问题: UDP 是否还有其他一对多的数据发送方式?
UDP 通讯中的多播
多播是向特定组中的所有主机传输数据的方法
,多播也称之为组播
多播数据传输的特点:
- 多播发送者针对特定的多播组,只发送 1 次数据,组内主机均可接收到数据
- 主机加入特定组,即可接收该组中的多播数据
- 多播组可在 IP 地址范围内任意添加
关键问题:如何收发多播数据
多播组是一个 D
类地址 (224.0.0.0 - 239.255.255.255)
\"加入多播组\"可理解为 UDP 网络程序进行的申请
- 如:申请接收发往 239.234.111.222 的多播数据
- 即:设置属性 (
IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHP
)
发送多播数据的方式,与发送普通 UDP 数据的方式相同
- 预备操作:设置属性,如:(
IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL
)
注意事项
加入同一个多播组的主机不一定在同一个网络中
因此,必须设置多播数据的最多转发次数(TTL)
- TTL(即:Time To Live) 是决定数据传输距离的主要因素
- TTL 用整数表示,并且每经过 1 个路由就减少 1
- 当 TTL 变为 0 时,数据无法继续传递,只能销毁
多播程序设计:发送端
IP_MULTCAST_TTL: 用于设置多播数据的”最远传输距离“,默认 1
IP_MULTICAST_IF: 用于设置多播数据从哪一个网络接口(网卡)发送出去,默认:0.0.0.0
默认 0.0.0.0 情况下操作系统会自主选择使用哪个网络接口,但在[多网卡主机]的[实际工程应用]中,最好手工指定!!
IP_MULTCAST_LOOP: 用于设置多播数据是否发送回本机,默认1 (1,发送回本机)
remote.sin_family = AF_INET;
remote.sin_addr.s_addr = inet_addr(\"224.1.1.168\");
remote.sin_port = htons(8888);
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, &ttl, sizeof(ttl));
do {
len = sizeof(remote);
r = sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&remote, len);
sleep(1);
}while(r > 0);
多播程序设计:接收端
IP_ADD_MEMBRESHIP: 用于申请加入多播组,参数为:多播组和本机地址
struct ip_mreq {
// group address
struct in_addr inmr_multiaddr;
// local host address
struct in_addr imr_interface
}
struct ip_mreq group = {0};
group.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(\"224.1.1.168\");
group.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 监听所有网卡
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &group, sizeof(group));
do {
len = sizeof(remote);
r = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&remote, &len);
buf[r] = 0;
printf(\"r = %d\\n\", r);
printf(\"msg = %s\\n\", buf);
}while (r > 0)
退出多播组
quit = setsockopt(sock, IP_PROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &group, sizeof(group));
if (quit == 0) {
break;
}
编程实验:UDP 多播程序设计
mul_tx.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
int sock = 0;
struct sockaddr_in remote = {0};
socklen_t len = 0;
char buf[128] = \"D.T.Software\";
struct in_addr addr = {0};
int ttl = 0;
int loop = 0;
sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sock == -1) {
printf(\"socket error\\n\");
return -1;
}
remote.sin_family = AF_INET;
remote.sin_addr.s_addr = inet_addr(\"224.1.1.168\");
remote.sin_port = htons(8888);
//-------------------------
ttl = 0;
len = sizeof(ttl);
getsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, &ttl, &len); // 可以不设置,ttl 默认为 1
printf(\"default ttl = %d\\n\", ttl);
ttl = 32;
len = sizeof(ttl);
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, &ttl, len);
printf(\"current ttl = %d\\n\", ttl);
loop = 0;
len = sizeof(loop);
getsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP, &loop, &len); // 可以不设置,ttl 默认为 1 ,即本机也会收到
printf(\"default loop = %d\\n\", loop);
// addr.s_addr = inet_addr(\"192.168.3.221\"); // 具体指定使用哪一块网卡进行数据广播
addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 交由操作系统进行选择
len = sizeof(addr);
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &addr, len); // 可以不设置,默认为 INADDR_ANY 即 \"0.0.0.0\", 交由操作系统选择使用哪个网卡
printf(\"current if = %s\\n\", inet_ntoa(addr)); // 当主机有多个网卡,在实际工程使用时,最好手工指定使用那块网卡广播数据
//-------------------------
while (1) {
len = sizeof(remote);
sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&remote, len);
sleep(1);
}
close(sock);
return 0;
}
mul_rx.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
int server = 0;
struct sockaddr_in saddr = {0};
struct sockaddr_in remote = {0};
struct ip_mreq group = {0};
int len = 0;
char buf[32] = {0};
int r = 0;
server = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (server == -1) {
printf(\"server socket error\");
return -1;
}
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
saddr.sin_port = htons(8888);
if (bind(server, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) == -1) {
printf(\"udp server bind error\\n\");
return -1;
}
printf(\"udp server start sucess\\n\");
group.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(\"224.1.1.168\");
group.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
setsockopt(server, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &group, sizeof(group));
while (1) {
len = sizeof(remote);
r = recvfrom(server, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&remote, &len);
if (r > 0) {
buf[r] = 0;
printf(\"Recvive: %s\\n\", buf);
} else {
break;
}
}
close(server);
return 0;
}
小结
单播:一对一数据发送,即:指定目标主机发送数据
广播 (必须同一局域网)
- 本地广播:本地局域网广播数据,所有主机均可接收数据
- 直接广播:指定网络广播数据,目标网络中的主机均可接收数据
多播(组播)(可不同一局域网)
- 向指定的多播地址发送数据,”订阅“该地址的主机均可接收数据