day 多点通信

已于 2025-01-01 19:42:24 修改
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于 2025-01-01 19:41:46 首次发布
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#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
       #include <sys/socket.h>

       int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,
                      void *optval, socklen_t *optlen);
          功能：获取套接字某些选项的属性。
          参数1：套接字描述符
          参数2：要获取的层级
          参数3：要获取的操作名称
          参数4：获取的值，0：表示禁用，非0表示启用。
          参数5：参数4的大小。  
          返回值：成功返回0，失败返回-1，并置位错误码      
       int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
                      const void *optval, socklen_t optlen);
         功能：设置套接字某些选项的属性。
          参数1：套接字描述符
          参数2：要设置的层级
          参数3：要设置的操作名称
          参数4：设置的值，0：表示禁用，非0表示启用。
          参数5：参数4的大小。   
          返回值：成功返回0，失败返回-1，并置位错误码    
          eg：获取当前端口号是否能快速复用属性：
          int n;
          int len = sizeof(n);
          getsockopt(oldfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,&len);
          如果n==0表示端口号快速复用未启动。
          如果n！=0表示端口号快速复用启动。
          
          eg：设置当前套接字端口号能快速复用
          int n  =999;
          setsockopt(oldfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,sizeof(n));启动端口号快速复用功能。
#include <myhead.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int oldfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

    int n;
    int len = sizeof(n);
    getsockopt(oldfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,&len);
    printf("端口号复用状态：%d\n",n);
    
 n = 1;
    setsockopt(oldfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,sizeof(n));
    printf("端口号修改为可复用状态后：%d\n",n);
    return 0;
}

1.单播：

1.单播发生在主机之间一对一的通信模式，交换机或者路由器只对数据进行转发，不做复制

2.每次只有两个实体之间进行相互通信，发送端和接收端都是唯一确定的

2.广播

1> 主机之间的一对多的通信模式，网络对其中的每一台主机发出的信息都进行复制并转发

2> 所有主机都可以收到广播消息（无论你是否愿意接收）,所以，广播是基于UDP通信模式

3> 广播地址：网络号 + 255

例如：主机地址为192.168.125.171 ---> 192.168.125.255

4> 广播消息是不能穿过路由器的，也就是说广播消息禁止在外网上进行传播，所以广播只能完成局域网内的多点通信

1、广播的发送端模型 ----> 类似于UDP的客户端

1> socket 创建套接字

2> setsockopt 设置网络属性，允许广播

3> bind 非必须绑定（绑定的话每次发送端口都是固定的）

4> 填广播地址信息结构体

ip：填广播地址（192.168.125.255）

port:与接收端保持一致

5> sendto 发送消息

6> close 关闭套接字

#include <luochen.h>
#define PORT 6666
#define IP "192.168.124.255"
int main(int argc, const char *argv[])
{
    //1、创建套接字
    int oldfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(oldfd==-1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }

    //2、设置允许广播
    int k = 999;
    if(setsockopt(oldfd,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,&k,sizeof(k))==-1)
    {
        perror("setsockopt");
        return -1;
    }
    printf("允许广播设置成功\n");
    
    struct sockaddr_in broadcast = {
        .sin_family = AF_INET,
        .sin_port = htons(PORT),//发送到该端口
        .sin_addr.s_addr = inet_addr(IP)
    };
        
    char buff[1024];
    while(1)
    {
        fgets(buff,sizeof(buff),stdin);
        sendto(oldfd,buff,sizeof(buff),0,(struct sockaddr *)&broadcast,sizeof(broadcast));
        if(strcmp(buff,"quit")==0)
        {
            printf("发送端退出\n");
            break;
        }
    }
    close(oldfd);
    return 0;
}

2、广播的接收端模型 ----> 类似于UDP的服务器端

1> socket 创建套接字

2> 填充地址信息结构体

ip:广播地址（192.168.125.255）

port:与发送端保持一致

3> bind 绑定端口号与ip地址

4> recvfrom 接收消息

5> close 关闭套接字

特点：

1、广播地址选取broadcast对应的IP

2、端口号固定

3、发送端不需要绑定固定的IP和端口号，只需要向固定的IP和端口号（广播地址）发送信息即可，

不需要关注谁来接收。

4、接收端必须绑定IP和端口号（广播地址）

5、如果发送端绑定了IP和端口号之后，接收端就无法再次绑定，也无法接收信息。

#include <myhead.h>

#define IP "192.168.124.255"
#define PORT 6666
int main(int argc, const char *argv[])
{
    //1、创建套接字
    int oldfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(oldfd==-1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    //2、填充广播地址信息结构体
    struct sockaddr_in send = {
        .sin_family = AF_INET,
        .sin_port = htons(PORT),
        .sin_addr.s_addr = inet_addr(IP)
    };
    
    #if 1
    if(bind(oldfd,(struct sockaddr *)&send,sizeof(send))==-1)
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    #endif
    //接收消息
    char buff[1024];
    while(1)
    {
        recvfrom(oldfd,buff,sizeof(buff),0,NULL,NULL);
        printf("%s",buff);
    }
    return 0;
}

3、组播（多播）

1、 组播也是实现主机之间一对多的通信模型，跟广播不同的是，组播发送的消息，只有加入多播组的成员才能收到，没有加入的就无法收到，不会占用柜台的网络带宽。

2> 组播也是使用UDP实现。

3> 组播地址：就是D类网络，224.0.0.0 -- 239.255.255.255

2、 组播的发送端模型 --->类似于UDP的客户端

1> socket 创建套接字

2> bind 非必须绑定

3> 填充接收端地址信息结构体

ip:组播地址，与接收端保持一致（224.0.0.0 -- 239.255.255.255）

port:与接收端保持一致

4> sendto 发送组播消息

5> close 关闭套接字

组播发送端：

特点：

1、发送端发送给组播组IP和端口号。

2、发送端不需要绑定自己的IP和端口号，只需要发送到组播地址即可。

#include <myhead.h>
#define PORT 6666
#define IP "192.168.124.172"
int main(int argc, const char *argv[])
{
    //1、创建套接字
    int oldfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(oldfd==-1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
#if 0
    //2、绑定
    struct sockaddr_in send = {
        .sin_family = AF_INET,
        .sin_port = htons(PORT),
        .sin_addr.s_addr = inet_addr(IP)
    };
    if(bind(oldfd,(struct sockaddr *)&send,sizeof(send))==-1)
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
#endif
    //3、发送接收
    struct sockaddr_in group = {
    .sin_family = AF_INET,
    .sin_port = htons(8888),//组播端口号
    .sin_addr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3")//组播IP地址
    };
    char buff[1024];
    while(1)
    {
        fgets(buff,sizeof(buff),stdin);
        buff[strlen(buff)-1] = '\0';
        sendto(oldfd,buff,sizeof(buff),0,(struct sockaddr *)&group,sizeof(group));
    }
    return 0;
}

3、组播的接收端模型 ---> 类似于UDP的服务器

1> socket 创建套接字

2> setsockopt 设置网络属性（加入多播组）

设置层级：IPPROTO_IP

设置属性：IP_ADD_MEMBERSHIP

3> 填充地址信息结构体然后bind

ip:组播IP，与发送端保持一致

port :与发送端保持一致

4> 定义发送方结构体，接收发送方信息

5> recvfrom 接收消息

6> close 关闭套接字

特点：

1、设置允许加入组播组（发送端的IP），设置加入组播组时需要（组播组IP，自己的IP，自己网卡ens33的索引号一般都是2）

2、查找自己网卡的索引号：ip addr show或者ip ad。

3、绑定时绑定的是组播组IP和发送端IP保持一致。

4、接收端也可以选择不接收发送方信息，recvfron最后两个参数填NULL即可。

#include <myhead.h>
#define ZIP "224.1.2.3"
#define IP "192.168.60.66"
#define PORT 7777
int main(int argc, const char *argv[])
{
    //1、创建基于UDP的套接字
    int oldfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(oldfd==-1)
    {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    
    //2、设置允许加入组播组
    struct ip_mreqn recv = {
    .imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(ZIP),//组播组IP
    .imr_address.s_addr = inet_addr(IP),//本机IP
    .imr_ifindex = 2 //ens33网卡索引号
    };
    if(setsockopt(oldfd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&recv,sizeof(recv))==-1)
    {
        perror("setsockopt");
        return -1;
    }
    //3、绑定
    struct sockaddr_in recv2 = {
    .sin_family = AF_INET,
    .sin_port = htons(PORT),
    .sin_addr.s_addr = inet_addr(ZIP)//绑定组播组IP
    };
    if(bind(oldfd,(struct sockaddr *)&recv2,sizeof(recv2))==-1)
    {
        perror("bind");
        return -1;
    }
    //4、接收信息
    struct sockaddr_in send;
    socklen_t send_len = sizeof(send);
    char buff[1024];
    while(1)
    {
        recvfrom(oldfd,buff,sizeof(buff),0,(struct sockaddr *)&send,&send_len);
                //recvfrom(oldfd,buff,sizeof(buff),0,NULL,NULL);不接收发送方的信息
        printf("接收到%s发送来的信息：%s\n",inet_ntoa(send.sin_addr),buff);
        if(strcmp(buff,"quit")==0)
        {
            printf("接收端也退出\n");
            break;
        }
    }
    close(oldfd);
    return 0;
}

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