组播 IGMP 协议详解
在日常的网络传输中，我们最常听到的就是 单播（Unicast） 和 广播（Broadcast）。单播就像你给朋友单独发一条微信，只发给他一个人；广播则像在微信群里吼一嗓子，所有人都能看到。
那 组播（Multicast） 呢？它更像是建立一个兴趣小组，只有加入这个小组的人才能收到你发的内容。而 IGMP（Internet Group Management Protocol）就是负责“管理小组成员”的协议。
一、IGMP 是什么？
IGMP（Internet Group Management Protocol） 是 IPv4 网络中用于管理组播组成员关系的协议。
简单来说，它帮助网络设备（尤其是路由器）知道：
- 哪些主机想加入某个组播组
- 哪些主机不再需要组播数据
- 当前有哪些活跃的组播成员
它工作在 网络层，但运行在主机和相邻路由器之间，并不会跨越多个路由器去传播。
二、组播的实际例子
想象一下，你所在的公司要直播一场全员大会。
- 如果用单播，每个员工的电脑都要跟服务器建立一条独立的连接，这会让服务器压力山大。
- 如果用广播，虽然省事，但不仅公司员工，连打印机、考勤机这些设备也会被迫收到直播数据（没用还浪费带宽）。
- 用组播就完美了：只有主动“加入直播组”的员工电脑才能收到直播视频数据，其他设备完全不受影响。
这个“加入直播组”的过程，就是通过 IGMP 协议 来实现的。
三、IGMP 的工作机制
IGMP 的运作过程，核心就是三种报文：
- Membership Query（成员查询）
由路由器发出，询问“大家谁还在某个组播组里？” - Membership Report（成员报告）
由主机发出，表示“我还在某个组里，请继续给我发数据。” - Leave Group（离开组）
由主机发出，表示“我不看这个组播数据了，可以停了。”
四、IGMP 的版本演进
IGMP 目前有三个版本，每一代都比上一代更智能。
- IGMPv1（最基础）
- 主机可以加入组播组，但没有“离开组”的机制，需要路由器超时后才会停止发送数据。
- IGMPv2（更高效）
- 增加了
Leave Group报文，可以主动告诉路由器自己不再需要数据。 - 支持指定组的查询，提高了管理效率。
- 增加了
- IGMPv3（更灵活）
- 支持 源特定组播（SSM），即只接收来自特定源 IP 的组播数据，安全性和精准度更高。
五、用例场景再深入一点
我们回到公司的直播例子。
假设公司 IT 部署了组播路由器，并分配了一个组播地址 239.1.1.1 作为“全员大会直播”频道：
- 当你打开直播软件时，软件会通过 IGMP Report 告诉路由器：
“我要加入 239.1.1.1 组，请把数据发给我。”
- 路由器记录下来，并把直播视频数据转发到你的电脑。
- 当直播结束，你关闭软件，软件会发一个 Leave Group 给路由器：
“我退出 239.1.1.1 组了，可以停发给我。”
- 如果有很多人退出，路由器可能会发 Membership Query 确认是否还有人需要这个直播数据，如果没人了，就停止该组播数据的转发。
这样一来，服务器只需要发一份直播流到路由器，路由器再复制给组内成员，比单播节省了大量带宽，也避免广播的无差别轰炸。
六、IGMP 与其他协议的关系
IGMP 只是组播管理的**“前台登记员”**，真正负责组播转发的，是像 PIM（Protocol Independent Multicast） 这样的路由协议。
可以这么理解：
- IGMP：负责“谁在看这个频道”
- PIM：负责“把频道信号送到这些人手里”
两者配合，才能让组播数据准确高效地送达。
七、总结
IGMP 协议虽然听起来是个小角色，但在组播体系中它就像一个观众登记系统：
- 它让路由器知道谁需要组播数据，谁已经离开
- 它帮助节省带宽、减少无效数据传输
- 它的版本升级让组播管理更加高效和安全
下一次你在公司看直播、在局域网玩联机游戏、或者家里 IPTV 看电视时，很可能后台就有 IGMP 在悄悄帮你管理数据流。
所以，虽然它的存在感不高，但没有它，组播的世界就会变得一团糟。