近年来，随着Internet的迅速普及和快速发展，在Internet上产生了许多新的应用，其中IP组播技术为多数研究热点，其独特的优越性在于，在组播网络中，即使用户数量成倍增长，主干带宽不需要随之增加。这个优点使它成为当前网络技术中的研究热点之一。 

本期小普主要介绍IP组播协议-IGMPv1工作原理，希望通过本文能使读者对组播技术有简单的了解。

而想要理解IGMPv1的工作原理，首先要了解IGMPv1有哪些的报文类型，IGMPv1有以下两种类型的报文，分别是：

1、 普遍组查询报文（General Query）：查询器向共享网络上所有主机和路由器发送的查询报文，用于了解哪些组播成员存在。

（Report）：主机向查询器发送的报告报文，用于申请加入某个组播组成员或者应答。

IGMPv1的报文格式：

以下是IGMPv1报文的字段说明：

Version——GIMP版本，值为1 

Type——报文类型：0x1（表示普遍组查询报文）；0x2（表示成员报告报文）

Unused——在IGMPv1当中，该字段在发送时被设为0，并在接收时被忽略

Checksum——IGMP报文的校验和：校验和是IGMP报文长度（即IP报文的整个有效负载）的16位检测，表示IGMP信息补码之和的补码。CheckSum字段在进行校验计算时设为0.当发送报文时，必须计算校验和并插入到CheckSum字段中去。当接收报文时，校验和必须在处理该报文之前进行校验。

Group Address——组播组地址：在普遍组查询报文中，该字段设为0；在成员报告报文中，该字段为成员计入的组播组地址

IGMPv1协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理。当一个网段内有多个组播路由器时，由于他们都可以接收到主机发送的成员报告报文，因此只需要选取其中一台组播路由器发送查询报文就足够了，该组播路由器称为IGMP查询器（Querier）。在IGMPv1中，由组播路由器PIM选举出唯一的组播信息转发者（Assert Winner或DR）作为IGMPv1的查询器，负责该网段的组成员关系查询。

IGMPv1的工作机制可以分为：普遍组查询和响应机制、新组成员计入机制和组成员离开机制。

1、 普遍组查询和响应机制

通过普遍组查询和响应，IGMP查询器可以了解到该网段内有哪些组播存在成员。

如上图，普遍组查询和响应过程如下：

第一步：

IGMP查询器发送目的地址224.0.0.1（表示同一网段内所有主机和路由器）的普遍组查询报文；收到该查询报文的组成员启动定时器。普遍组查询报文是周期性发送的，发送周期可以通过命令配置，缺省情况下每隔60秒发送一次。例如PC8和PC9是组播组G1的成员，则在本地启动定时器Time-G1，缺省情况下，定时器的范围为0~10秒之间的随机值。

第二步：

第一个定时器超时的组成员发送针对该组的报告报文。假设PC8的Timer-G1首先超时，PC8向该网段发送目的地址为G1的报告报文。也想加入组G1的PC9收到此报告报文，则停止定时器Timer-G1，不再发送针对G1的报告报文。这样报告报文被抑制，可以减少网段上的流量。

第三步：

IGMP查询组接收到PC8的报告报文后，了解到本网段内存在组播组G1的成员，则由组播路由协议生成（*，G1）组播转发表项，“*”代表任意组播源。网络中一旦有组播组G1的数据到达路由器，将向该网段转发。

2、 新成员加入机制

如上图，HostC加入组播组G2的过程如下：

1、 主机C不等待普遍组查询报文的到来，主动发送针对G2的报告报文以声明加入。

2、 IGMP查询器接收到C的报告报文后，了解到本地段内出现了组播组G2的成员，则生成组播转发项（*，G2）。网络中一旦有G2的数据到达路由器，将向该网段转发。

IGMPv1没有专门定义离开组的报文。主机离开组播组后，便不会再对普遍组查询报文作出回应。

假设PC8想退出组播组G1

PC8收到IGMP查询器发送的普遍组查询报文时，不再发送针对G1的报告报文。由于网段内还存在G1组成员PC9，PC9会向IGMP查询器发送针对G1的报告报文，因此IGMP查询器感知不到PC8的离开。

假设PC10向退出组播组G2

PC10收到IGMP查询器发送的普遍组查询报文时，不再发送针对G2的报告报文。由于网段内不存在组G2的其他成员，IGMP查询器不会收到G2组成员的报告报文，则在一定时间（缺省值为130秒）后，删除G2所对应的组播转发表项。

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