计算机网络-IGMP Snooping特性

一、以太网的组播转发问题

当组播数据从最后一跳路由器发往组播组成员时，往往会经过交换机。由于组播数据的目的MAC地址是组播MAC地址，默认情况下交换机将泛洪此类数据帧，有可能导致不同组的组播流量会被别组的成员接收。

当Router将组播报文转发至Switch以后，Switch负责将组播报文转发给组播用户。由于组播报文的目的地址为组播组地址，在二层设备上是学习不到这一类MAC表项的，因此组播报文就会在所有接口进行广播，和它在同一广播域内的组播成员和非组播成员都能收到组播报文。这样不但浪费了网络带宽，而且影响了网络信息安全。

IGMP Snooping有效地解决了这个问题。配置IGMP Snooping后，二层组播设备可以侦听和分析组播用户和上游路由器之间的IGMP报文，根据这些信息建立二层组播转发表项，控制组播数据报文转发。这样就防止了组播数据在二层网络中的广播。

二、IGMP Snooping介绍

IGMP Snooping（互联网组管理协议侦听）是一种网络技术，用于优化局域网（LAN）上的多播流量。IGMP Snooping功能可以控制组播流量在以太网的泛洪范围，避免不同组的组播流量被别组成员接收。

在二层交换机配置IGMP Snooping，交换机可以维护一个二层组播转发表项，可以只转发到特定端口与VLAN中，提高安全性。

IGMP Snooping端口与转发表介绍

二层组播转发表项中存在两类接口：

• 路由器端口（Router Port）：二层组播设备上朝向三层组播设备（DR或IGMP查询器）一侧的接口，二层组播设备从此接口接收组播数据报文。
• 成员端口（Member Port）：又称组播组成员端口，表示二层组播设备上朝向组播组成员一侧的端口，二层组播设备往此接口发送组播数据报文。

成员端口生成过程：由协议生成的成员端口叫做动态成员端口。收到IGMP Report报文的接口，二层组播设备会将其标识为动态成员端口。手工配置的成员端口叫做静态成员端口。

三、IGMP Snooping转发原理

IGMP Snooping设备通过监听IGMP报文，形成二层组播转发表，并决定接口类型，具体过程如下：

路由器端口形成后会启动老化计时器（默认180s）,当路由器端口收到新的普遍组查询后刷新该计时器。

成员端口形成后会启动老化计时器（默认180s）,当成员端口收到新的成员关系报告报文后刷新该计时器。

IGMP Snooping不再使用成员关系报告报文抑制机制：

• 由于IGMP Snooping需要监听IGMP报文才能决定端口角色，进而指导转发，所以所有组成员都需要发送IGMP组成员关系报告报文。
• 当IGMP Snooping设备收到成员关系报告报文后，只将成员关系报告报文从路由器接口发送出去，从而避免其余组成员收到成员关系报告报文，不触发成员关系报告报文抑制机制。

维护转发表项：

收到IGMP离开报文后，成员端口的老化定时器 = 健壮系数（默认2） x 特定组查询间隔（默认1s）。

总结：默认一般情况下最后一跳路由器不是直接连接组播组成员，而是通过交换机等设备，交换机会将组播报文进行泛洪，导致所有组播组成员能够收到所有报文。通过在交换机上配置OGMP Snooping可以使得组播组成员只接收特定的组播组报文，减少组播流量泛洪。IGMP Snooping有路由器端口和成员端口，连接最后一跳路由器的端口为路由器端口，连接组播组成员的为成员端口。

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