인터넷 그룹 관리 프로토콜

3. 버전

IGMP에는 세 가지 버전이 있다.^[6]

IGMPv1은 1989년에 정의되었다. IGMPv1은 질의-응답 모델을 사용한다. 질의는 224.0.0.1로 전송된다. 멤버십 보고서는 그룹의 멀티캐스트 주소로 전송된다.

1997년에 정의된 IGMPv2는 호스트가 멀티캐스트 그룹을 탈퇴하고자 하는 의사를 신호할 수 있는 기능을 추가하여 IGMPv1을 개선했다. 그룹 탈퇴 프로세스를 가속화하고 다른 시간 초과 값을 조정한다. 그룹 탈퇴 메시지는 224.0.0.2로 전송된다. 그룹별 질의가 도입되었다. 그룹별 질의는 그룹의 멀티캐스트 주소로 전송된다. 라우터가 네트워크에 대한 IGMP 쿼리어를 선택하는 방법이 도입되었다.

2002년에 IGMPv3는 소스별 멀티캐스트를 지원하여 IGMPv2를 개선했고, 멤버십 보고 집계를 도입했다. 소스별 멀티캐스트에 대한 지원은 2006년에 개선되었다. IGMPv3는 소스별 멀티캐스트 기능을 도입한다. 멤버십 보고서는 224.0.0.22로 전송된다. 2011년 현재 IGMPv3가 최신 규격이다. IGMPv3에서는 지정된 IP 주소로부터만 멀티캐스트를 수신하는 방법 (PIM-SSM 지원) 등이 추가되었다.

3. 1. 하위 호환성

4. 메시지

IGMP 메시지에는 여러 유형이 있다.^[10]

• 일반 멤버십 쿼리: 멀티캐스트 라우터가 네트워크에 연결된 시스템이 어떤 멀티캐스트 주소에 관심을 가지고 있는지 확인하기 위해 전송하며, 네트워크의 모든 시스템에 대한 그룹 멤버십 상태를 새로 고친다.
• 그룹별 멤버십 쿼리: 특정 멀티캐스트 주소에 대한 수신 상태를 확인하는 데 사용된다.
• 그룹 및 소스별 쿼리: 라우터가 유니캐스트 주소 목록에 지정된 소스 주소에서 멀티캐스트 그룹으로 전송된 메시지를 수신하려는 시스템이 있는지 확인하도록 한다.
• 멤버십 보고서: 멤버십 쿼리에 대한 응답으로 또는 멀티캐스트 그룹에 처음 등록할 때 비동기적으로 멀티캐스트 수신자가 전송한다.
• 그룹 나가기 메시지: 지정된 멀티캐스트 전송이 더 이상 수신기에서 필요하지 않을 때 멀티캐스트 수신자가 전송한다.

• '''Membership Query''' (Type 0x11): 호스트가 멀티캐스트 그룹에 참여할 때 라우터로 전송된다. 참여하고 있는 그룹의 최신 상태를 알고 싶을 때에도 전송된다.
• '''Membership Report''' (Type 0x12 (IGMPv1), Type 0x16 (v2), Type 0x22 (v3)): Membership Query나 Leave Group의 응답으로, 호스트가 참여하고 있는 그룹의 상태를 라우터가 통지하는 패킷.
• '''Leave Group''' (Type 0x17): 그룹에서 탈퇴함을 라우터에 통지하는 패킷.

4. 1. 일반 멤버십 쿼리 (General Membership Query)

4. 2. 그룹별 멤버십 쿼리 (Group-Specific Membership Query)

4. 3. 그룹 및 소스별 쿼리 (Group-and-Source-Specific Query)

4. 4. 멤버십 보고 (Membership Report)

4. 5. 그룹 나가기 메시지 (Leave Group Message)

5. 프로토콜 상세

IGMP 메시지는 IP 프로토콜 번호 2를 가진 IP 패킷으로 전송된다. 인터넷 제어 메시지 프로토콜과 마찬가지로 IGMP 메시징에는 전송 계층이 사용되지 않는다.

5. 1. IGMPv2 메시지 형식

• '''유형''': 다음과 같이 메시지 유형을 나타낸다.

• '''최대 응답 시간''': 최대 응답 시간 필드는 8비트이다. 멤버십 쿼리(0x11)에 대한 응답의 응답성을 지정한다. 이 필드는 멤버십 쿼리에서만 의미가 있으며, 다른 메시지에서는 0으로 설정되고 수신자에게 무시된다. 이 필드는 0.1초 단위의 시간을 지정한다(필드 값 10은 1초를 지정). 값이 클수록 IGMP 트래픽 버스트가 감소하고, 값이 작을수록 마지막 호스트가 그룹을 떠날 때 프로토콜 응답성이 향상된다.
• '''체크섬''': 체크섬은 전체 IGMP 메시지의 1의 보수 합의 16비트 1의 보수이다. 이 필드를 0으로 설정한 상태로 전송하기 전에 계산된다. 패킷 수신 시 다시 계산될 때 이 필드가 포함되며, 결과는 0이어야 한다.
• '''그룹 주소''': 그룹별 또는 그룹 및 소스별 쿼리를 보낼 때 쿼리되는 멀티캐스트 주소이다. 일반 쿼리를 보낼 때는 필드가 0으로 설정된다.

5. 1. 1. 유형 (Type)

5. 1. 2. 최대 응답 시간 (Max Response Time)

5. 1. 3. 체크섬 (Checksum)

5. 1. 4. 그룹 주소 (Group Address)

5. 2. IGMPv3 멤버십 쿼리 메시지 형식

== 유형 (Type) ==

패킷의 유형은 8비트이며, 0x11 값은 ''IGMPv3 멤버십 쿼리''를 나타낸다.

== 최대 응답 코드 (Max Resp Code) ==

이 필드는 응답 보고서를 보내기 전에 허용되는 최대 응답 시간(1/10초 단위)을 계산하는 데 사용된다. 숫자가 128 미만이면 해당 값이 직접 사용된다. 값이 128 이상이면 지수와 가수으로 해석된다.

== 체크섬 (Checksum) ==

체크섬은 전체 IGMP 메시지의 1의 보수 합의 16비트 1의 보수이다. 이 필드를 0으로 설정하여 전송하기 전에 계산한다. 패킷 수신 시 다시 계산할 때 이 필드가 포함되며 결과는 0이어야 한다.

== 그룹 주소 (Group Address) ==

이것은 그룹별 또는 그룹-및-소스별 쿼리를 보낼 때 쿼리되는 멀티캐스트 주소이다. 일반 쿼리를 보낼 때는 이 필드가 0으로 설정된다.

== 예약됨 (Reserved) ==

이 필드는 예약되어 있으며, 전송 시에는 0으로 설정하고 수신 시에는 무시해야 한다.

== S (Suppress Router-side Processing) 플래그 ==

S (Suppress Router-side Processing, 라우터 측 처리 억제) 플래그는 1비트 크기로, 이 플래그가 설정되면 수신 라우터에 일반 타이머 업데이트를 억제하도록 지시한다.

== QRV (Querier's Robustness Variable) ==

이 값(Querier's Robustness Variable, 쿼리 수행자의 견고성 변수)이 0이 아니면 쿼리 수행자가 쿼리에 사용하는 견고성 변수 값이 포함된다. 라우터는 값이 0이 아닌 한 가장 최근에 수신된 쿼리에 일치하도록 견고성 변수를 업데이트해야 한다.

== QQIC (Querier's Query Interval Code) ==

이 코드(Querier's Query Interval Code, 쿼리 수행자의 쿼리 간격 코드)는 쿼리 수행자가 사용하는 쿼리 간격 값(초)을 지정하는 데 사용된다. 숫자가 128 미만이면 해당 값이 직접 사용된다. 값이 128 이상이면 지수와 가수으로 해석된다.

== 소스 수 (Number of Sources) ==

이 필드는 쿼리에 있는 소스 주소 수를 지정한다. 일반 및 그룹별 쿼리의 경우 이 값은 0이다. 그룹-및-소스별 쿼리의 경우 이 값은 0이 아니지만 네트워크의 MTU로 제한된다.

== 소스 주소 (Source Address) ==

소스 주소 [i] 필드는 n개의 IP 유니캐스트 주소 벡터이며, n은 소스 수(N) 필드의 값이다.

특정 호스트가 전송하는 멀티캐스트 패킷만 수신하려는 경우, 그룹 주소에 PIM-SSM용 글로벌 주소로 할당된 범위 내에서 IP 주소를 하나 지정하고, 소스 주소에 송신 호스트의 IP 주소를 지정한다. 이 기능과 PIM-SSM을 병용하면, 호스트마다 그룹 주소를 미리 할당하지 않고도, 희소 멀티캐스팅(네트워크 노드 수에 비해, 멀티캐스트 채널 하나당 수신 노드가 적은 경우)에서도 효율적인 전송이 가능하다.

이 기능을 사용하지 않는 경우, 소스 주소 수에 0을 지정한다. 이 경우, 참여하는 그룹 주소로의 패킷은 송신 호스트에 관계없이 모든 패킷이 수신된다.

5. 2. 1. 유형 (Type)

64비트 이후는 IGMPv3 이후에 새로 추가되었다.

특정 호스트가 전송하는 멀티캐스트 패킷만 수신하려는 경우, 그룹 주소에 PIM-SSM용 글로벌 주소로 할당된 범위 내에서 IP 주소를 하나 지정하고, 소스 주소에 송신 호스트의 IP 주소를 지정한다. 이 기능과 PIM-SSM을 병용하면, 호스트마다 그룹 주소를 미리 할당하지 않고도, 희소 멀티캐스팅(네트워크 노드 수에 비해, 멀티캐스트 채널 하나당 수신 노드가 적은 경우)에서도 효율적인 전송이 가능하다.

이 기능을 사용하지 않는 경우, 소스 주소 수에 0을 지정한다. 이 경우, 참여하는 그룹 주소로의 패킷은 송신 호스트에 관계없이 모든 패킷이 수신된다.

5. 2. 2. 최대 응답 코드 (Max Resp Code)

5. 2. 3. 체크섬 (Checksum)

5. 2. 4. 그룹 주소 (Group Address)

5. 2. 5. S (Suppress Router-side Processing) 플래그

5. 2. 6. QRV (Querier's Robustness Variable)

5. 2. 7. QQIC (Querier's Query Interval Code)

5. 2. 8. 소스 수 (Number of Sources)

5. 2. 9. 소스 주소 (Source Address)

6. 구현

FreeBSD,^[8] 리눅스,^[9] 윈도우 등은 모두 호스트 측에서 IGMP를 지원하는 운영 체제이다. mrouted (리눅스), XORP, Quagga 등은 라우터 측 IGMP를 지원하는 라우팅 프로그램이다.

7. 보안

IGMP는 널리 보급되지 않았고, 과거 윈도우에서 서비스 거부 공격에 이용될 수 있는 취약점이 발견된 적이 있다.^[11][12][13] IGMP에는 인증 기구가 없기 때문에, 공격자가 멀티캐스트를 이용하여 대역을 점유하는 서비스 거부 공격을 할 우려가 있다.^[14] 이러한 이유로, 방화벽에서는 기본적으로 IGMP에 의한 통신을 허용하지 않는 설정으로 되어 있는 경우가 많다.

한국의 경우, 정보통신망 이용촉진 및 정보보호 등에 관한 법률에 따라 네트워크 보안 강화를 위한 노력이 이루어지고 있으며, IGMP 관련 보안 취약점에 대한 대응도 중요한 과제 중 하나이다. 특히, 더불어민주당은 사이버 보안 강화 및 개인 정보 보호를 주요 정책으로 추진하고 있으며, IGMP 보안 문제 해결에도 관심을 기울일 것으로 예상된다.

참조

_[1] 서적 Data Communications and Networking McGraw-Hill 2012
_[2] 웹사이트 IGMP report denial of service http://www.securityf[...]
_[3] 웹사이트 Fragmented IGMP Packet May Promote "Denial of Service" Attack http://support.micro[...] 2004-12-20
_[4] 웹사이트 IGMP Security Problem Statement and Requirements http://www.securemul[...]
_[5] 웹사이트 Vulnerability in TCP/IP Could Allow Denial of Service (MS06-007, 913446)) http://www.microsoft[...] 2006-02-14
_[6] 간행물 IP Multicast Routing Configuration Guide https://www.cisco.co[...] Cisco 2017-05-27
_[7] 웹사이트 Internet Group Management Protocol Overview http://www.javvin.co[...] Javvin 2010-11-18
_[8] 문서 IGMPv3 was added to FreeBSD in version 8.0.
_[9] 문서 IGMPv3 was added in the Linux 2.5 kernel series.
_[10] 문서 RFC 1112, RFC 2236, RFC 3376, RFC 4604 https://www.ietf.org[...]
_[11] 웹사이트 IGMP report denial of service http://www.securityf[...]
_[12] 웹사이트 Fragmented IGMP packet http://support.micro[...]
_[13] 뉴스 Vulnerability in TCP/IP Could Allow Denial of Service (913446) http://www.microsoft[...] Microsoft Security Bulletin MS06-007
_[14] 웹사이트 IGMP Security Problem Statement and Requirements http://www.securemul[...]