IGMP

1
IGMP

• Host Extensions for IP Multicasting, RFC 1112,
  Agosto 1989. Define
• Modificaciones en los hosts.
• Niveles de conformance.
• IGMPv1.
• Internet Group Management Protocol, Version 2,
  RFC 2236, Noviembre 1997. Agrega
• Mecanismos para mejorar la eficiencia
• Control de la información de control emitida por
  los hosts.
• Reacción más rápida de un router al quedar sin
  hosts interesados en recibir info para un grupo.
• Mecanismo de elección de querier en redes
  multiacceso.
• Internet Group Management Protocol, Version 3,
  draft-ietf-idmr-igmp-v3-00.txt, Noviembre 1997.
  Agrega
• Capacidad para que las aplicaciones incluyan o
  excluyan S de los grupos.
• Un API correspondiente.

2
Multicast requerimientos en los hosts

• Tipos de compatibilidad de los hosts
• Conformance a nivel 0 no soporta multicast
• Conformance a nivel 1 soporta envío multicast
• Conformance a nivel 2 soporta envío y recepción
  multicast
• Extensiones necesarias
• Interface de servicio IP
• Módulo IP
• Interface servicio módulo de red local
• Módulo de red local

3
Multicastrequerimientos en los hosts

• Extensiones para envío
• Interface del servicio IP
• Se utiliza el send normal con dirección
  multicast (niveles 1 y 2)
• Debe permitir especificar TTL (niveles 1 y 2)
• Para hosts multihomed debe poder especificarse la
  interface (niveles 1 y 2)
• Debe poder especificarse si se desea loopback de
  multicasts (en caso de que el host sea miembro de
  un grupo al que envía) (sólo nivel 2)
• Módulo IP
• Debe reconocer direcciones multicast
• En función de lo especificado vía interface,
• no realizar loopbacks
• Interface del Módulo de red sin cambios
• Módulo de red
• Mapeo de direcciones multicast IP a direcciones
  multicast de la red
• (en caso de Ethernet, dir Eth multicast con
  los 23 últimos bits iguales a
• dirección IP)

Algoritmo de envío no multicast if
dir_IP_destino es local enviar local a
dir_IP_destino else enviar local a
RouterTo(dir_IP_destin0) Algoritmo de envío
multicast if (dir_IP_destino es local o
dir_IP_destino es multicast) enviar local
a dir_IP_destino else enviar local a
RouterTo(dir_IP_destino)
4
Multicast requerimientos en los hosts

• Extensiones para recepción
• Interface del servicio IP
• Uso de receive normal
• JoinHostGrp(group_addr, interf) y
  LeaveHostGrp(group_addr, interf)
• Módulo IP
• Lista de grupos por interface, cuenta de miembros
  de cada grupo
• Notificación al Módulo de red de altas y bajas de
  grupos
• Implementación de IGMP
• Interface del Módulo de red
• JoinLocalGroup(IP_group_addr) y
  LeaveLocalGroup(IP_group_addr)
• Módulo de red
• Filtro de datagrams (no pasa a nivel superior lo
  que envíz) el loopback se realiza a niveles IP o
  superior

5
IGMPv1

• IGMP (Internet Group Managment Protocol, RFC
  1112, Ago 1989) Protocolo utilizado para
  propagar información de pertenencia a grupos
  entre hosts y routers y routers entre sí
• Encapsulado en IP (protocolo 2), pero parte
  integral de IP
• Formato de frame

VERS Versión del protocolo en este caso,
1. TIPO query (1) enviada por un router
response (0) enviada por un host CHECKSUM
cubre todo el IGMP. Calculado como el de IP DIR.
DE GRUPO Dirección del grupo multicast. Cero en
queries
6
IGMPv1 operación

• Todos los hosts pertenecen al grupo 224.0.0.1
  los queries IGMP se envían con esta dirección
  los reports a la dirección de grupo anunciada.
• Un host que se incorpora a un grupo, lo anuncia
  inmediatamente (report)
• Los routers polean periódicamente (1 minuto) a
  los hosts (query)
• Un host que recibe un query
• Para cada grupo al que pertenece, genera un
  tiempo al azar (promedio 10 seg)
• Cuando el tiempo se cumple, envía el report
  correspondiente al grupo
• Si antes que se cumpla el tiempo recibe un report
  de otro host para el grupo, no envía el suyo.
• Un host no anuncia su pertenencia al grupo
  224.0.0.1
• Si un host recibe un query y tiene un timer
  corriendo para algún grupo, no lo resetea
• Los routers sólo necesitan conocer los grupos que
  están activos en la red, pero no qué hosts
  pertenecen a cada grupo
• Si luego de varios queries un router no recibe
  response para un grupo, lo elimina de su tabla
• Los rotures intercambian información de grupos
  entre sí (pueden usar IGMP)

7
IGMPv1- Diagrama de estados (host)

• Un host mantiene una tabla con una entrada por
  grupo

Estados - Non memberEstado inicial. Host no
miembro. - Delaying memberHost miembro del
grupo. Tiene un timer para envío de report -
Idle member Host miembro del grupo. Sin timer
corriendo para report.
Timers - timer_rep timer para envío de report.
Eventos join group el host comienza a escuchar
en la dirección de grupo (sólo para el primer
proceso) leave groupel host abandona el grupo
(no queda ningún proceso en el grupo)
recepción_report de otro host, para el mismo
grupo recepción_query query del router (general
para cualquier grupo) timeout timer_rep para el
grupo Acciones enviar report envío de report
IGMP con dirección de grupo (a dirección del
grupo). arrancar timer_rep con un número al
azar, para el grupo en al interfaz. cancelar
timer_rep.
8
IGMPv2

• Frame IGMPv2
• Encapsulado en IP, tipo de protocolo 2
• Enviados con TTL1
• Enviados con opción Router Alert
• Formato

Tipo Incluye versión y tipo de IGMPv1 0X11
Query 0X12 Report v1 0X16 Report v2
0X17 Leave Group MRT Tiempo máximo de respuesta
para que los hosts respondan con report
Utilizado sólo en Queries Checksum igual que
v1 Dirección de grupo Grupo al que va dirigido
el mensaje
9
Opción Route Alert

• Opción IP definida en IP Route Alert Option,
  RFC 2113, febrero 1997.
• Indica a un router examinar un datagram con más
  detalle.
• El router podrá ejecutar sobre el datagram,
  funcionalidad adicional a la normal.
• Permite incorporar nueva funcionalidad de ruteo
• Gradualmente.
• Sin cambios en los protocolos.
• Formato

Copied flag 1 (todos los fragmentos) Option
class 00 (control) Núm. Opción 20
(decimal) Longitud 4 Valor opción 0 Router debe
examinar el datagram 1 a
65535 Reservado
10
IGMPv2 Operación de hosts

• Inicialmente, al unirse a un grupo
• emisión de report no solicitado si es primer
  miembro del grupo (varios).
• Recepción de un Query (general)
• planificar envío de report en tiempo al azar para
  cada grupo (0,MRT)
• Recepción de un Query específico
• planificar envío de report para el grupo en
  tiempo al azar (0, MRT).
• Recepción de un report para un grupo
• cancelar envío si hay report por enviar para el
  grupo
• Al salir de un grupo
• Si supone ser el último host en el grupo, enviar
  un leave

11
IGMPv2- Operación de hosts. Detalle

• Un host mantiene una tabla con una entrada por
  grupo

Estados - Non memberEstado inicial. Host no
miembro. - Delaying memberHost miembro del
grupo. Tiene un timer para envío de report -
Idle member Host miembro del grupo. Sin timer
corriendo para report.
Timers - timer_r timer para envío de report p/el
grupo, al recibir un query Acciones - enviar
report envío de report IGMP con dirección de
grupo (a dirección del grupo). V1 o v2 según
estado interfaz. - enviar leave - flag1 si
el host es el último que envió report p/el
grupo. - flag0 si no lo es. - arrancar
timer_r con un número al azar, para el grupo
en la interfaz.(0,MRT) o (0,URT). - reset
timer_r rearrancar timer con nuevo valor.
(0,MRT) - cancelar timer_r .
Eventos - join group el host comienza a
escuchar en la dirección de grupo (sólo para
el primer proceso) - leave groupel host
abandona el grupo (no queda ningún proceso en
el grupo) - recepción_report de otro host, para
el mismo grupo (v1 o v2) - recepción_query
query del router general para
cualquier grupo específico para un
grupo - timeout para el grupo
12
IGMPv2- Elección de Querier. Detalle
Timers gen-query indica cuándo transmitir el
próximo query otro-querier-presente indica
cuando considerar que el querier anterior dejó de
funcionar. Estados - Querier El router
transmite Queries en la red - No-Querier No
los transmite Eventos - timeout gen-query vence
tiempo de envío de query - recibir query de
router ltip se recibe un query de un router
con prioridad para ser querier. - timeout
otro_querier_presentevence el tiempo para
mantener la información de otro router
actuando como querier Acciones - arrancar
timer gen_query - arrancar timer
otro_querier_presente - enviar gen-query (a
dirección todos los sistemas, 224.0.0.1)

13
IGMPv2 Operación del router querier (no querier).

• (Q) Vencimiento de timer para envío de Query
  general
• Envío de Query
• Arranque de timer
• (Q/NQ) Recepción de un report para un grupo
• Nueva entrada en tabla si el grupo no registrado
• Arranque de timer para invalidar entrada (si no
  recibe reports)
• (Q) Recepción de Leave Group
• Envío de varios queries específicos regularmente
• Inhibir transición de Querier a no querier para
  el router
• Eliminar la entrada si al fin del período no
  recibe report
• (NQ) Recepción de un Query específico para un
  grupo
• Si el tiempo restante para la entrada es mayor
  que el que esperará el querier
• Actualizar tiempo de vida (Last_Member_Quer_Count
  MRT)

14
IGMPv2 Operación del router querier. Detalle.

• Timers
• rexmt timer para retransmisión de queries
  específicos para un grupo.
• host v1indica el tiempo de validez para
  considerar que aún (desde el último report v1)
  hay routers v1 operando en la red
• timer_g indica el tiempo de validez de la
  entrada para un grupo. (g indica el tiempo de
  validez de la entrada para un grupo luego de
  recibir un leave)
• Estados
• Sin miembros estado inicial, no hay aun hosts
  que hayan enviado reports.
• Con miembros Existe por lo menos un host que ha
  enviado un report para un grupo.
• Con miembros v1 Algún host corre v1 y ha enviado
  un report de esta versión.
• Chequeando miembos El router ha recibido un
  leave-group y aún no ha escuchado un report para
  el grupo.
• Eventos
• Recepción de reporte v2 emitido para un grupo,
  por un host operando en v2
• Recepción de reporte v1 igual al anterior, pero
  host v1.
• Recepción de leave recepción de leave group por
  parte de un host v2.
• Timeout de timer_g (o g) invalida la entrada
  para un grupo al no recibir reports.
• Timeout de rexmt timer indica realizar
  retransmisión de un query específico para un
  grupo.
• Timeout host v1 indica ausencia de hosts v1
  operando en la red como miembros del grupo

15
IGMPv2 Operación del router querier. Detalle.

• Acciones
• Arrancar timer_g Se arranca (o resetea) el timer
  que indica el tiempo de validez de la entrada
  para un grupo. Valor Group Membership
  Interval.
• Arrancar timer_g Se arranca (o resetea) el
  timer que indica el tiempo de validez de la
  entrada para un grupo. Este timer se utiliza en
  caso de recibir un leave (querier) o un query
  específico (no querier).
  Valor para
  querier Last Member Query Interval Last
  Member Query Count Valor no querier Max
  Response Time (del paquete) Last Member
  Query Count
• Arrancar rexmt timerarranque del timer para
  retransmitir un Query específico para un grupo.
• Arrancar timer host v1 arranca (y resetea) timer
  para hosts v1. Valor Group Membership Interval.
• Send Group-specific Query envío de un query para
  un grupo específico (al recibir un leave para el
  grupo). El MRT del paquete es Last Member Query
  Interval.
• Notify routing indica al protocolo de ruteo que
  hay miembros del grupo en la red
• Notify-routing- notifica que no hay más miembros
  del grupo.

16
IGMPv2- Operación del router querier. Detalle.

E recepción report v1 A arrancar timer_g A
arrancar timer host v1 A notify routing
E timeout timer_g A notify routing - A clear
timer rexmt
E timeout timer_g A notify routing -
E recepción report v2 A arrancar timer_g A
notify routing
E recepción leave A arrancar timer_g A
arrancar timer rexmt A enviar query GS
E recepción report v2 A arrancar timer_g
E recepción report v1 A arrancar
timer_g A arrancar timer host v1
E recepción report v2 A arrancar
timer_g
E timeout timer rexmt A enviar query
específico A arrancar timer rexmt
E recepción report v1 A arrancar
timer_g A arrancar timer host v1
E timeout host v1
E timeout timer_g A notify routing -
E recepción report v1 A arrancar
timer_g A arrancar timer host v1
E recepción report v2 A arrancar timer_g
17
IGMPv2- Operación de router no Querier. Detalle

18
Compatibilidad v1/v2

• Host v2 operando en red con querier v1
• Host detecta querier v1 por Queries con MRT 0
  (toma valor 100, 10 segs).
• Vence por timer, no por último Query.
• Host envía reports v1, puede no enviar leave.
• Router v2 con router v1
• Los routers v2 deben ser explícitamente
  configurados para funcionar como v1.
• Router v2 con host v1
• El router debe detectar miembros v1 en un grupo.
• Debe ignorar leave group mientras haya hosts v1.
• Host v2 con host v1
• El host v2 suprime reports debido tanto a reports
  v2 como v1.

19
IGMPv2 Tiempos y valores por defecto

• Robustness Variable2. Cantidad de reintentos
  menos 1.
• Query Interval 125 segs. Intervalo entre dos
  queries generales emitidos por el querier.
• Query Response Interval 10 segs. Tiempo máximo
  de espera en queries generales por reports.
• Group Membership Interval Robustness
  Variable Query Interval Query Response
  Interval. Tiempo luego del cual, al no recibir
  reports, el querier decide que no hay mimembros
  del grupo.
• Other Querier Present Interval Robustness
  Variable Query Interval Query Response
  Interval / 2. Tiempo transcurrido sin ecscuchar
  queries luego del cual un router supone que no
  hay querier.
• Startup Query Interval Query Interval / 4.
  Tiempo entre queries generales enviados por un
  router en el inicio.
• Startup Query Count Robustness Variable.
  Número de queries enviados en el inicio.
• Last Member Query Interval 1 seg. MRT colocado
  en los queries específicos. Tiempo entre
  sucesivos queries específicos.
• Last Member Query Count Robustness Variable.
  Número de queries específicos enviados al recibir
  un leave.
• Unsolicited Report Interval 10 seg. Tiempo
  entre envíos sucesivos de un report inicial por
  parte de un host.
• Verion 1 Router Present Timeout 400 seg.
  Tiempo que debe esperar un host, desde el último
  query v1, para funcionar como v2.