بروتوكول إدارة مجموعة الإنترنت IGMP

البث المتعدد هو عندما تتلقى مجموعة من الأجهزة نفس الرسائل أو الحزم، ويعمل البث المتعدد من خلال مشاركة عنوان “IP” بين أجهزة متعددة، كما ستصل أي حركة مرور على الشبكة موجهة إلى عنوان “IP” هذا إلى جميع الأجهزة التي تشترك في عنوان “IP” بدلاً من جهاز واحد فقط، وهذا يشبه إلى حد كبير عندما تتلقى مجموعة من الموظفين رسائل بريد إلكتروني للشركة موجهة إلى اسم مستعار معين للبريد الإلكتروني.

ما هو بروتوكول إدارة مجموعة الإنترنت IGMP

بروتوكول إدارة مجموعة الإنترنت (IGMP): هو بروتوكول يسمح للعديد من الأجهزة بمشاركة عنوان “IP” واحد حتى يتمكنوا جميعًا من تلقي نفس البيانات، وهو بروتوكول طبقة شبكة يستخدم لإعداد الإرسال المتعدد على الشبكات التي تستخدم بروتوكول الإنترنت (IPv4)، وعلى وجه التحديد يسمح للأجهزة بالانضمام إلى مجموعة البث المتعدد.

• “IGMP” هي اختصار لـ “Internet Group Management Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

كيفية عمل بروتوكول IGMP

تستخدم أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى المتصلة بشبكة “IGMP” عندما يريدون الدخول إلى مجموعة البث المتعدد، ويستمع جهاز التوجيه الذي يدعم “IGMP” إلى عمليات إرسال “IGMP” من الأجهزة لمعرفة الأجهزة التي تنتمي إلى مجموعات البث المتعدد.

يستخدم “IGMP” عناوين “IP” التي تم تعيينها للإرسال المتعدد، وتقع عناوين “IP” متعددة الإرسال في النطاق بين “224.0.0.0” و”239.255.255.255″، وفي المقابل يمكن لشبكات البث أن تستخدم أي عنوان “IP” عادي، كما تشترك كل مجموعة إرسال متعدد في أحد عناوين “IP” هذه وعندما يتلقى جهاز التوجيه سلسلة من الحزم الموجهة إلى عنوان “IP” المشترك، فإنّه يكرر تلك الحزم ويرسل نسخاً إلى جميع أعضاء مجموعة الإرسال المتعدد.

يمكن أن تتغير مجموعات البث المتعدد “IGMP” في أي وقت، ويمكن للجهاز إرسال رسالة “IGMP” “الدخول إلى المجموعة” أو “ترك المجموعة” في أي وقت، كما يعمل “IGMP” مباشرة أعلى بروتوكول الإنترنت “IP” وتحتوي كل حزمة “IGMP” على رأس “IGMP” ورأس “IP” تماماً مثل “ICMP“، ولا يستخدم “IGMP” بروتوكول طبقة النقل مثل “TCP” أو “UDP“.

• “TCP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol”.

• “UDP” هي اختصار لـ “User datagram protocol”.

• “ICMP” هي اختصار لـ “Internet Control Message Protocol”.

أنواع رسائل IGMP

1- تقارير العضوية

ترسل الأجهزة هذه إلى جهاز توجيه متعدد البث لكي تصبح عضواً في مجموعة الإرسال المتعدد.

2- رسائل ترك المجموعة

تنتقل هذه الرسائل من جهاز إلى جهاز توجيه وتسمح للأجهزة بمغادرة مجموعة البث المتعدد.

3- استعلامات العضوية العامة

يرسل جهاز توجيه قادر على الإرسال المتعدد هذه الرسائل إلى شبكة الأجهزة المتصلة بالكامل لتحديث إشتراك مجموعة الإرسال المتعدد لجميع المجموعات على الشبكة.

4- استعلامات العضوية الخاصة بالمجموعة

• ترسل أجهزة التوجيه هذه الرسائل إلى مجموعة بث متعدد معينة بدلاً من الشبكة بأكملها.

أساسيات بروتوكول IGMP

يُعد “IGMP” هو بروتوكول طبقة شبكة ويمكن فقط لأجهزة الشبكات التي تدرك طبقة الشبكة إرسال الرسائل واستلامها، كما يعمل جهاز التوجيه في طبقة الشبكة بينما قد يكون مفتاح الشبكة على دراية فقط بالطبقة 2 والمعروفة أيضاً باسم طبقة ارتباط البيانات.

نتيجة لذلك قد لا يكون المحول على دراية بأجهزة الشبكة التي تعد جزءاً من مجموعات البث المتعدد وقد ينتهي الأمر بإعادة توجيه حركة مرور البث المتعدد إلى الأجهزة التي لا تحتاج إليها، ممّا يستهلك عرض النطاق الترددي للشبكة وقوة معالجة الجهاز وممّا يؤدي إلى إبطاء الشبكة بالكامل.

يعمل تطفل “IGMP” على حل هذه المشكلة من خلال تمكين مفاتيح التبديل “للتجسس” على رسائل “IGMP”، وعادةً لن يكون مفتاح الطبقة 2 على دراية برسائل “IGMP” لكن يمكنهم الاستماع إليها عبر تطفل “IGMP”، ويمكّنهم هذا من تحديد المكان الذي يجب إرجاع توجيه رسائل البث المتعدد بحيث تستلم الأجهزة الصحيحة فقط حركة مرور البث المتعدد.

مبدأ عمل بروتوكول IGMP

يتم استخدام “IGMP” أيضاً كوسيلة نقل للعديد من بروتوكولات الإرسال المتعدد ذات الصلة وعلى سبيل المثال بروتوكول توجيه الإرسال المتعدد المتجه للمسافة “DVMRP”، والبروتوكول متعدد البث المستقل “PIMv1”.

يستقبل جهاز التوجيه رسائل الانضمام الصريحة وتقليمها من أجهزة التوجيه المجاورة التي تتضمن على أعضاء مجموعة مستلمين للمعلومات، وعندما يكون “PIM” هو بروتوكول البث المتعدد المستخدم يبدأ “IGMP” العملية على النحو التالي:

• للانضمام إلى مجموعة البث المتعدد “G” ينقل المضيف معلومات عضويته من خلال “IGMP”.

• يعمل جهاز التوجيه بعد ذلك بتكرار توجيه حزم البيانات الموجهة إلى مجموعة الإرسال الكثير “G” إلى تلك الواجهات فقط التي تم تلقيها رسائل الانضمام المباشرة عليها.

• يرسل جهاز التوجيه المعين “DR” رسائل الانضمام والتهذيب الدورية نحو نقطة استقبال خاصة بالمجموعة “RP” لكل مجموعة تحتوي أعضاء نشطين فيها، كما يتم تخصيص جهاز توجيه واحد أو أكثر تلقائياً أو ثابتاً على أنّه “RP” ويجب أن تنضم جميع أجهزة التوجيه صراحةً من خلال “RP”.

• يبني كل جهاز توجيه على طول المسار نحو “RP” حالة أحرف بدل أي مصدر للمجموعة ويرسل رسائل الانضمام والتقليم نحو “RP”.

• يستعمل مصطلح إدخال المسار للإشارة إلى الحالة المخزنة في جهاز التوجيه لتمثيل شجرة التوزيع، ويمكن أن يشتمل إدخال المسار على حقول مثل عنوان المصدر وعنوان المجموعة والواجهة الواردة التي يتم قبول الحزم منها، وقائمة الواجهات الصادرة التي يتم إرسال الحزم إليها والتوقيت وبت العلم.

• تشير الواجهة الواردة لإدخال مسار أحرف البدل نحو “RP”.

• تشير الواجهات الصادرة إلى أجهزة التوجيه المتلقية للمعلومات التالية التي أرسلت رسائل الانضمام والتهذيب نحو “RP”، وبالإضافة إلى المضيفين المرتبطين مباشرة الذين طلبوا العضوية في المجموعة “G”.

• تكون هذه الحالة شجرة تقسيم مشتركة تتمحور حول “RP” تصل إلى جميع أعضاء المجموعة.

• “IGMP” هو جزء لا يتجزأ من “IP” ويجب تمكينه على جميع أجهزة التوجيه والمضيفين الذين يحتاجون لتلقي حركة مرور “IP” متعددة البث.

ملاحظة:“RP” هي اختصار لـ “router point” و”” هي اختصار لـ “designated point”.

ملاحظة:“PIM” هي اختصار لـ “Product Information Management” و”DVMRP” هي اختصار لـ “Distance Vector Multicast Routing Protocol”.

تطور عمل بروتوكول IGMP

لكل شبكة متصلة يمكن أن يكون جهاز توجيه البث المتعدد إما “quarrier” أو “non quarrier”، ويرسل جهاز التوجيه “quarrier” بشكل دوري رسائل استعلام عامة لطلب معلومات عضوية المجموعة، ويقوم المضيفون الموجودون على الشبكة والذين هم أعضاء في مجموعة الإرسال المتعدد بإرسال رسائل التقارير، وعندما يغادر مضيف مجموعة فإنّه يرسل رسالة مغادرة جماعية.

يدعم “IGMPv3” قوائم التضمين والاستبعاد، وتمكنك قوائم التضمين من تحديد المصادر التي يمكن إرسالها إلى مجموعة الإرسال المتعدد، كما يُطلق على هذا النوع من مجموعة الإرسال المتعدد مجموعة البث المتعدد “SSM” الخاصة بالمصدر وعنوان الإرسال المتعدد الخاص بها هو “232/8”.

يوفر “IGMPv3” دعماً لتصفية المصدر، وعلى سبيل المثال يمكن لجهاز التوجيه تحديد أجهزة توجيه معينة يقبل منها حركة المرور أو يرفضها، وباستخدام “IGMPv3” يمكن لجهاز توجيه البث المتعدد التعرف على المصادر التي تهم أجهزة التوجيه المجاورة، كما يعمل وضع الاستبعاد عكس قائمة التضمين ويسمح لأي مصدر باستثناء المصادر المدرجة بالإرسال إلى مجموعة “SSM”.

يتفاعل “IGMPv3” مع الإصدارين 1 و2 من البروتوكول، ومع ذلك لكي تظل متوافقة مع مضيفي “IGMP” وأجهزة التوجيه الأقدم، يجب أن تقوم أجهزة توجيه “IGMPv3” أيضاً بتنفيذ الإصدارين 1 و2 من البروتوكول ويدعم “IGMPv3” أنواع سجلات تقرير العضوية التالية:

• الوضع مسموح به.

• السماح بالمصادر الجديدة.

• حظر المصادر القديمة.

ملاحظة:“SSM” هي اختصار لـ “Simple Systems Manager”.