疑難排解交換器上的IGMP窺探

簡介

本檔案將說明Catalyst 9K系列交換器上的網際網路群組管理通訊協定(IGMP)功能如何使用偵錯功能。

必要條件

思科建議您瞭解以下主題：

• 基本瞭解L2協定和交換
• PIM和IGMP組播基礎知識

採用元件

本文中的資訊係根據以下軟體和硬體版本：

• Catalyst 9300版本17.9.4a
• Catalyst 9500x版本17.13.1
• 採用VLC播放器的Windows 10 PC

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路運作中，請確保您瞭解任何指令可能造成的影響。

背景資訊

如果沒有IGMP功能，第2層交換機將組播幀轉發到所有埠（傳入埠除外），這將浪費交換機資源。

IGMP偵聽允許交換機通過偵聽來自主機的報告/離開消息，僅向加入特定組的那些接收器傳送組播資料幀。預設情況下，此功能在思科第2層交換機上啟用。如果只想在特定的VLAN上啟用，可以全域性禁用它ip igmp snooping vlan vlan-id，並使用所需的VLAN-ID進行配置。

連線到第2層交換器的使用者端要求多點傳播流量時，交換器會窺探此資訊，並建立多點傳播表，以便交換器可以將流量轉送到預定的接收者連線埠，而不是將交換器的所有連線埠都泛洪。

拓撲

多點傳送拓撲

說明

為了全面瞭解組播通訊中的IGMP信令和通訊流，從接收端和源端兩個角度對其進行研究至關重要。

接收端轉送

為了瞭解IGMP過程，您需要瞭解mrouter port和IGMP querier的概念。
通常，當在路由器的介面或交換機的SVI上啟用PIM時，它會開始在各自的VLAN廣播域中定期傳送IGMP查詢。傳送查詢的路由器介面僅是IGMP查詢器，而接收查詢的交換機介面是該VLAN的交換機的mrouter埠。
特定廣播域中的任何裝置都只有一個路由器埠。交換機開始在相應的路由器埠下建立IGMP監聽組表。

附註：如果同一廣播域中有多個查詢，則會進行選舉過程。

SW1和SW2是純第2層交換機，無路由。

調試使我們能夠瞭解IGMP監聽的過程。

#debug ip igmp snooping

連線到SW2的Gi 1/0/17的PC21需要239.1.2.3組播流。因此，PC21向交換機傳送了加入報告。

SW2於2017年1月0日收到關於Gi的聯合報告。

*Apr 2 15:49:54.353: IGMPSN: Received IGMPv2 Report for group 239.1.2.3 received on Vlan 2717, port Gi1/0/17
*Apr 2 15:49:54.353: IGMPSN: NEW report: Call process_report port:Gi1/0/17 Querier is IGMPv1, Vlan 2717, quer_ver numeric 0.
*Apr 2 15:49:54.353: IGMPSN: Group: Received IGMPv2 report for mcast group 239.1.2.3 from Client 172.16.1.1. Received on Vlan 2717, port Gi1/0/17.
*Apr 2 15:49:54.353: IGMPSN: group: Adding client ip 172.16.1.1, port_id Gi1/0/17, on vlan 2717

在這種情況下，由於廣播網域中沒有查詢器，因此交換器上沒有VLAN的路由器連線埠。
因此，交換機別無選擇，只能丟棄來自Gi 1/0/17的IGMP報告。

*Apr 2 15:49:54.353: IGMPSN: No mroute detected: Drop IGMPv2 report for group 239.1.2.3 from client 172.16.1.1 received on Vlan 2717, port Gi1/0/17

如果IGMP V2客戶端希望從組播流取消訂閱，則可以通過向交換機傳送IGMP離開消息來取消訂閱。
此處提到了IGMP-Leave報告示例。
通常，當交換機收到IGMP離開時，會從IGMP監聽組表中刪除該條目。

*Apr 2 15:52:11.237: IGMPSN: Received IGMP Leave for group 239.1.2.3 received on Vlan 2717, port Gi1/0/17
*Apr 2 15:52:11.238: IGMPSN: group: Leave for group 239.1.2.3 from Client 172.16.1.1 received on Vlan 2717, port Gi1/0/17, mvr group (No)
*Apr 2 15:52:11.238: IGMPSN: group: Skip client info adding - src_addr 172.16.1.1, client_addr 172.16.1.1, port_id Gi1/0/17, on vlan 2717
*Apr 2 15:52:11.238: IGMPSN: MCAST IP address 239.1.2.3, MAC address 0100.5e01.0203

由於交換器沒有mrouter連線埠，因此無法建立IGMP窺探群組表。因此，它沒有埠Gi 1/0/17的IGMP條目。因此，它找不到相同的條目。

*Apr 2 15:52:11.238: IGMPSN: Can not Locate gce 0100.5e01.0203, on Vlan 2717
*Apr 2 15:52:11.238: IGMPSN: group: Group does not exist - Leave for group 239.1.2.3 from Client 172.16.1.1 received on Vlan 2717, port Gi1/0/17 send to router port
*Apr 2 15:52:11.238: IGMPSN: Call platform_l2mc_snoop_send_mrouter

建立路由器埠是交換機成功啟動IGMP監聽的第一步，也是至關重要的一步。

如前所述，IGMP常規查詢依賴於PIM，因此R2 G1/0/45上啟用了PIM密集模式。(介面配置模式命令ip pim dense-mode)。

*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: router: Received non igmp pak on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: router: PIMV2 Hello packet received in 2717
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: l2mc_mrd_learn_router_port_internal Gi1/0/1 on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: router: Is not a router port on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: router: Is not a router port on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: router: Created router port on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: mgt: Reverting flood mode to only multicast router ports for Vlan 2717.
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: Adding router port Gi1/0/1 to all GCEs in Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.730: IGMPSN: added rport Gi1/0/1 on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: Notify others Gi1/0/1 on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: After l2mcm_rport_add-1 Gi1/0/1 on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: router: Calling HA mrouter sync Iport:Gi1/0/1 p_type:1 mrt_enable:0
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: igmpsn_ha_sync_mrouter_port_info enter Port Gi1/0/1 in vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: router: Learning port: Gi1/0/1 as rport on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: router: Received IGMP pak on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: l2mc_mrd_learn_router_port_internal Gi1/0/1 on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: router: Is a router port on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: router: Learning port: Gi1/0/1 as rport on Vlan 2717
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: Received IGMP Query for group 0.0.0.0 received on Vlan 2717, port Gi1/0/1 *****
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: IGMPv2 General Query received on Vlan 2717, port Gi1/0/1 Resp time 2500 (25 100) msecs, LLQ interval 2000 (2, 1000)
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: IGMP general queries received on Vlan 2717 updates all groups
*Apr 2 15:53:30.734: IGMPSN: timer: start report_timer 2500 msecs of vlan 2717

交換器為接收來自被查詢者的一般查詢的各個VLAN建立路由器連線埠。

SW2#show ip igmp snooping vlan 2717
Vlan 2717:
--------
IGMP snooping : Enabled
Pim Snooping : Disabled
IGMPv2 immediate leave : Enabled
Explicit host tracking : Enabled
Multicast router learning mode : pim-dvmrp
CGMP interoperability mode : IGMP_ONLY
Robustness variable : 2
Last member query count : 2
Last member query interval : 1000


SW2#show ip igmp snooping querier
Vlan      IP Address       IGMP Version      Port
-------------------------------------------------------------
2717      172.17.1.254     v2                Gi1/0/1

SW2#show ip igmp snooping mrouter
Vlan    ports
----    -----
2717    Gi1/0/1(dynamic)

查詢器每60秒傳送一次IGMP常規查詢。

~
*Apr 6 10:37:02.793: IGMPSN: Received IGMP Query for group 0.0.0.0 received on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 6 10:37:02.793: IGMPSN: IGMPv2 General Query received on Vlan 2717, port Gi1/0/1 Resp time 10000 (100 100) msecs, LLQ interval 2000 (2, 1000)
*Apr 6 10:37:02.793: IGMPSN: IGMP general queries received on Vlan 2717 updates all groups
~
~
*Apr 6 10:38:02.793: IGMPSN: Received IGMP Query for group 0.0.0.0 received on Vlan 2717, port Gi1/0/1
*Apr 6 10:38:02.793: IGMPSN: IGMPv2 General Query received on Vlan 2717, port Gi1/0/1 Resp time 10000 (100 100) msecs, LLQ interval 2000 (2, 1000)
*Apr 6 10:38:02.793: IGMPSN: IGMP general queries received on Vlan 2717 updates all groups
~

連線到埠Gi 1/0/17(PC21)的主機需要組播流到239.1.2.3，因此PC21將報告傳送到用於查詢器172.17.1.254的239.1.2.3。
交換器會窺探相同封包，並在IGMP窺探表中建立專案。

*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: Received IGMPv2 Report for group 239.1.2.3 received on Vlan 2717, port Gi1/0/17
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: NEW report: Call process_report port:Gi1/0/17 Querier is IGMPv1, Vlan 2717, quer_ver numeric 2.
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: Group: Received IGMPv2 report for mcast group 239.1.2.3 from Client 172.17.1.1. Received on Vlan 2717, port Gi1/0/17.
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: group: Adding client ip 172.17.1.1, port_id Gi1/0/17, on vlan 2717
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: MCAST IP address 239.1.2.3, MAC address 0100.5e01.0203
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: Locate gce 0100.5e01.0203, on Vlan 2717
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: locate group 239.1.2.3, on Vlan 2717
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: Add v2 group 239.1.2.3 member port Gi1/0/17, on Vlan 2717
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: group: Added port Gi1/0/17 to group 239.1.2.3
*Apr 6 10:38:03.714: TIMER_START for group239.1.2.3 for time 10000 * 100
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: group: Forwarding 239.1.2.3 report to router ports
*Apr 6 10:38:03.714: IGMPSN: Call platform_l2mc_snoop_send_mrouter

SW2#show ip igmp snooping group

Vlan         Group           Type       Version      Port List
-----------------------------------------------------------------------
2717         239.1.2.3       igmp       v2           Gi1/0/17

如果交換器從上行鏈路Gi1/0/1或VLAN 2717中的任何其他連線埠收到目的地為多點傳送群組239.1.2.3的資料流量，則交換器只會將其轉送到介面Gi1/0/17，而不會轉送到VLAN 2717中的任何其他連線埠。

此外，IGMP報告從SW2的路由器埠到達Querier(R2),Querier為此建立各自的IGMP組條目。如果R2收到目的地為239.1.2.3的多播資料流量，則將其轉發到SW2。

傳送者/來源端轉送

PC11、172.16.1.1連線到SW1 Gi 1/0/3，將組播流量傳送到239.1.2.3 UDP埠1234。

SW1#show int gigabitEthernet 1/0/3
GigabitEthernet1/0/3 is up, line protocol is up (connected)
Hardware is Gigabit Ethernet, address is 2416.9d7a.1083 (bia 2416.9d7a.1083)
~
~
5 minute input rate 1857000 bits/sec, 170 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
9410 packets input, 12890025 bytes, 0 no buffer
Received 9394 broadcasts (9394 multicasts)
0 runts, 0 giants, 0 throttles
0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored
0 watchdog, 9394 multicast, 0 pause input
0 input packets with dribble condition detected
~
~

SW1#show int gigabitEthernet 1/0/3 counters

Port       InOctets     InUcastPkts   InMcastPkts     InBcastPkts
Gi1/0/3    12890593     17            9396            0 

!

SW1#show int te 1/1/1 counters

Port       InOctets      InUcastPkts    InMcastPkts     InBcastPkts
Te1/1/1    1166336       3940           1251            14 

Port       OutOctets     OutUcastPkts   OutMcastPkts    OutBcastPkts
Te1/1/1    3229106605    2731           2358824         6 

!

SW1#show ip igmp snooping querier
Vlan IP     Address           IGMP Version      Port
-------------------------------------------------------------
2716        172.16.1.254      v2                Te1/1/1

!

SW1#show ip igmp snooping mrouter
Vlan   ports
----   -----
2716   Te1/1/1(dynamic)

在SW1上，IGMP監聽已啟用，但交換機已經具有mrouter埠，預設情況下，交換機將路由器埠上接收到的組播資料流量轉發到查詢器。

源介面Gi 1/0/3上的EPC。

SW1#show monitor capture file flash:mycap1.pcap
Starting the packet display ........ Press Ctrl + Shift + 6 to exit

1 0.000000 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 RTCP 102 Sender Report Source description
2 0.000100 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328
3 0.000140 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328
4 0.000178 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328
5 0.000234 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328

組播資料流在交換機SW1中進入，從Te 1/1/1流向PIM路由器或查詢器172.16.1.254。

在Core、R1和R2上為10.0.10.0/24、10.0.20.0/24,172.16.1.0/24和172.17.1.0/24啟用了組播路由和PIM。組播路由可確保在L3網路中轉發組播流，並最終將該流到達R2。由於R2具有以前通過IGMP報告過程獲知的IGMP組表條目，因此R2將該流轉發到SW2。

SW2#show int gigabitEthernet 1/0/17 counters

Port       InOctets    InUcastPkts    InMcastPkts    InBcastPkts
Gi1/0/17   200         1709           103            0

Port       OutOctets   OutUcastPkts   OutMcastPkts   OutBcastPkts
Gi1/0/17   3661503     3              2667           0

最後，PC21接收該組播流。Gi 1/0/17上的OutMcastPkts遞增。

SW2的Gi 1/0/17介面上的EPC。

SW2#show monitor capture file flash:mycap1.pcap
Starting the packet display ........ Press Ctrl + Shift + 6 to exit

~
~
14 18.002140 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328
15 18.002178 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328
16 18.002234 172.16.1.1 -> 239.1.2.3 UDP 1370 59218 -> 1234 Len=1328
~
~

組播資料流從Gi 1/0/1進入交換機SW2，從Gi 1/0/17傳出到請求組播流的主機。