IGMP Snooping基本原理

IGMP Snooping基本原理

IGMP Snooping是二层组播的基本功能，可以实现组播数据在数据链路层的转发和控制。当主机和上游三层设备之间传递的IGMP协议报文通过二层组播设备时，IGMP Snooping分析报文携带的信息，根据这些信息建立和维护二层组播转发表，从而指导组播数据在数据链路层按需转发。
如图1所示，当组播数据从三层组播设备Router转发下来以后，处于接入边缘的二层组播设备Switch负责将组播数据转发给用户主机，使用户收看所点播的节目。当Switch没有运行IGMP Snooping时，组播数据在二层被广播；当Switch运行了IGMP Snooping后，组播数据不会在二层广播，而是会被Switch发送给指定的接收者。
使能IGMP Snooping功能后，Switch会侦听主机和上游三层设备之间交互的IGMP报文，通过分析报文中携带的信息（报文类型、组播组地址、接收报文的接口等），建立和维护二层组播转发表，从而指导组播数据在数据链路层按需转发。
图1 二层组播设备运行IGMP Snooping前后对比

基本概念
如图2所示，三层设备Router从组播源接收数据并向下游转发，在二层组播设备SwitchA和SwitchB上分别运行IGMP Snooping，HostA、HostB和HostC为接收者主机（即组播组成员）。
图2 IGMP Snooping相关端口

结合图2，介绍IGMP Snooping中相关端口的概念。
表1 IGMP Snooping中的端口角色

路由器端口和成员端口，是二层组播转发表项中的一个重要信息：出接口。其中路由器端口相当于上游接口，成员端口相当于下游接口。通过协议报文学习到的端口，对应的为动态表项；而手工配置的端口，对应的为静态表项。
除了出接口外，每条表项还包括组播组地址和VLAN编号。  组播组地址，可以为组播IP地址，也可以为组播IP地址映射后的组播MAC地址。按照IP地址转发的模式可以避免MAC地址转发模式中的地址重复问题。
VLAN编号，指定了二层广播域范围。如果使用了组播VLAN功能，入VLAN编号为组播VLAN的编号，出VLAN编号为主机所在的用户VLAN编号。否则入VLAN编号和出VLAN编号均为主机所在VLAN的编号。

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