询报文；
2）当收到对端报文后，接口 IP Address 最小的 Multicast Router 自动成为 IGMP Querier ；
3）非 IGMP Querier 上都会启动一个定时器（即其他 IGMP Querier 存在时间定时器 Other Querier Present Timer，默认 120s）。在该定时器超时前，如果收到来自 IGMP Querier 的 Query 报文，则重置该定时器；否则认为原 IGMP Querier 失效，并发起新的 IGMP Querier 选举过程。

组成员加组机制

IGMPv2 组成员加组机制与 IGMPv1 一致，不再赘述。

组成员探测机制

在 IGMPv2 中，引入组成员离组机制，所以无需特意来探测组内是否存在成员。

组成员离组机制

新增两种报文

为了改善组成员离开机制，IGMPv2 新增 Leave Group 报文与 Group-Specific Query 报文，来加速感知 IGMPv2 组成员离开。

1）成员离开报文（Leave Group）：成员离开组播组时主动向 IGMP Querier 发送该报文，以宣告自己离开某个组播组。成员离开报文目的地址为 224.0.0.2（仅 IGMP Querier 处理）。

2）特定组查询报文（Group-Specific Query）：IGMP Querier 向共享网段内指定组播组发送的 Query 报文，用于查询该组播组是否存在成员。特定组查询报文目的地址为所查询组播组的组地址。（IGMPv1 中，Query 报文会查询所有组，而无法查询特定组）

IGMPv2 对 Query 报文格式进行改进，添加 Max Response Time（最大响应时间）字段。此字段取值可以通过命令配置，用于控制成员对于查询报文的响应速度（终端将生成 Max Response Time 以内的随机数，而非 IGMPv1 中默认 10s 时间，这实现根据需要来控制 Report 报文的响应速度）。

离组机制细节

当组成员离组时，组播组成员向本地网段内的所有组播路由器（DST-IP-Address 224.0.0.2）发送针对组 G1 的 Leave Group 报文：
1） IGMP Querier 收到离开报文，会发送针对组G1的特定组查询报文。发送间隔和发送次数可以通过命令配置，缺省情况下每隔1秒发送一次，共发送两次。同时 IGMP Querier 启动组成员关系定时器（Timer-Membership=发送间隔x发送次数）。
—- 如果该网段内还存在组G1的其他成员，这些成员在收到 IGMP Querier 发送的特定组查询报文后，会立即发送针对组G1的报告报文（默认每隔1秒发送一次，共发送两次，所以终端设备要立即响应，而不能使用默认的 Max Response Time 中设置的时间）。 IGMP Querier 收到针对组G1的报告报文后将继续维护该组成员关系。
—- 如果该网段内不存在组G1的其他成员， IGMP Querier 将不会收到针对组G1的报告报文。在Timer-Membership超时后， IGMP Querier 将删除（*，G1）对应的IGMP组表项。当有组G1的组播数据到达 IGMP Querier 时， IGMP Querier 将不会向下游转发。

设备厂商的实现可能有所不同：
1）如果 Last Report 未离组，那么其他终端设备离组时，IGMP Querier 不会发送特定组查询报文。

补充说明

1）如果 Last Report 直接拔出网线，即没有及时发送 Leave 报文。只能等待时间超时（130s），

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