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网络编程 ----------- 4、组播与广播

news 2025/7/23 0:23:31

1、广播 broadcast

广播是指向同一个网络中所有的主机传输数据只有传输层协议为 UDP协议时，才支持广播
TCP是端对端，广播是一对多，所以无法符合其要求。

1）广播地址

广播地址的计算：
子网掩码取反再和 ip地址进行按位或运算

                例子： ip : 192.168.31.104netmask : 255.255.255.0 ===> 广播地址： 192.168.31.255 ip : 172.4.0.1 netmask ：255.255.254.0 ===> 广播地址： 172.4.1.255 ip : 192.168.31.104netmask : 255.255.128.0 ===> 广播地址： 192.168.127.255

全网广播地址： 255.255.255.255
这个没有意义 --> 会造成网络风暴

2）广播的编程流程（与UDP编程流程类似）

广播的发送者
广播接接收者

3）注意：设置套接字选项

谁需要用到广播，谁就调用 setsockopt() 函数，设置套接字选项（详细见表）

使能广播：
级别： SOL_SOCKET
选项： SO_BROADCAST
类型： int
0 禁用
非0 使能

写一个程序，实现 广播的发送和接收 broadcast_sender.c   /  broadcast_receiver.c broadcast_sender.c  发送者int main( int argc, char *argv[] ){//创建套接字 UDP int sock_fd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );if( sock_fd == -1 ){perror( "socket error " );return -1;}printf("sock_fd = %d\n", sock_fd );//设置套接字的选项 --> 使能广播 int n = 1;setsockopt( sock_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &n, sizeof(n) );//设置广播的ip地址和端口号 struct sockaddr_in  addr;addr.sin_family = AF_INET;                    //协议族 ipv4 addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );      //端口号 inet_aton( argv[1], &addr.sin_addr );       //广播地址 //发送广播数据 while( 1 ){//输入要发送的数据 char buf[128] = {0};printf("input data : ");fgets( buf, sizeof(buf), stdin );int re = sendto( sock_fd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr) );if( re == -1 ){perror( "sendto error " );break;}//人为定义退出条件if( buf[0] == '#' ){break;}}//关闭套接字 close( sock_fd );}broadcast_receiver.c  接收者（服务器）int main( int argc, char *argv[] ){//创建套接字 UDP int sock_fd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );if( sock_fd == -1 ){perror( "socket error " );return -1;}printf("sock_fd = %d\n", sock_fd );//设置套接字的选项 --> 使能广播 int n = 1;setsockopt( sock_fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &n, sizeof(n) );//设置接收广播的ip地址和端口号 struct sockaddr_in  addr;addr.sin_family = AF_INET;              //协议族 ipv4 addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );  //端口号 inet_aton( argv[1], &addr.sin_addr );    //广播地址 //绑定套接字 int re = bind( sock_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr) );if( re == -1 ){perror( "bind error " );close( sock_fd );return -1;}printf("bind success\n");//接收广播数据 while( 1 ){//接收数据 char buf[128] = {0};struct sockaddr_in  from_addr;socklen_t len = sizeof(from_addr);re = recvfrom( sock_fd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&from_addr, &len );if( re > 0 ){printf("%s : %s\n", inet_ntoa(from_addr.sin_addr), buf );}else{perror( "recvfrom error " );break;}//人为定义退出条件if( buf[0] == '#' ){break;}}//关闭套接字 close( sock_fd );}

2、组播 (多播) multicast

组播是指将数据发送给加入到某个组中的主机上

特点：

1）只有传输层协议为 UDP协议时，才支持组播功能

2）组播地址 ipv4 D类地址

D类地址： 1110 + 多播组号(28bits)
224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

3）广播方式占用带宽，会造成网络风暴
组播是一种折中的方式，只有加入到特定的某个多播组的主机才能收到数据

1）多播的代码实现

多播的发送者
多播的接收者

2）加入多播组

设置套接字的选项：
级别： IPPROTO_IP
选项： IP_ADD_MEMBERSHIP
类型： struct ip_mreqn {}

========================================
man 7 ip 进行查看

struct ip_mreqn
{
struct in_addr imr_multiaddr; /* 多播组地址(D类地址) （类似于qq群号）IP multicast group address */
struct in_addr imr_address; /* 接口(网卡)的地址，多播的数据实际走哪个网卡(类似于qq号) IP address of local interface */
...
};

struct in_addr
{
uint32_t s_addr; /* 32位IP地址 */
};

            例子： 把 本机ip 加入多播组 224.0.0.1 struct ip_mreqn  mreq;mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr( "224.0.0.1" );  //多播组地址 mreq.imr_address.s_addr = htonl( INADDR_ANY );           //接口地址 //mreq.imr_address.s_addr = inet_addr( argv[1] );  setsockopt( sock_fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq) );

注意：
要支持多播，需要设置路由表，让数据包从正确的网卡出去，而不是从默认网卡出去

首先 ifconfig 查看本机ip和网卡名字（如： eth0, eth1, ens33, ... ）

sudo route add -net 224.0.0.0 netmask 240.0.0.0 ens33 //加入路由表
sudo route add default gw 172.4.1.1 dev ens33 //设置默认网关

查看内核的IP路由标
route -n

练习： 写一个程序，实现多播的功能 multicast_sender.c   /  multicast_receiver.c multicast_sender.c  发送者multicast_receiver.c  接收者multicast_sender.c  发送者 int main( int argc, char *argv[] ){//创建套接字 UDP int sock_fd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );if( sock_fd == -1 ){perror( "socket error " );return -1;}printf("sock_fd = %d\n", sock_fd );//设置 多播的ip和端口号 struct sockaddr_in  addr;addr.sin_family = AF_INET;                    //协议族 ipv4 addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );      //端口号 inet_aton( argv[1], &addr.sin_addr );       //多播地址 224.0.0.1 //发送数据while(1){//发送数据 char buf[128] = {0};fgets( buf, sizeof(buf), stdin );int re = sendto( sock_fd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr) );if( re == -1 ){perror( "sendto error " );break;}if( buf[0] == '#' ){break;}}//关闭套接字close( sock_fd );}multicast_receiver.c  接收者 int main( int argc, char *argv[] ){//创建套接字 UDP int sock_fd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );if( sock_fd == -1 ){perror( "socket error " );return -1;}printf("sock_fd = %d\n", sock_fd );//设置套接字的选项 --> 把本机ip加入到多播组 224.0.0.1  struct ip_mreqn  mreq;mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr( argv[1] );   //多播组地址 224.0.0.1 mreq.imr_address.s_addr = htonl( INADDR_ANY );      //接口地址 （本机地址）int re = setsockopt( sock_fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq) ); if( re == -1 ){perror("add membership error ");close( sock_fd );return -1;}printf("add membership success\n");//设置 多播的ip和端口号 struct sockaddr_in  addr;addr.sin_family = AF_INET;                    //协议族 ipv4 addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );      //端口号 inet_aton( argv[1], &addr.sin_addr );       //多播地址 224.0.0.1 //设置端口号重用 int n = 1;setsockopt( server_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &n, sizeof(n) );//绑定套接字 re = bind( sock_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr) );if( re == -1 ){perror( "bind error " );close( sock_fd );return -1;}printf("bind success\n");//接收数据while(1){//接收数据 char buf[128] = {0};struct sockaddr_in  from_addr;socklen_t len = sizeof(from_addr);re = recvfrom( sock_fd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&from_addr, &len );if( re > 0 ){printf("%s : %s\n", inet_ntoa(from_addr.sin_addr), buf );}else {perror( "recvfrom error " );break;}//人为定义退出条件if( buf[0] == '#' ){break;}}//关闭套接字 close( sock_fd );}

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http://www.lryc.cn/news/415675.html