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Text File  |  1997-01-22  |  47KB  |  1,285 lines

  1. Internet Engineering Task Force   Inter-Domain Multicast Routing Working Group
  2. INTERNET-DRAFT                                                       W. Fenner
  3. draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt                                      Xerox PARC
  4. Obsoletes: Appendix I of RFC1112                              January 20, 1997
  5.                                                              Expires June 1997
  6.  
  7.              Internet Group Management Protocol, Version 2
  8.  
  9.  
  10. Status of this Memo
  11.  
  12. This document is an Internet Draft.   Internet Drafts are working
  13. documents of the Internet Engineering  Task Force (IETF), its  Areas,
  14. and its  Working Groups.   Note that other  groups may also  distribute
  15. working documents  as Internet Drafts).
  16.  
  17. Internet Drafts  are draft  documents valid  for a  maximum of  six
  18. months.  Internet Drafts may be  updated, replaced, or  obsoleted by
  19. other  documents at any time.   It  is not appropriate  to use Internet
  20. Drafts as  reference material or  to cite  them  other than  as a
  21. "working  draft" or  "work  in progress."
  22.  
  23. Please check  the I-D  abstract  listing contained  in each  Internet
  24. Draft directory to learn the current status of this or any other
  25. Internet Draft.
  26.  
  27. Distribution of this document is unlimited.
  28.  
  29.                                 Abstract
  30.  
  31.      This draft documents IGMPv2, used by IP hosts to report their
  32.      multicast group memberships to routers.  It replaces Appendix I of
  33.      RFC1112.
  34.  
  35.      IGMPv2 allows group membership termination to be quickly reported
  36.      to the routing protocol, which is important for high-bandwidth
  37.      multicast groups and/or subnets with highly volatile group
  38.      membership.
  39.  
  40. This document is a product of the Inter-Domain Multicast Routing working
  41. group within the Internet Engineering Task Force.  Comments are
  42. solicited and should be addressed to the working group's mailing list at
  43. idmr@cs.ucl.ac.uk and/or the author(s).
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 1]
  53.  
  54. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  55.  
  56.  
  57. 1.  Definitions
  58.  
  59. MUST        This word or the adjective "REQUIRED" means that the item is
  60.             an absolute requirement of the specification.
  61.  
  62. MUST NOT    This phrase, or the phrase "SHALL NOT", means that the
  63.             definition is an absolute prohibition of the specification.
  64.  
  65. SHOULD      This word or the adjective "RECOMMENDED" means that there
  66.             may exist valid reasons in particular circumstances to
  67.             ignore this item, but the full implications should be
  68.             understood and the case carefully weighed before choosing a
  69.             different course.
  70.  
  71. SHOULD NOT  This phrase means that there may exist valid reasons in
  72.             particular circumstances when the particular behavior is
  73.             acceptable or even useful, but the full implications should
  74.             be understood and the case carefully weighed before
  75.             implementing any behavior described with this label.
  76.  
  77. MAY         This word or the adjective "OPTIONAL" means that this item
  78.             is truly optional.  One vendor may choose to include the
  79.             item because a particular marketplace requires it or because
  80.             it enhances the product, for example; another vendor may
  81.             omit the same item.
  82.  
  83. 2.  Introduction
  84.  
  85. The Internet Group Management Protocol (IGMP) is used by IP hosts to
  86. report their multicast group memberships to any immediately-neighboring
  87. multicast routers.  This memo describes only the use of IGMP between
  88. hosts and routers to determine group membership.  Routers that are
  89. members of multicast groups are expected to behave as hosts as well as
  90. routers, and may even respond to their own queries.  IGMP may also be
  91. used between routers, but such use is not specified here.
  92.  
  93. Like ICMP, IGMP is a integral part of IP.  It is required to be
  94. implemented by all hosts wishing to receive IP multicasts.  IGMP
  95. messages are encapsulated in IP datagrams, with an IP protocol number of
  96. 2.  All IGMP messages described in this document are sent with IP TTL 1,
  97. and contain the IP Router Alert option [Katz96] in their IP header.  All
  98. IGMP messages of concern to hosts have the following format:
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 2]
  109.  
  110. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  0                   1                   2                   3
  115.  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  116. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  117. |      Type     | Max Resp Time |           Checksum            |
  118. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  119. |                         Group Address                         |
  120. +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  121.  
  122.  
  123. 2.1.  Type
  124.  
  125.      There are three types of IGMP messages of concern to the host-
  126.      router interaction:
  127.  
  128.      0x11 = Membership Query
  129.           There are two sub-types of Membership Query messages:
  130.           - General Query, used to learn which groups have members on an
  131.             attached network.
  132.           - Group-Specific Query, used to learn if a particular group
  133.             has any members on an attached network.
  134.           These two messages are differentiated by the Group Address, as
  135.           described in section 1.4 .  Membership Query messages are
  136.           referred to simply as "Query" messages.
  137.  
  138.      0x16 = Version 2 Membership Report
  139.  
  140.      0x17 = Leave Group
  141.  
  142.      There is an additional type of message, for backwards-compatibility
  143.      with IGMPv1:
  144.  
  145.      0x12 = Version 1 Membership Report
  146.  
  147.      This document refers to Membership Reports simply as "Reports".
  148.      When no version is specified, the statement applies equally to both
  149.      versions.
  150.  
  151.      Unrecognized message types should be silently ignored.  New message
  152.      types may be used by newer versions of IGMP, by multicast routing
  153.      protocols, or other uses.
  154.  
  155. 2.2.  Max Response Time
  156.  
  157.      The Max Response Time field is meaningful only in Membership Query
  158.      messages, and specifies the maximum allowed time before sending a
  159.      responding report in units of 1/10 second.  In all other messages,
  160.      it is set to zero by the sender and ignored by receivers.
  161.  
  162.  
  163.  
  164. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 3]
  165.  
  166. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  167.  
  168.  
  169.      Varying this setting allows IGMPv2 routers to tune the "leave
  170.      latency" (the time between the moment the last host leaves a group
  171.      and when the routing protocol is notified that there are no more
  172.      members), as discussed in section 7.8.  It also allows tuning of
  173.      the burstiness of IGMP traffic on a subnet, as discussed in section
  174.      7.3.
  175.  
  176. 2.3.  Checksum
  177.  
  178.      The checksum is the 16-bit one's complement of the one's complement
  179.      sum of the whole IGMP message (the entire IP payload).  For
  180.      computing the checksum, the checksum field is set to zero.  When
  181.      receiving packets, the checksum MUST be verified before processing
  182.      a packet.
  183.  
  184. 2.4.  Group Address
  185.  
  186.      In a Membership Query message, the group address field is set to
  187.      zero when sending a General Query, and set to the group address
  188.      being queried when sending a Group-Specific Query.
  189.  
  190.      In a Membership Report or Leave Group message, the group address
  191.      field holds the IP multicast group address of the group being
  192.      reported or left.
  193.  
  194. 2.5.  Other fields
  195.  
  196.      Note that IGMP messages may be longer than 8 octets, especially
  197.      future backwards-compatible versions of IGMP.  As long as the Type
  198.      is one that is recognized, an IGMPv2 implementation MUST ignore
  199.      anything past the first 8 octets while processing the packet.
  200.      However, the IGMP checksum is always computed over the whole IP
  201.      payload, not just over the first 8 octets.
  202.  
  203. 3.  Protocol Description
  204.  
  205. Note that defaults for timer values are described later in this
  206. document.  Timer and counter names appear in square brackets.
  207.  
  208. The term "interface" is sometimes used in this document to mean "the
  209. primary interface on an attached network"; if a router has multiple
  210. physical interfaces on a single network this protocol need only run on
  211. one of them.  Hosts, on the other hand, need to perform their actions on
  212. all interfaces that have memberships associated with them.
  213.  
  214. Multicast routers use IGMP to learn which groups have members on each of
  215. their attached physical networks.  A multicast router keeps a list of
  216. multicast group memberships for each attached network, and a timer for
  217.  
  218.  
  219.  
  220. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 4]
  221.  
  222. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  223.  
  224.  
  225. each membership.  "Multicast group memberships" means the presence of at
  226. least one member of a multicast group on a given attached network, not a
  227. list of all of the members.  With respect to each of its attached
  228. networks, a multicast router may assume one of two roles: Querier or
  229. Non-Querier.  There is normally only one Querier per physical network.
  230. All multicast routers start up as a Querier on each attached network.
  231. If a multicast router hears a Query message from a router with a lower
  232. IP address, it MUST become a Non-Querier on that network.  If a router
  233. has not heard a Query message from another router for [Other Querier
  234. Present Interval], it resumes the role of Querier.  Routers periodically
  235. [Query Interval] send a General Query on each attached network for which
  236. this router is the Querier, to solicit membership information.  On
  237. startup, a router SHOULD send [Startup Query Count] General Queries
  238. spaced closely together [Startup Query Interval] in order to quickly and
  239. reliably determine membership information.  A General Query is addressed
  240. to the all-systems multicast group (224.0.0.1), has a Group Address
  241. field of 0, and has a Max Response Time of [Query Response Interval].
  242.  
  243. When a host receives a General Query, it sets delay timers for each
  244. group of which it is a member on the interface from which it received
  245. the query.  Each timer is set to a different random value, using the
  246. highest clock granularity available on the host, selected from the range
  247. (0, Max Response Time] with Max Response Time as specified in the Query
  248. packet.  When a host receives a Group-Specific Query, it sets a delay
  249. timer to a random value selected from the range (0, Max Response Time]
  250. as above for the group being queried if it is a member on the interface
  251. from which it received the query.  If a timer for the group is already
  252. running, it is reset to the random value only if the requested Max
  253. Response Time is less than the remaining value of the running timer.
  254. When a group's timer expires, the host multicasts a Version 2 Membership
  255. Report to the group, with IP TTL of 1.  If the host receives another
  256. host's Report (version 1 or 2) while it has a timer running, it stops
  257. its timer for the specified group and does not send a Report, in order
  258. to suppress duplicate Reports.
  259.  
  260. When a router receives a Report, it adds the group being reported to the
  261. list of multicast group memberships on the network on which it received
  262. the Report and sets the timer for the membership to the [Group
  263. Membership Interval].  Repeated Reports refresh the timer.  If no
  264. Reports are received for a particular group before this timer has
  265. expired, the router assumes that the group has no local members and that
  266. it need not forward remotely-originated multicasts for that group onto
  267. the attached network.
  268.  
  269. When a host joins a multicast group, it should immediately transmit an
  270. unsolicited Version 2 Membership Report for that group, in case it is
  271. the first member of that group on the network.  To cover the possibility
  272. of the initial Membership Report being lost or damaged, it is
  273.  
  274.  
  275.  
  276. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 5]
  277.  
  278. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  279.  
  280.  
  281. recommended that it be repeated once or twice after short delays
  282. [Unsolicited Report Interval].  (A simple way to accomplish this is to
  283. send the initial Version 2 Membership Report and then act as if a
  284. Group-Specific Query was received for that group, and set a timer
  285. appropriately).
  286.  
  287. When a host leaves a multicast group, if it was the last host to reply
  288. to a Query with a Membership Report for that group, it SHOULD send a
  289. Leave Group message to the all-routers multicast group (224.0.0.2). If
  290. it was not the last host to reply to a Query, it MAY send nothing as
  291. there must be another member on the subnet.  This is an optimization to
  292. reduce traffic; a host without sufficient storage to remember whether or
  293. not it was the last host to reply MAY always send a Leave Group message
  294. when it leaves a group.  Routers SHOULD accept a Leave Group message
  295. addressed to the group being left, in order to accommodate
  296. implementations of an earlier version of this standard.  Leave Group
  297. messages are addressed to the all-routers group because other group
  298. members have no need to know that a host has left the group, but it does
  299. no harm to address the message to the group.
  300.  
  301. When a Querier receives a Leave Group message for a group that has group
  302. members on the reception interface, it sends [Last Member Query Count]
  303. Group-Specific Queries every [Last Member Query Interval] to the group
  304. being left.  These Group-Specific Queries have their Max Response time
  305. set to [Last Member Query Interval].  If no Reports are received after
  306. the response time of the last query expires, the routers assume that the
  307. group has no local members, as above.  Any Querier to non-Querier
  308. transition is ignored during this time; the same router keeps sending
  309. the Group-Specific Queries.
  310.  
  311. Non-Queriers MUST ignore Leave Group messages, and Queriers SHOULD
  312. ignore Leave Group messages for which there are no group members on the
  313. reception interface.
  314.  
  315. When a non-Querier receives a Group-Specific Query message, if its
  316. existing group membership timer is greater than [Last Member Query
  317. Count] times the Max Response Time specified in the message, it sets its
  318. group membership timer to that value.
  319.  
  320. 4.  Compatibility with IGMPv1 Routers
  321.  
  322. An IGMPv2 host may be placed on a subnet where the Querier router has
  323. not yet been upgraded to IGMPv2.  The following requirements apply:
  324.  
  325.      The IGMPv1 router will send General Queries with the Max Response
  326.      Time set to 0.  This MUST be interpreted as a value of 100 (10
  327.      seconds).
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 6]
  333.  
  334. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  335.  
  336.  
  337.      The IGMPv1 router expects Version 1 Membership Reports in response
  338.      to its Queries, and will not pay attention to Version 2 Membership
  339.      Reports.  Therefore, a state variable MUST be kept for each
  340.      interface, describing whether the multicast Querier on that
  341.      interface is running IGMPv1 or IGMPv2.  This variable MUST be based
  342.      upon whether or not an IGMPv1 query was heard in the last [Version
  343.      1 Router Present Timeout] seconds, and MUST NOT be based upon the
  344.      type of the last Query heard.  This state variable MUST be used to
  345.      decide what type of Membership Reports to send for unsolicited
  346.      Membership Reports as well as Membership Reports in response to
  347.      Queries.
  348.  
  349.      An IGMPv2 host MAY suppress Leave Group messages on a network where
  350.      the Querier is using IGMPv1.
  351.  
  352. An IGMPv2 router may be placed on a subnet where at least one router on
  353. the subnet has not yet been upgraded to IGMPv2.  The following
  354. requirements apply:
  355.  
  356.      If any IGMPv1 routers are present, the querier MUST use IGMPv1.
  357.      This must be administratively assured; routers that desire to be
  358.      compatible with IGMPv1 MUST have a configuration option to send
  359.      IGMPv1 queries.  When in IGMPv1 mode, routers MUST send Periodic
  360.      Queries with a Max Response Time of 0, and MUST ignore Leave Group
  361.      messages.  They SHOULD also warn about receiving an IGMPv2 query,
  362.      although such warnings MUST be rate-limited.
  363.  
  364.      If a router is not explicitly configured to use IGMPv1 and hears an
  365.      IGMPv1 Query, it SHOULD log a warning.  These warnings MUST be
  366.      rate-limited.
  367.  
  368. 5.  Compatibility with IGMPv1 Hosts
  369.  
  370. An IGMPv2 host may be placed on a subnet where there are hosts that have
  371. not yet been upgraded to IGMPv2.  The following requirement applies:
  372.  
  373.      The host MUST allow its Membership Report to be suppressed by
  374.      either a Version 1 Membership Report or a Version 2 Membership
  375.      Report.
  376.  
  377. An IGMPv2 router may be placed on a subnet where there are hosts that
  378. have not yet been upgraded to IGMPv2.  The following requirements apply:
  379.  
  380.      If a router receives a Version 1 Membership Report, it MUST set a
  381.      timer to note that there are version 1 hosts present which are
  382.      members of the group for which it heard the report.  This timer
  383.      should be the same as the [Group Membership Interval].
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 7]
  389.  
  390. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  391.  
  392.  
  393.      If there are version 1 hosts present for a particular group, a
  394.      router MUST ignore any Leave Group messages that it receives for
  395.      that group.
  396.  
  397. 6.  Host State Diagram
  398.  
  399. Host behavior is more formally specified by the state transition diagram
  400. below.  A host may be in one of three possible states with respect to
  401. any single IP multicast group on any single network interface:
  402.  
  403. - "Non-Member" state, when the host does not belong to the group on the
  404.   interface.  This is the initial state for all memberships on all
  405.   network interfaces; it requires no storage in the host.
  406.  
  407. - "Delaying Member" state, when the host belongs to the group on the
  408.   interface and has a report delay timer running for that membership.
  409.  
  410. - "Idle Member" state, when the host belongs to the group on the
  411.   interface and does not have a report delay timer running for that
  412.   membership.
  413.  
  414. There are five significant events that can cause IGMP state transitions:
  415.  
  416. - "join group" occurs when the host decides to join the group on the
  417.   interface.  It may occur only in the Non-Member state.
  418.  
  419. - "leave group" occurs when the host decides to leave the group on the
  420.   interface.  It may occur only in the Delaying Member and Idle Member
  421.   states.
  422.  
  423. - "query received" occurs when the host receives either a valid General
  424.   Membership Query message, or a valid Group-Specific Membership Query
  425.   message.  To be valid, the Query message must be at least 8 octets
  426.   long, and have a correct IGMP checksum.  The group address in the IGMP
  427.   header must either be zero (a General Query) or a valid multicast
  428.   group address (a Group-Specific Query).  A General Query applies to
  429.   all memberships on the interface from which the Query is received.  A
  430.   Group-Specific Query applies to membership in a single group on the
  431.   interface from which the Query is received.  Queries are ignored for
  432.   memberships in the Non-Member state.
  433.  
  434. - "report received" occurs when the host receives a valid IGMP
  435.   Membership Report message (Version 1 or Version 2).  To be valid, the
  436.   Report message must be at least 8 octets long and have a correct IGMP
  437.   checksum.  A Membership Report applies only to the membership in the
  438.   group identified by the Membership Report, on the interface from which
  439.   the Membership Report is received.  It is ignored for memberships in
  440.   the Non-Member or Idle Member state.
  441.  
  442.  
  443.  
  444. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 8]
  445.  
  446. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  447.  
  448.  
  449. - "timer expired" occurs when the report delay timer for the group on
  450.   the interface expires.  It may occur only in the Delaying Member
  451.   state.
  452.  
  453. All other events, such as receiving invalid IGMP messages, or IGMP
  454. messages other than Query or Report, are ignored in all states.
  455.  
  456. There are seven possible actions that may be taken in response to the
  457. above events:
  458.  
  459. - "send report" for the group on the interface.  The type of report is
  460.   determined by the state of the interface.  The Report Message is sent
  461.   to the group being reported.
  462.  
  463. - "send leave" for the group on the interface.  If the interface state
  464.   says the Querier is running IGMPv1, this action SHOULD be skipped.  If
  465.   the flag saying we were the last host to report is cleared, this
  466.   action MAY be skipped.  The Leave Message is sent to the ALL-ROUTERS
  467.   group (224.0.0.2).
  468.  
  469. - "set flag" that we were the last host to send a report for this group.
  470.  
  471. - "clear flag" since we were not the last host to send a report for this
  472.   group.
  473.  
  474. - "start timer" for the group on the interface, using a delay value
  475.   chosen uniformly from the interval (0, Max Response Time], where Max
  476.   Response time is specified in the Query.  If this is an unsolicited
  477.   Report, the timer is set to a delay value chosen uniformly from the
  478.   interval (0, [Unsolicited Report Interval] ].
  479.  
  480. - "reset timer" for the group on the interface to a new value, using a
  481.   delay value chosen uniformly from the interval (0, Max Response Time],
  482.   as described in "start timer".
  483.  
  484. - "stop timer" for the group on the interface.
  485.  
  486. In all of the following state diagrams, each state transition arc is
  487. labeled with the event that causes the transition, and, in parentheses,
  488. any actions taken during the transition.  Note that the transition is
  489. always triggered by the event; even if the action is conditional, the
  490. transition still occurs.
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  
  497.  
  498.  
  499.  
  500. Fenner                     Expires June 1997                    [Page 9]
  501.  
  502. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  503.  
  504.  
  505.  
  506.                               ________________
  507.                              |                |
  508.                              |                |
  509.                              |                |
  510.                              |                |
  511.                    --------->|   Non-Member   |<---------
  512.                   |          |                |          |
  513.                   |          |                |          |
  514.                   |          |                |          |
  515.                   |          |________________|          |
  516.                   |                   |                  |
  517.                   | leave group       | join group       | leave group
  518.                   | (stop timer,      |(send report,     | (send leave if
  519.                   |  send leave if    | set flag,        |  flag set)
  520.                   |  flag set)        | start timer)     |
  521.           ________|________           |          ________|________
  522.          |                 |<---------          |                 |
  523.          |                 |                    |                 |
  524.          |                 |<-------------------|                 |
  525.          |                 |   query received   |                 |
  526.          | Delaying Member |    (start timer)   |   Idle Member   |
  527.     ---->|                 |------------------->|                 |
  528.    |     |                 |   report received  |                 |
  529.    |     |                 |    (stop timer,    |                 |
  530.    |     |                 |     clear flag)    |                 |
  531.    |     |_________________|------------------->|_________________|
  532.    | query received    |        timer expired
  533.    | (reset timer if   |        (send report,
  534.    |  Max Resp Time    |         set flag)
  535.    |  < current timer) |
  536.     -------------------
  537.  
  538.  
  539. The all-systems group (address 224.0.0.1) is handled as a special case.
  540. The host starts in Idle Member state for that group on every interface,
  541. never transitions to another state, and never sends a report for that
  542. group.
  543.  
  544. In addition, a host may be in one of two possible states with respect to
  545. any single network interface:
  546.  
  547. - "No IGMPv1 Router Present", when the host has not heard an IGMPv1
  548.   style query for the [Version 1 Router Present Timeout].  This is the
  549.   initial state.
  550.  
  551. - "IGMPv1 Router Present", when the host has heard an IGMPv1 style query
  552.   within the [Version 1 Router Present Timeout].
  553.  
  554.  
  555.  
  556. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 10]
  557.  
  558. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  559.  
  560.  
  561. There are two events that can cause state transitions:
  562.  
  563. - "IGMPv1 query received", when the host receives a query with the Max
  564.   Response Time field set to 0.
  565.  
  566. - "timer expires", when the timer set to note the presence of an IGMPv1
  567.   router expires.
  568.  
  569. And a single action that can be triggered by an event:
  570.  
  571. - "set timer", setting the timer to its maximum value [Version 1 Router
  572.   Present Timeout] and (re)starting it.
  573.  
  574.  
  575.                               ________________
  576.                              |                |
  577.                              |                |
  578.                              |   No IGMPv1    |
  579.                              |     Router     |
  580.                              |    Present     |
  581.                              |                |
  582.                         ---->|                |----
  583.                        |     |                |    |
  584.                        |     |________________|    |
  585.          timer expires |                           | IGMPv1 query received
  586.                        |      ________________     | (set timer)
  587.                        |     |                |    |
  588.                        |     |                |    |
  589.                        |     |                |    |
  590.                         -----|     IGMPv1     |<---
  591.                              |     Router     |
  592.                              |    Present     |
  593.                              |                |
  594.                         ---->|                |----
  595.                        |     |________________|    |
  596.                        |                           |
  597.                        | IGMPv1 query received     |
  598.                        | (set timer)               |
  599.                         ---------------------------
  600.  
  601.  
  602. 7.  Router State Diagram
  603.  
  604. Router behavior is more formally specified by the state transition
  605. diagrams below.
  606.  
  607. A router may be in one of two possible states with respect to any single
  608. attached network:
  609.  
  610.  
  611.  
  612. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 11]
  613.  
  614. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  615.  
  616.  
  617. - "Querier", when this router is designated to transmit IGMP Membership
  618.   Queries on this network.
  619.  
  620. - "Non-Querier", when there is another router designated to transmit
  621.   IGMP membership Queries on this network.
  622.  
  623. The following three events can cause the router to change states:
  624.  
  625. - "query timer expired" occurs when the timer set for query transmission
  626.   expires.
  627.  
  628. - "query received from a router with a lower IP address" occurs when an
  629.   IGMP Membership Query is received from a router on the same network
  630.   with a lower IP address.
  631.  
  632. - "other querier present timer expired" occurs when the timer set to
  633.   note the presence of another querier with a lower IP address on the
  634.   network expires.
  635.  
  636. There are three actions that may be taken in response to the above
  637. events:
  638.  
  639. - "start general query timer" for the attached network.
  640.  
  641. - "start other querier present timer" for the attached network [Other
  642.   Querier Present Interval].
  643.  
  644. - "send general query" on the attached network.  The General Query is
  645.   sent to the all-systems group (224.0.0.1), and has a Max Response Time
  646.   of [Query Response Interval].
  647.  
  648.  
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653.  
  654.  
  655.  
  656.  
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.  
  665.  
  666.  
  667.  
  668. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 12]
  669.  
  670. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  671.  
  672.  
  673.  
  674.                                       --------------------------------
  675.                               _______|________  gen. query timer      |
  676.   ---------                  |                |        expired        |
  677.  | Initial |---------------->|                | (send general query,  |
  678.   ---------  (send gen. q.,  |                |  set gen. q. timer)   |
  679.         set initial gen. q.  |                |<----------------------
  680.               timer)         |    Querier     |
  681.                              |                |
  682.                         -----|                |<---
  683.                        |     |                |    |
  684.                        |     |________________|    |
  685.  query received from a |                           | other querier
  686.  router with a lower   |                           | present timer expired
  687.  IP address            |                           | (send general query,
  688.  (set other querier    |      ________________     |  set gen. q. timer)
  689.   present timer)       |     |                |    |
  690.                        |     |                |    |
  691.                        |     |                |    |
  692.                         ---->|      Non       |----
  693.                              |    Querier     |
  694.                              |                |
  695.                              |                |
  696.                         ---->|                |----
  697.                        |     |________________|    |
  698.                        | query received from a     |
  699.                        | router with a lower IP    |
  700.                        | address                   |
  701.                        | (set other querier        |
  702.                        |  present timer)           |
  703.                         ---------------------------
  704.  
  705.  
  706. A router should start in the Initial state on all attached networks, and
  707. immediately move to Querier state.
  708.  
  709. In addition, to keep track of which groups have members, a router may be
  710. in one of four possible states with respect to any single IP multicast
  711. group on any single attached network:
  712.  
  713. - "No Members Present" state, when there are no hosts on the network
  714.   which have sent reports for this multicast group.  This is the initial
  715.   state for all groups on the router; it requires no storage in the
  716.   router.
  717.  
  718. - "Members Present" state, when there is a host on the network which has
  719.   sent a Membership Report for this multicast group.
  720.  
  721.  
  722.  
  723.  
  724. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 13]
  725.  
  726. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  727.  
  728.  
  729. - "Version 1 Members Present" state, when there is an IGMPv1 host on the
  730.   network which has sent a Version 1 Membership Report for this
  731.   multicast group.
  732.  
  733. - "Checking Membership" state, when the router has received a Leave
  734.   Group message but has not yet heard a Membership Report for the
  735.   multicast group.
  736.  
  737. There are six significant events that can cause router state
  738. transitions:
  739.  
  740. - "v2 report received" occurs when the router receives a Version 2
  741.   Membership Report for the group on the interface.  To be valid, the
  742.   Report message must be at least 8 octets long and must have a correct
  743.   IGMP checksum.
  744.  
  745. - "v1 report received" occurs when the router receives a Version 1
  746.   Membership report for the group on the interface.  The same validity
  747.   requirements apply.
  748.  
  749. - "leave received" occurs when the router receives an IGMP Group Leave
  750.   message for the group on the interface.  To be valid, the Leave
  751.   message must be at least 8 octets long and must have a correct IGMP
  752.   checksum.
  753.  
  754. - "timer expired" occurs when the timer set for a group membership
  755.   expires.
  756.  
  757. - "retransmit timer expired" occurs when the timer set to retransmit a
  758.   group-specific Membership Query expires.
  759.  
  760. - "v1 host timer expired" occurs when the timer set to note the presence
  761.   of version 1 hosts as group members expires.
  762.  
  763. There are six possible actions that may be taken in response to the
  764. above events:
  765.  
  766. - "start timer" for the group membership on the interface - also resets
  767.   the timer to its initial value [Group Membership Interval] if the
  768.   timer is currently running.
  769.  
  770. - "start timer*" for the group membership on the interface - this
  771.   alternate action sets the timer to [Last Member Query Interval] *
  772.   [Last Member Query Count] if this router is a Querier, or the [Max
  773.   Response Time] in the packet * [Last Member Query Count] if this
  774.   router is a non-Querier.
  775.  
  776. - "start retransmit timer" for the group membership on the interface
  777.  
  778.  
  779.  
  780. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 14]
  781.  
  782. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  783.  
  784.  
  785.   [Last Member Query Interval].
  786.  
  787. - "start v1 host timer" for the group membership on the interface - also
  788.   resets the timer to its initial value [Group Membership Interval] if
  789.   the timer is currently running.
  790.  
  791. - "send group-specific query" for the group on the attached network.
  792.   The Group-Specific Query is sent to the group being queried, and has a
  793.   Max Response Time of [Last Member Query Interval].
  794.  
  795. - "notify routing +" notify the routing protocol that there are members
  796.   of this group on this connected network.
  797.  
  798. - "notify routing -" notify the routing protocol that there are no
  799.   longer any members of this group on this connected network.
  800.  
  801.  
  802.  
  803.  
  804.  
  805.  
  806.  
  807.  
  808.  
  809.  
  810.  
  811.  
  812.  
  813.  
  814.  
  815.  
  816.  
  817.  
  818.  
  819.  
  820.  
  821.  
  822.  
  823.  
  824.  
  825.  
  826.  
  827.  
  828.  
  829.  
  830.  
  831.  
  832.  
  833.  
  834.  
  835.  
  836. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 15]
  837.  
  838. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  839.  
  840.  
  841. The state diagram for a router in Querier state follows:
  842.  
  843.                               ________________
  844.  ----------------------------|                |<-----------------------------
  845. |                            |                |                              |
  846. |               timer expired|                |timer expired                 |
  847. |          (notify routing -)|   No Members   |(notify routing -,            |
  848. |                    ------->|    Present     |<---------  clear rxmt tmr)   |
  849. |                   |        |                |          |                   |
  850. |v1 report rec'd    |        |                |          |                   |
  851. |(notify routing +, |        |________________|          |  ---------------  |
  852. | start timer,      |                    |               | | rexmt timer   | |
  853. | start v1 host     |  v2 report received|               | |  expired      | |
  854. |  timer)           |  (notify routing +,|               | | (send g-s     | |
  855. |                   |        start timer)|               | |  query,       | |
  856. |         __________|______              |       ________|_|______ st rxmt | |
  857. |        |                 |<------------       |                 | tmr)   | |
  858. |        |                 |                    |                 |<-------  |
  859. |        |                 | v2 report received |                 |          |
  860. |        |                 | (start timer)      |                 |          |
  861. |        | Members Present |<-------------------|     Checking    |          |
  862. |  ----->|                 | leave received     |    Membership   |          |
  863. | |      |                 | (start timer*,     |                 |          |
  864. | |      |                 |  start rexmt timer,|                 |          |
  865. | |      |                 |  send g-s query)   |                 |          |
  866. | |  --->|                 |------------------->|                 |          |
  867. | | |    |_________________|                    |_________________|          |
  868. | | |v2 report rec'd |  |                          |                         |
  869. | | |(start timer)   |  |v1 report rec'd           |v1 report rec'd          |
  870. | |  ----------------   |(start timer,             |(start timer,            |
  871. | |v1 host              | start v1 host timer)     | start v1 host timer)    |
  872. | |tmr    ______________V__                        |                         |
  873. | |exp'd |                 |<----------------------                          |
  874. |  ------|                 |                                                 |
  875. |        |    Version 1    |timer expired                                    |
  876. |        | Members Present |(notify routing -)                               |
  877.  ------->|                 |-------------------------------------------------
  878.          |                 |<--------------------
  879.  ------->|_________________| v1 report rec'd     |
  880. | v2 report rec'd |   |   (start timer,          |
  881. | (start timer)   |   |    start v1 host timer)  |
  882.  -----------------     --------------------------
  883.  
  884.  
  885.  
  886.  
  887.  
  888.  
  889.  
  890.  
  891.  
  892. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 16]
  893.  
  894. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  895.  
  896.  
  897. The state diagram for a router in  Non-Querier  state  is  similar,  but
  898. non-Queriers do not send any messages and are only driven by message re-
  899. ception.  Note that non-Queriers do not care whether a Membership Report
  900. message is Version 1 or Version 2.
  901.  
  902.                               ________________
  903.                              |                |
  904.                              |                |
  905.                 timer expired|                |timer expired
  906.            (notify routing -)|   No Members   |(notify routing -)
  907.                    --------->|    Present     |<---------
  908.                   |          |                |          |
  909.                   |          |                |          |
  910.                   |          |                |          |
  911.                   |          |________________|          |
  912.                   |                   |                  |
  913.                   |                   |report received   |
  914.                   |                   |(notify routing +,|
  915.                   |                   | start timer)     |
  916.           ________|________           |          ________|________
  917.          |                 |<---------          |                 |
  918.          |                 |  report received   |                 |
  919.          |                 |  (start timer)     |                 |
  920.          | Members Present |<-------------------|     Checking    |
  921.          |                 | g-s query rec'd    |    Membership   |
  922.          |                 | (start timer*)     |                 |
  923.     ---->|                 |------------------->|                 |
  924.    |     |_________________|                    |_________________|
  925.    | report received |
  926.    | (start timer)   |
  927.     -----------------
  928.  
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939.  
  940.  
  941.  
  942.  
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 17]
  949.  
  950. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  951.  
  952.  
  953.  
  954. 8.  List of timers and default values
  955.  
  956. Most of these timers are  configurable.   If  non-default  settings  are
  957. used,  they MUST be consistent among all routers on a single link.  Note
  958. that parentheses are used to  group  expressions  to  make  the  algebra
  959. clear.
  960.  
  961. 8.1.  Robustness Variable
  962.  
  963. The Robustness Variable allows tuning for the expected packet loss on  a
  964. subnet.   If  a  subnet is expected to be lossy, the Robustness Variable
  965. may be increased.  IGMP is robust to (Robustness Variable  -  1)  packet
  966. losses.   The  Robustness  Variable  MUST NOT be zero, and SHOULD NOT be
  967. one.  Default: 2
  968.  
  969. 8.2.  Query Interval
  970.  
  971. The Query Interval is the interval between General Queries sent  by  the
  972. Querier.  Default: 125 seconds.
  973.  
  974. By varying the [Query Interval], an administrator may tune the number of
  975. IGMP messages on the subnet; larger values cause IGMP Queries to be sent
  976. less often.
  977.  
  978. 8.3.  Query Response Interval
  979.  
  980. The Max Response Time inserted into the periodic General Queries.
  981. Default: 100 (10 seconds)
  982.  
  983. By varying the [Query Response Interval], an administrator may tune the
  984. burstiness of IGMP messages on the subnet; larger values make the
  985. traffic lest bursty, as host responses are spread out over a larger
  986. interval.  The number of seconds represented by the [Query Response
  987. Interval] must me less than the [Query Interval].
  988.  
  989. 8.4.  Group Membership Interval
  990.  
  991. The Group Membership Interval is the amount of time that must pass
  992. before a multicast router decides there are no more members of a group
  993. on a network.  This value MUST be ((the Robustness Variable) times (the
  994. Query Interval)) plus (one Query Response Interval).
  995.  
  996. 8.5.  Other Querier Present Interval
  997.  
  998. The Other Querier Present Interval is the length of time that must pass
  999. before a multicast router decides that there is no longer another
  1000. multicast router which should be the querier.  This value MUST be ((the
  1001.  
  1002.  
  1003.  
  1004. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 18]
  1005.  
  1006. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  1007.  
  1008.  
  1009. Robustness Variable) times (the Query Interval)) plus (one half of one
  1010. Query Response Interval).
  1011.  
  1012. 8.6.  Startup Query Interval
  1013.  
  1014. The Startup Query Interval is the interval between General Queries sent
  1015. by a Querier on startup.  Default: 1/4 the Query Interval.
  1016.  
  1017. 8.7.  Startup Query Count
  1018.  
  1019. The Startup Query Count is the number of Queries sent out on startup,
  1020. separated by the Startup Query Interval.  Default: the Robustness
  1021. Variable.
  1022.  
  1023. 8.8.  Last Member Query Interval
  1024.  
  1025. The Last Member Query Interval is the Max Response Time inserted into
  1026. Group-Specific Queries sent in response to Leave Group messages, and is
  1027. also the amount of time between Group-Specific Query messages.  Default:
  1028. 10 (1 second)
  1029.  
  1030. This value may be tuned to modify the "leave latency" of the network.  A
  1031. reduced value results in reduced time to detect the loss of the last
  1032. member of a group.
  1033.  
  1034. 8.9.  Last Member Query Count
  1035.  
  1036. The Last Member Query Count is the number of Group-Specific Queries sent
  1037. before the router assumes there are no local members.  Default: the
  1038. Robustness Variable.
  1039.  
  1040. 8.10.  Unsolicited Report Interval
  1041.  
  1042. The Unsolicited Report Interval is the time between repetitions of a
  1043. host's initial report of membership in a group.  Default: 10 seconds.
  1044.  
  1045. 8.11.  Version 1 Router Present Timeout
  1046.  
  1047. The Version 1 Router Present Timeout is how long a host must wait after
  1048. hearing a Version 1 Query before it may send any IGMPv2 messages.
  1049. Value: 400 seconds.
  1050.  
  1051. 9.  Message destinations
  1052.  
  1053. This information is provided elsewhere in the document, but is
  1054. summarized here for convenience.
  1055.  
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 19]
  1061.  
  1062. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  1063.  
  1064.  
  1065.  
  1066. Message Type                  Destination Group
  1067. ------------                  -----------------
  1068. General Query                 ALL-SYSTEMS (224.0.0.1)
  1069. Group-Specific Query          The group being queried
  1070. Membership Report             The group being reported
  1071. Leave Message                 ALL-ROUTERS (224.0.0.2)
  1072.                               (some implementations use the group being left)
  1073.  
  1074.  
  1075. 10.  Security Considerations
  1076.  
  1077. We consider the ramifications of a forged message of each type.
  1078.  
  1079. Query Message:
  1080.  
  1081.      A forged Query message from a machine with a lower IP address than
  1082.      the current Querier will cause Querier duties to be assigned to the
  1083.      forger.  If the forger then sends no more Query messages, other
  1084.      routers' Other Querier Present timer will time out and one will
  1085.      resume the role of Querier.  During this time, if the forger
  1086.      ignores Leave Messages, traffic might flow to groups with no
  1087.      members for up to [Group Membership Interval].
  1088.  
  1089. Report messages:
  1090.  
  1091.      A forged Report message may cause multicast routers to think there
  1092.      are members of a group on a subnet when there are not.  Forged
  1093.      Report messages from the local subnet are meaningless, since
  1094.      joining a group on a host is generally an unprivileged operation,
  1095.      so a local user may trivially gain the same result without forging
  1096.      any messages.  Forged Report messages from external sources are
  1097.      more troublesome; there are two defenses against externally forged
  1098.      Reports:
  1099.      - Ignore the Report if you cannot identify the source address of
  1100.        the packet as belonging to a subnet assigned to the interface on
  1101.        which the packet was received.  This solution means that Reports
  1102.        sent by mobile hosts without addresses on the local subnet will
  1103.        be ignored.
  1104.      - Ignore Report messages without Router Alert options [Katz96], and
  1105.        require that routers not forward Report messages.  (The
  1106.        requirement is not a requirement of generalized filtering in the
  1107.        forwarding path, since the packets already have Router Alert
  1108.        options in them).  This solution breaks backwards compatibility
  1109.        with implementations of earlier versions of this specification
  1110.        which did not require Router Alert.
  1111.  
  1112.      A forged Version 1 Report Message may put a router into "version 1
  1113.  
  1114.  
  1115.  
  1116. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 20]
  1117.  
  1118. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  1119.  
  1120.  
  1121.      members present" state for a particular group, meaning that the
  1122.      router will ignore Leave messages.  This can cause traffic to flow
  1123.      to groups with no members for up to [Group Membership Interval].
  1124.      This can be solved by providing routers with a configuration switch
  1125.      to ignore Version 1 messages completely.  This breaks automatic
  1126.      compatibility with Version 1 hosts, so should only be used in
  1127.      situations where "fast leave" is critical.
  1128.  
  1129. Leave message:
  1130.  
  1131.      A forged Leave message will cause the Querier to send out Group-
  1132.      Specific Queries for the group in question.  This causes extra
  1133.      processing on each router and on each member of the group, but can
  1134.      not cause loss of desired traffic.
  1135.  
  1136. 11.  Acknowledgments
  1137.  
  1138. IGMPv2 was designed by Rosen Sharma and Steve Deering.
  1139.  
  1140. 12.  References
  1141.  
  1142. Katz96         Katz, D., "IP Router Alert Option," RFC XXXX, Cisco
  1143.                Systems, April 1996.
  1144.  
  1145.  
  1146.  
  1147.  
  1148.  
  1149.  
  1150.  
  1151.  
  1152.  
  1153.  
  1154.  
  1155.  
  1156.  
  1157.  
  1158.  
  1159.  
  1160.  
  1161.  
  1162.  
  1163.  
  1164.  
  1165.  
  1166.  
  1167.  
  1168.  
  1169.  
  1170.  
  1171.  
  1172. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 21]
  1173.  
  1174. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  1175.  
  1176.  
  1177. 13.  Appendix I - Changes from IGMPv1
  1178.  
  1179. The IGMPv1 "Version" and "Type" fields are combined into a single "Type"
  1180. field.
  1181.  
  1182. A new IGMP Type is assigned to Version 2 Membership Report messages, so
  1183. a router may tell the difference between an IGMPv1 and IGMPv2 host
  1184. report.
  1185.  
  1186. A new IGMP Type is created for the IGMPv2 Leave Group message.
  1187.  
  1188. The Membership Query message is changed so that a previously unused
  1189. field contains a new value, the Max Response Time.
  1190.  
  1191. The IGMPv2 spec now specifies a querier election mechanism.  In IGMPv1,
  1192. the querier election was left up to the multicast routing protocol, and
  1193. different protocols used different mechanisms.  This could result in
  1194. more than one querier per network, so the election mechanism has been
  1195. standardized in IGMPv2.  However, this means that care must be taken
  1196. when an IGMPv2 router is trying to coexist with an IGMPv1 router that
  1197. uses a different querier election mechanism.  In particular, it means
  1198. that an IGMPv2 router must be able to act as an IGMPv1 router on a
  1199. particular network if configured to do so.  The actions required
  1200. include:
  1201.  
  1202. - Set the Max Response Time field to 0 in all queries.
  1203.  
  1204. - Ignore Leave Group messages.
  1205.  
  1206. The IGMPv2 spec relaxes the requirements on validity-checking for
  1207. Membership Queries and Membership Reports.  When upgrading an
  1208. implementation, be sure to remove any checks that do not belong.
  1209.  
  1210. The IGMPv2 spec requires the presence of the IP Router Alert option
  1211. [Katz96] in all packets described in this memo.
  1212.  
  1213.  
  1214.  
  1215.  
  1216.  
  1217.  
  1218.  
  1219.  
  1220.  
  1221.  
  1222.  
  1223.  
  1224.  
  1225.  
  1226.  
  1227.  
  1228. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 22]
  1229.  
  1230. Internet Draft       draft-ietf-idmr-igmp-v2-06.txt     January 20, 1997
  1231.  
  1232.  
  1233. 14.  Author's Address
  1234.  
  1235.  
  1236.    William C. Fenner
  1237.    Xerox PARC
  1238.    3333 Coyote Hill Road
  1239.    Palo Alto, CA 94304
  1240.    Phone: +1 415 812 4816
  1241.    Email: fenner@parc.xerox.com
  1242.  
  1243.  
  1244.  
  1245.  
  1246.  
  1247.  
  1248.  
  1249.  
  1250.  
  1251.  
  1252.  
  1253.  
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.  
  1258.  
  1259.  
  1260.  
  1261.  
  1262.  
  1263.  
  1264.  
  1265.  
  1266.  
  1267.  
  1268.  
  1269.  
  1270.  
  1271.  
  1272.  
  1273.  
  1274.  
  1275.  
  1276.  
  1277.  
  1278.  
  1279.  
  1280.  
  1281.  
  1282.  
  1283.  
  1284. Fenner                     Expires June 1997                   [Page 23]
  1285.