ru IGMP

IGMP
IGMP
Название	Internet Group Management Protocol
Уровень (по модели OSI)	Сетевой
Семейство	TCP/IP
Назначение протокола	Управление групповой маршрутизацией
Спецификация	RFC 3376

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 на сетевом уровне^[1]. Он во многом аналогичен ICMP для одноадресной передачи. IGMP может использоваться для поддержки потокового видео и онлайн-игр, для этих типов приложений он позволяет использовать сетевые ресурсы более эффективно. IGMP уязвим для некоторых атак^[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 через протокол Multicast Listener Discovery.

Архитектура

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

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 Request for Comments (RFC), документу сообщества Internet Engineering Task Force (IETF), существует три версии IGMP. IGMPv1 определен в 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 семейств BSD, 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.

В OpenBSD поддержка IGMP в ядре изначально включает в себя базовую поддержку маршрутизации, а имеющиеся в составе ОС демоны mrouted и dvmrpd позволяют решать более сложные задачи (например, туннелирование multicast-трафика).

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.

Октет	0	4	5	8	16
0—3	Type = 0x11			Max Resp Code	Checksum
4—7	Group Address
8—11	Resv	S	QRV	QQIC	Number of Sources (N)
12—15	Source Address [1]
…	…
	Source Address [N]

Код макс. ответа (Max Resp Code) — 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 — 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) — 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 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) — 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) — массив индивидуальных (не групповых) IP-адресов источников данных.

Отчёт о принадлежности (Membership Report Message)

Октет	0	8	16
0—3	Type = 0x22	Reserved	Checksum
4—7	Reserved		Number of Group Record (M)
8—11	Group Record [1]
…	…
	Group Record [M]

Reserved — должно устанавливаться в ноль при передаче и игнорироваться при приёме;
Number of Group Record — количество полей Group Record в сообщении;
Group Record — блок полей, содержащий информацию о членстве отправителя в группе:

0	8	16
Record Type	Aux Data Len	Number of Sources (N)
Multicast Address
Source Address [1]
…
Source Address [N]
Auxilary Data

Record Type — тип записи:
- Текущее состояние — посылается в ответ на запрос, сообщает о текущем режиме фильтрации, относительно указанного группового адреса, принимает значения MODE_IS_INCLUDE и MODE_IS_EXCLUDE;
- Изменение режима — посылается при изменении режима фильтрации, принимает значения CHANGE_TO_INCLUDE_MODE и CHANGE_TO_EXCLUDE_MODE;
- Изменение списка источников — посылается при изменении списка источников без изменения режима фильтрации:
  - ALLOW_NEW_SOURCES — в режиме INCLUDE адреса добавляются к списку, в режиме EXCLUDE — удаляются из списка;
  - BLOCK_OLD_ SOURCES — в режиме EXCLUDE адреса добавляются к списку, в режиме INCLUDE — удаляются из списка.
Aux Data Len — длина дополнительных данных в 32-битных словах.
Number of Sources — количество адресов источников данных;
Multicast Address — групповой адрес, к которому относится информация в записи;
Source Address — массив индивидуальных IP-адресов источников данных;
Auxilary Data — дополнительная информация, не должна использоваться в текущей версии протокола.

Другие типы пакетов

Тип	Наименование	Описание
0x12	Version 1 Membership report	Должны поддерживаться для совместимости с предыдущими версиями
0x16	Version 2 Membership report
0x17	Version 2 Leave Group
0x13	Distance Vector Multicast Routing Protocol	Экспериментальный протокол

См. также

Примечания

↑ Network Sorcery — IGMP (неопр.). Дата обращения: 21 декабря 2009. Архивировано 27 апреля 2006 года.
↑ Spoofed IGMP report denial of service Архивная копия от 10 июня 2011 на Wayback Machine vulnerability.
↑ Fragmented IGMP packet Архивная копия от 13 февраля 2005 на Wayback Machine may promote «Denial of Service» attack.
↑ IGMP Security Problem Statement and Requirements Архивировано 13 октября 2006 года..
↑ Microsoft Security Bulletin MS06-007: Vulnerability in TCP/IP Could Allow Denial of Service (913446) Архивная копия от 31 марта 2007 на Wayback Machine.

Ссылки

[1] Network Sorcery — IGMP (неопр.). Дата обращения: 21 декабря 2009. Архивировано 27 апреля 2006 года.

[2] Spoofed IGMP report denial of service Архивная копия от 10 июня 2011 на Wayback Machine vulnerability.

[3] Fragmented IGMP packet Архивная копия от 13 февраля 2005 на Wayback Machine may promote «Denial of Service» attack.

[4] IGMP Security Problem Statement and Requirements Архивировано 13 октября 2006 года..

[5] Microsoft Security Bulletin MS06-007: Vulnerability in TCP/IP Could Allow Denial of Service (913446) Архивная копия от 31 марта 2007 на Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]