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IGMP snooping 查询器

igmp在本地网络上的主机路由器之间传达组成员信息,路由器定时向所有主机组多播igmp查询。主机多播igmp报告报文以响应查询。

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00:43:16.580029 IP (tos 0x0, ttl 1, id 0, offset 0, flags [DF], proto IGMP (2), length 28)
192.168.99.112 > 224.0.0.1: igmp query v1
00:43:17.460173 IP (tos 0xc0, ttl 1, id 0, offset 0, flags [DF], proto IGMP (2), length 32, options (RA))
192.168.99.64 > 239.0.0.11: igmp v1 report 239.0.0.11

IGMPv1报文格式

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+---------------------------------------------------------------
|Version| Type | Unused | Checksum |
+---------------------------------------------------------------
| Group Address |
+---------------------------------------------------------------
字段长度描述
Version4比特IGMP版本号,在IGMPv1中应为0x1。
Type4比特即IGMP报文类型: 1 = Host Membership Query 主机成员查询; 2 = Host Membership Report 主机成员报告
Unused8比特未使用的字段,发送时必须填0,接收时忽略。
Checksum16比特IGMP消息的校验和。该字段在进行校验计算时设为0。当传送报文的时候,必须计算该校验字并插入到该字段中去。当接收包的时候,该校验字必须在处理该包之前进行检验。
Group Address32比特组播地址。

IGMPv1协议主要基于查询和响应机制完成组播组管理,支持查询和加入报文,处理过程与IGMPv2相同。IGMPv1与IGMPv2的不同之处是:主机离开组播组时不主动发送离开报文,收到查询消息后不反馈Report消息,待维护组成员关系的定时器超时后,路由器删除组记录。

协议栈结构

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+-------------------------------+
| IGMPv1 |
+-------------------------------+
| IP (Protocol = 0x02) |
+-------------------------------+
| L2 |
+-------------------------------+
| L1 |
+-------------------------------+

IGMPv1消息封装在IP报文中。IP头部的Protocol字段值为0x02,用来标识数据部分封装了IGMP消息

IP报文头的目的地址字段用来标识该IGMP消息的目的接收端。IP报文头的TTL字段值为1,表示IGMP消息只在本地网段传播。

格式:

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                            +---------------------+------------------------+
|type|code| cksum | group addr |
+---------------------+------------------------+
^ ^
| |
| |
+-------+ +----------+
| |
| |
+--------------------------------------------------------------+
| | |
| IP首部 | |
| | |
+-----------------------------------+--------------------------+
<------------------------ IP数据包 ------------------------->

数据结构

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struct igmp {
uint8_t igmp_type; /* IGMP type */
uint8_t igmp_code; /* routing code */
uint16_t igmp_cksum; /* checksum */
struct in_addr igmp_group; /* group address */
};
/*
* Message types, including version number.
*/
#define IGMP_MEMBERSHIP_QUERY 0x11 /* membership query */
#define IGMP_V1_MEMBERSHIP_REPORT 0x12 /* Ver. 1 membership report */
#define IGMP_V2_MEMBERSHIP_REPORT 0x16 /* Ver. 2 membership report */
#define IGMP_V2_LEAVE_GROUP 0x17 /* Leave-group message */

#define IGMP_DVMRP 0x13 /* DVMRP routing message */
#define IGMP_PIM 0x14 /* PIM routing message */
#define IGMP_TRACE 0x15

#define IGMP_MTRACE_RESP 0x1e /* traceroute resp.(to sender)*/
#define IGMP_MTRACE 0x1f /* mcast traceroute messages */

#define IGMP_MAX_HOST_REPORT_DELAY 10 /* max delay for response to */
/* query (in seconds) according */
/* to RFC1112 */
#define IGMP_TIMER_SCALE 10 /* denotes that the igmp code field */
/* specifies time in 10th of seconds */

/usr/include/netinet/igmp.h

校验TCPUDPICMPIGMP包首部中的检验和都是针对整个包(首部和数据部分)做检验的。

IGMP_MEMBERSHIP_QUERY

成员关系查询,RFC1075推荐多播路由器每120秒至少发布一次IGMP成员关系查询。把查询发给224.0.0.1组(所有主机组)。

IGMP_HOST_MEMEBER_REPORT && IGMP_V2_MEMBERSHIP_REPORT

成员关系报告

实现

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uint16_t cksum(void *buf, size_t len)
{
uint32_t cksum = 0;
int i;
int short_len = len / 2;

for (i = 0; i < short_len; i++) {
cksum += ((uint16_t*)buf)[i];
}
if (len % 2) {
cksum += ((uint8_t*)buf)[len - 1];
}
cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xFFFF);
cksum = cksum + (cksum >> 16);

return (~cksum & 0xFFFF);
}

IP数据报的检验和:

为了计算一份数据报的I P检验和,首先把检验和字段置为0。然后,对首部中每个16 bit进行二进制反码求和(整个首部看成是由一串16 bit的字组成),结果存在检验和字段中。当收到一份I P数据报后,同样对首部中每个16 bit进行二进制反码的求和。由于接收方在计算过程中包含了发送方存在首部中的检验和,因此,如果首部在传输过程中没有发生任何差错,那么接收方计算的结果应该为全1。

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struct igmp igmp;
struct in_addr mgroup, allhosts;
struct sockaddr_in dst;

/* Create socket */
sockfd = socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IGMP);

/* Multicast groups */
mgroup.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
if (mgroup.s_addr == INADDR_NONE) {
printf("Invalid multicast group '0.0.0.0'");
goto fail;
}
allhosts.s_addr = inet_addr("224.0.0.1");
if (allhosts.s_addr == INADDR_NONE) {
printf("Invalid multicast group '224.0.0.1'");
goto fail;
}

/* IGMPv1 query */
igmp.igmp_type = IGMP_MEMBERSHIP_QUERY;
igmp.igmp_code = 0;
igmp.igmp_cksum = 0;
igmp.igmp_group = mgroup;
igmp.igmp_cksum = cksum(&igmp, sizeof(igmp));

/* Destination */
dst.sin_family = AF_INET;
dst.sin_port = htons(0);
dst.sin_addr = allhosts;

/* Transmit loop */
while (1) {
if (sendto(sockfd, &igmp, sizeof(igmp), 0, (struct sockaddr*)&dst, sizeof(dst)) == -1) {
printf("Could not send IGMP query: %s", strerror(errno));
}
sleep(options->interval);
}
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  • 本文作者: Winddoing
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