IGMP 协议

一、IGMP 是什么

IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议），网络层协议，封装在IP报文里，IP协议号2。

IGMP没有端口号。

作用：管理组播组，让主机和本地组播路由器之间通信，告诉路由器：本机是否需要接收某个组播组的数据。

单播：一对一；广播：同一网段所有主机；组播：一对一组，只发给订阅了该组的主机。
IGMP只工作在主机与本地路由器之间；路由器之间组播路由使用PIM等协议，不是IGMP。

二、IGMP版本对比

版本	特点
IGMPv1	只有成员报告、查询报文；无离开组报文；等待超时才判定主机退出
IGMPv2（主流）	增加离开组报文，主机主动通知路由器退出组播组；支持最大响应时间
IGMPv3	支持源过滤，可以指定：接收/不接收来自某个源IP的组播流量

三、IGMPv2 报文类型

1. 成员查询报文（Query）：路由器周期性发送（默认125s），询问网段内哪些主机还在某个组播组。分为通用查询、特定组查询。
2. 成员报告报文（Report）：主机主动发给路由器，声明我要加入这个组播组。
3. 离开组报文（Leave）：主机退出组播组时主动发送。

四、IGMPv2 工作流程

1. 主机加入组播组

主机想加入某个组播组，发送IGMP成员报告，告知本地组播路由器：我订阅这个组播地址。
路由器收到后，向上游组播路由拉取该组播流量，转发到本网段。

抑制机制：同一网段多台主机加入同一个组，一台主机发送报告后，其他主机收到报告，抑制自己不再发送报告，减少网段报文数量。

2. 路由器周期性查询

路由器每隔一段时间发送通用查询：“哪些组播组还有成员？”
组内主机收到查询，启动随机计时器，最先到期的主机发送成员报告，其余主机被抑制。

3. 主机离开组播组

主机不再需要组播数据，发送离开组报文。
路由器收到离开报文，立刻发送特定组查询，检查网段内是否还有其他主机留在该组；
如果一段时间没有收到任何成员报告，路由器判定该网段无此组成员，停止转发这个组播流量到本局域网。

IGMPv1没有离开报文，只能等待超时，离开延迟很大。

五、IGMPv3 新增能力

可以做源过滤，两种模式：

• INCLUDE模式：只接收来自指定源IP的组播流量
• EXCLUDE模式：接收该组播，排除某些源IP

适合多源组播场景，IPTV常用。

六、常见应用场景

IPTV视频直播、在线视频会议、设备组播升级、监控摄像头组播流。

七、重要误区

1. ❌ IGMP不是组播路由协议；IGMP只在主机 ↔ 本地路由器之间工作；路由器之间组播路由用PIM、DVMRP。
2. ❌ IGMP不能跨网段；它只管理当前局域网的组播成员。
3. 组播报文目的地址是D类IP（224.0.0.0 ~ 239.255.255.255）。

八、优缺点

✅ 优点

1. 一对多传输，相同数据在链路只传一份，节省带宽（IPTV典型收益）；
2. v2支持主动离组，减少不必要流量；v3支持源过滤。

❌ 缺点

1. 二层交换机默认会把组播像广播一样泛洪到所有端口；需要开启IGMP Snooping，交换机监听IGMP报文，只把组播转发到有订阅主机的端口。
2. 部分防火墙对组播支持较差。

IGMP Snooping：二层交换机功能，不是IGMP协议本身；交换机监听IGMP报文，记录哪个端口存在组播接收者，隔离不需要组播的端口。

九、小结

1. IGMP网络层协议，IP协议号2，用于主机和本地路由器之间管理组播组成员；
2. IGMPv2：查询、成员报告、离开报文；主机可主动离组；v3支持源IP过滤；
3. 同一网段存在报告抑制机制，减少重复报文；
4. IGMP只管本网段成员，不是组播路由协议；交换机IGMP Snooping优化二层组播转发；
5. 组播使用D类IP地址。

思考题：交换机开启IGMP Snooping的作用是什么，如果不开启会发生什么？