linux下使用socket实现组播

最新推荐文章于 2024-06-25 19:43:47 发布

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#网络

本文介绍了组播技术的基本原理，包括组播地址范围、组播数据发送与接收的实现方法，并提供了具体的代码示例。

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概述

组播提供了在网络中进行一对多的发送的机制，组播可以是在一个网段内，也可以是跨网段的，不过跨网段需要交换机、路由器等网络设备支持组播。
Hosts可以在任何时间加入或者离开组播组，对于组播组的成员没有所处位置的限制，也没有数量的限制，D类互联网地址是用于组播的：224.0.0.0 - 239.255.255.255。
通过无连接Socket编程可以实现组播数据的发送和接收。组播数据只能通过一个网络接口发送，即使设备上有多个网络接口。

组播是一对多的传输机制，不能通过面向连接的Socket实现组播。

关于组播的相关内容，可参考组播和IGMP协议相关的文章。

创建了SOCK_DGRAM类型的socket以后，通过调用setsockopt()函数来控制该socket的组播，函数原型：getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen)，对于IPPROTO_IP level，optval有如下选择：
IP_ADD_MEMBERSHIP，加入指定的组播组。
IP_DROP_MEMBERSHIP，离开指定的组播组。
IP_MULTICAST_IF，指定发送组播数据的网络接口。
IP_MULTICAST_TTL，给出发送组播数据时的TTL，默认是1。
IP_MULTICAST_LOOP，发送组播数据的主机是否作为接收组播数据的组播成员。
下面的两个例子给出了发送和接收组播数据的实现，接收和发送组播数据的步骤是有区别的。

组播server，发送组播数据的例子

实现组播数据包发送的步骤如下：
创建AF_INET, SOCK_DGRAM的socket。
用组播IP地址和端口初始化sockaddr_in类型数据。
IP_MULTICAST_LOOP，设置本机是否作为组播组成员接收数据。
IP_MULTICAST_IF，设置发送组播数据的端口。
发送组播数据。

有注释代码：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct in_addr localInterface;
struct sockaddr_in groupSock;
int sd;
char databuf[1024] = "Multicast test message lol!";
int datalen = sizeof(databuf);

int main (int argc, char *argv[ ])
{
sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sd < 0) {
perror("Opening datagram socket error");
exit(1);
} else
printf("Opening the datagram socket...OK.\n");

memset((char *) &groupSock, 0, sizeof(groupSock));
groupSock.sin_family = AF_INET;
groupSock.sin_addr.s_addr = inet_addr("226.1.1.1");
groupSock.sin_port = htons(4321);

localInterface.s_addr = inet_addr("203.106.93.94");
if(setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, (char *)&localInterface, sizeof(localInterface)) < 0) {
perror("Setting local interface error");
exit(1);
} else
printf("Setting the local interface...OK\n");

if(sendto(sd, databuf, datalen, 0, (struct sockaddr*)&groupSock, sizeof(groupSock)) < 0) {
perror("Sending datagram message error");}
else
printf("Sending datagram message...OK\n");

return 0;
}

组播client，接收组播数据的例子

创建AF_INET, SOCK_DGRAM类型的socket。
设定 SO_REUSEADDR，允许多个应用绑定同一个本地端口接收数据包。
用bind绑定本地端口，IP为INADDR_ANY，从而能接收组播数据包。
采用 IP_ADD_MEMBERSHIP加入组播组，需针对每个端口采用 IP_ADD_MEMBERSHIP。
接收组播数据包。

有注释的代码：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct sockaddr_in localSock;
struct ip_mreq group;
int sd;
int datalen;
char databuf[1500];

int main(int argc, char *argv[])
{
sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if(sd < 0){
perror("Opening datagram socket error");
exit(1);
} else
printf("Opening datagram socket....OK.\n");

{
int reuse = 1;
if(setsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&reuse, sizeof(reuse)) < 0){
perror("Setting SO_REUSEADDR error");
close(sd);
exit(1);
} else
printf("Setting SO_REUSEADDR...OK.\n");
}

memset((char *) &localSock, 0, sizeof(localSock));
localSock.sin_family = AF_INET;
localSock.sin_port = htons(49500);
localSock.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if(bind(sd, (struct sockaddr*)&localSock, sizeof(localSock))){
perror("Binding datagram socket error");
close(sd);
exit(1);
} else
printf("Binding datagram socket...OK.\n");

group.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("227.0.0.25");
group.imr_interface.s_addr = inet_addr("150.158.231.2");
if(setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&group, sizeof(group)) < 0){
perror("Adding multicast group error");
close(sd);
exit(1);
} else
printf("Adding multicast group...OK.\n");

datalen = sizeof(databuf);
if(read(sd, databuf, datalen) < 0){
perror("Reading datagram message error");
close(sd);
exit(1);
} else {
printf("Reading datagram message...OK.\n");
printf("The message from multicast server is: %d\n", datalen);
}

return 0;
}