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 выше сетевого уровня, хотя, по сути, действует не как транспортный протокол.^[1] Он во многом аналогичен ICMP для односторонней передачи. IGMP может использоваться для поддержки потокового видео и онлайн-игр, для этих типов приложений он позволяет использовать сетевые ресурсы более эффективно. IGMP уязвим к некоторым атакам^[2][3][4][5], 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 по-другому.

Архитектура

Сеть, предоставляющая услуги групповой передачи данных (например, видео) с использованием IGMP, может иметь следующую базовую архитектуру:

Пример архитектуры IGMP

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 RFC 1112, IGMPv2 — в RFC 2236 и IGMPv3 — в RFC 3376.

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 FreeBSD, 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, mrouted может действовать как IGMP маршрутизатор. Существуют также целые программные комплексы (такие, как XORP), позволяющие превратить обычный компьютер в полнофункциональный маршрутизатор групповой передачи.

Структура пакетов IGMPv3

Определена стандартом RFC 3376.

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.

Код макс. ответа (Max Resp Code) 

В этом поле указывается 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 

Это 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) 

Когда это поле не равно нулю, оно 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 этого 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) 

Поле 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) 

Эти поля представляют собой массив индивидуальных (не групповых) IP-адресов источников данных.

См. также

• IGMP snooping
• SCTP

Примечания