IGMP（网络组管理协议）

  作用：维护、管理最后一跳路由器以及组播接收者之间的关系；
  应用：最后一跳路由器以及组播接收者之间；
  原理：当组播接收者需要接收某个组别的流量时，会向最后一跳路由器，发送IGMP报文，最后一跳路由器会根据组播接收者加入的组别，生成组播路由表，进行转发；
            当组播接收者需要离开某个组播组别时，也向最后一跳路由器，发送IGMP报文，最后一跳路由器会删除对应的组播路由表，不再转发对应组播组别的流量；
 
 工作流程：
  1、查询阶段：最后一跳路由器会寻找网段内的组播接收者，并且询问它们加入了哪个组别；
  2、报告阶段：组播接收者告知最后一跳路由器，自身加入了哪个组播组，最后一跳路由器生成组播路由表；
  3、离开阶段：组播接收者告知最后一跳路由器，自身需要离开某个组播组，最后一跳路由器删除对应的组播路由表；

 版本：
  V1——工作在ASM模型
  V2——工作在ASM模型（默认）
  V3——工作在SSM模型

配置：
 最后一跳路由器（R4）：
[R4]multicast routing-enable              //全局下开启组播功能
      pim                                               //全局下开启pim

      interface GigabitEthernet0/0/0     //进入距离组播接收者最近的接口
        pim dm                                      //开启pim
        igmp enable                               //开启IGMP
        igmp version 1                           //修改IGMP版本为1，默认为2

IGMPv1工作过程

 1、查询阶段
      最后一跳路由器周期性发送查询报文（默认为60s/次），用于查询网段的组播接收者所加入的组别；
       查询报文
        sip 最后一跳路由器的接口ip
        dip 224.0.0.1（网段内的所有设备均可接收）
        组播地址 0.0.0.0

       如果存在多台最后一跳路由器时，需要依靠pim确定谁负责周期性发送查询报文；

       由pim的DR负责；
       选举规则：
        （1）接口优先级，越大越优；（默认为1）
                interface Ethernet0/0/0
                   pim hello-option dr-priority 2      //修改接口DR优先级
                display pim interface                      //查看pim的DR以及DR优先级
        （2）接口ip越大越优

      因此在配置IGMPv1时，最后一跳路由器的接口也需要开启pim；

 2、报告阶段（成员响应阶段）
   （1）被动加组
      组播组成员在收到查询报文后，会产生成员报告报文进行发送；
      成员报告报文
       sip：接收者自己
       dip：自身需要加入的组别
       组播地址：自身需要加入的组别

      最后一条路由器收到成员报告报文后，会在本地生成一张（* G）组播路由表，并且以接收到该成员报告报文的接口作为下游接口，日后收到dip为对应组别的流量就可以从该下游接口发送；

   （2）主动加组
       当新的组播接收者加入网络中，并且不想等待查询周期时，可以选择主动向外发送成员报告报文，最后一条路由器收到后，也会生成组播路由表；

  3、离开阶段
       默默离开；
       当组播接收者，不再需要接收某个组别的流量时，不会做出任何动作，直接离开；
       最后一跳路由器需要等待130s，没有收到对应组别的成员报告报文，才会删除对应表项，停止发送对应组别的流量；

IGMPv1的缺陷

  1、没有自身的查询选举机制，需要依靠pim的DR帮忙查询；
  2、当网段内存在多台同组的组播接收者时，均会发送成员报告报文，但最后一跳路由器为一个组播组只会生成一张表，因此会浪费链路资源；
  3、无离开机制，当某个组别的成员全部离开时，会导致在超时时间内，最后一跳路由器依然发送改组别的流量造成链路资源的浪费；

IGMPv2对v1的改进

IGMPv2对v1的改进
 1、查询阶段
       新增了查询器的概念，如果存在多台最后一跳路由器时，会进行查询器的选举，查询器负责发送普遍组查询报文，用于查找网段内的组播接收者；
       选举规则：接口ip，越小越优；
       普遍组查询报文
        sip 最后一跳路由器的接口ip
        dip 224.0.0.1（网段内的所有设备均可接收）
        组播地址 0.0.0.0
      接口下：igmp timer query 20                   //修改查询周期

 2、报告阶段
      （1）新增响应抑制机制
        机制原理：组播组成员收到普遍组查询报文后，会随机在本地生成一个0.0~10.0s计时器，在计时结束后才会发送成员报告报文，如果在计时结束之前，收到同组的成员报告报文则停止发送成员报告报文；
       成员报告报文
        sip：接收者自己
        dip：自身需要加入的组别
        组播地址：自身需要加入的组别

      （2）可以调整最大响应时间，最多调整成25.0s
                接口下： 
                    igmp max-response-time 20     //修改最大响应时间为20.0s

      （3）last reporter（最后一个通告者）
                定义：每一个组别都会有一个；
                          指某个组别中最新收到的成员报告报文的发送者；
                作用：最后一跳路由器通过last reporter确保某个组播组中存在接收者；

3离开阶段

 新增离开报文；
       当一台组播接收者需要离开某个组别时，会发送离开报文；
       离开报文：
         sip：组播接收者自己
         dip：需要离开的组别
         组播地址：需要离开的组别
       当查询器收到离开报文后，会判断该离开报文的发送者是否为该组别的last reporter，如果不是，则不做任何操作；如果是则针对离开的组别发送特定组查询报文，用于探测该组别是否还有别的接收者；
       特定组查询报文：
         sip：查询器的接口ip；
         dip：需要查询的组别；
         组播地址：需要查询的组别；
       最多连续发送两次，每次的最大响应时间为1s；
       如果2s内收到成员报告报文回应，说明，该组别仍然存在组播接收者，则保留对应的组播路由表，并且将最新一份收到的成员报告报文的发送者，记录为该组别的last reporter；
       如果2s内没有收到成员报告报文回应，说明，该组别没有其他接收者，则删除对应组别的组播路由表；

IGMPv3对v2的改进

1、工作于SSM模型，组播接收端可以指定接收来自哪些源的流量；
2、查询阶段跟v2完全一致；
3、组播组成员可以加入多个组播组；
4、最后一跳路由器收到成员报告报文后，直接生成（s g）组播路由表，只有收到sip匹配s，dip匹配g的组播流量才会往下发；
5、成员报告报文改进：
     （1）dip变为224.0.0.22
     （2）六种模式：include、exclude、change to include、change to exclude、alllow new source、block old source；
     （3）其中正常加入某个组播组别，使用include模式发送；
     （4）通过change to exclude模式的成员报告报文，指定自身无需接收的流量；
     （5）通过change to include模式的成员报告报文，进行退出某个组播组别，其中组播源指定为0.0.0.0；（取消了离开报文）

6、取消响应抑制机制，组播组成员收到加入同组的成员报告报文，也会正常发送，防止同组不同源的接收者，相互抑制；
7、新增了特定源组查询，当接收者不再接收来自某个源的某个组别的流量时，查询器会触发特定源组查询，去判断是否还有对应流量的接收者；

v3配置：
interface GigabitEthernet0/0/0
 pim sm                           //igmpv3一定要使用pim sm
 igmp enable
 igmp version 3

IGMP兼容：
  V1/V2：最终会以V1的方式工作；
  V1/V2以及V3：接收端为V3，路由器端为V1/V2时，无法兼容，其余情况均能兼容；

IGMP SNOOPING

作用：
    解决因为交换机泛洪业务组播流所带来的问题：
      （1）组播流量的有偿性、安全性得不到保障；
      （2）浪费链路资源；
      （3）当出现两个组播组ip，映射出同一mac地址时，会出现接收者误拆包的问题，浪费设备开销；
 原理：交换机通过监听IGMP报文，在本地构建一张组播流量转发表，实现组播流量的按需转发；
 应用：应用于最后一跳路由器以及组播接收者之间的交换机上；

 端口角色：
  （1）路由器端口
           用于连接路由器，当接口收到igmp查询报文以及pim的hello报文时，接口变为路由器端口；
  （2）成员端口
           用于连接组播接收者，当接口收到成员报告报文时，对应接口会被列为对应组播组别的成员端口；

 工作过程：
  1、查询阶段
       当交换机收到普遍组查询报文，会把收到的接口设置为路由器端口，并且将该报文在同vlan内进行泛洪；

  2、报告阶段
       当交换机收到成员报告报文时，会根据该报文所加入的组播组，在本地生成（* g）组播流量转发表，并且将收到该报文的接口，记录为该组别的成员接口，并且从同vlan的路由器端口发送出去；
      （报告阶段不会有响应抑制机制，避免交换机无法接收到同一组播组所有接收者的成员报告报文，导致无法生成完成的成员接口）
       如果交换机收到的成员报告报文中的组别，已经在自身的组播流量转发表中存在，则直接添加成员接口即可；
  
       组播流量转发表生成完成后，从路由器端口收到的组播流量会查表，从特定的成员端口发送出去；

  3、离开阶段
       当交换机收到离开报文后，将该报文，直接从同vlan的路由器端口发送出去，同时将收到该离开报文的接口的老化时间设为2s，如果2s内没有从该接口收到成员报告报文，则从成员接口列表中删除该接口；
       
       当交换机收到特定组查询报文后，会将对应组别的所有成员端口的老化时间设置为2s，如果没有在2s内收到成员报告报文，则进行删表操作，如果有收到成员报告报文，则保留收到报文的成员接口，其余删除；

       如果一个接口130s内没有收到成员报告报文，则从成员接口列表中，删除该接口；

  缺陷：取消了响应抑制机制，增大了路由器的负担；
            

配置：
[S1]multicast routing-enable     //全局下开启组播功能
      igmp-snooping enable        //全局下开启igmp snooping
      vlan 1                                 
         igmp-snooping enable     //进入特定vlan开启igmp snooping，如果没有划分则进入vlan 1；

  display igmp-snooping router-port vlan 1         //查看路由器端口
  display igmp-snooping port-info                       //查看交换机的组播流量转发表
   **模拟器上，配置了igmp snooping后，igmp中路由器与组播接收者之间的报文交互会失效，无法工作；