Linux网络编程之扩展-下

1 广播

1.1 广播相关概念

一、单播
  前面介绍的数据包发送方式只有一个接受方，称为单播。
二、广播
  同时发给局域网中的所有主机，称为广播。只有用户数据报(使用UDP协议)套接字才能广播。
三、广播地址
1、以192.168.1.0 (255.255.255.0) 网段为例，最大的主机地址192.168.1.255代表该网段的广播地址。
2、发到该地址的数据包被所有的主机接收。
3、255.255.255.255在所有网段中都代表广播地址。
四、广播特点
1、一对多（一个设备发送，局域网内所有设备都能接收到）；
2、只能使用UDP编程；
3、广播是注意防范网络风暴，慎用（其实很多路由器是禁止广播的）。

1.2广播发送

广播发送相当于客户端Client。

1.2.1广播发送操作步骤

一、创建用户数据报套接字
  缺省创建的套接字不允许广播数据包，需要用setsockopt () 函数设置套接字属性。
二、指定接收方地址指定为广播地址。
三、指定端口信息。
四、发送数据包。

1.2.2 广播相关函数

一、套接字属性修改函数
1、函数原型
<sys/socket.h>
int setsockopt(int s, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
2、参数
A、level : 选项级别（例如SOL_SOCKET）；
B、optname : 选项名（例如SO_BROADCAST）；
C、optval : 存放选项值的缓冲区的地址；
D、optlen : 缓冲区长度；
3、返回值
成功返回0 失败返回-1并设置errno。

1.2.3 广播示例

sockfd = socket(,);
……
int on = 1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &on, sizeof(on)); // 套接字属性修改。
……
sendto(;;;;😉;

1.3广播接收

广播接收相当于服务器端Server。

1.3.1广播接收操作步骤

一、创建用户数据报套接字
二、绑定本机IP地址和端口
  绑定的端口必须和发送方指定的端口相同。
三、等待接收数据

2 组播

2.1 组播相关概念

一、组播(又称为多播)，和广播比是一种折中的方式。只有加入某个多播组的主机才能收到数据。
二、组播特点
1、一对多（一个设备发送，多播组内所有设备都能接收到）。
2、只能使用UDP编程。
3、多播方式既可以发给多个主机，又能避免像广播那样带来过多的负载和引起网络风暴。

2.2 组播地址

一、网络地址分类
A类地址
第1字节为网络地址，其他3个字节为主机地址。第1字节的最高位固定为0
1.0.0.1 – 126.255.255.255

B类地址
第1字节和第2字节是网络地址，其他2个字节是主机地址。第1字节的前两位固定为10
128.0.0.1 – 191.255.255.255

C类地址
前3个字节是网络地址，最后1个字节是主机地址。第1字节的前3位固定为110
192.0.0.1 – 223.255.255.255

D类地址（组播地址）
不分网络地址和主机地址，第1字节的前4位固定为1110
224.0.0.1 – 239.255.255.255

二、组播地址
以上的D类地址才是组播地址。

2.3 组播发送

**组播发送相当于客户端Client，**组播发送步骤如下：
一、创建用户数据报套接字。
二、指定接收方地址为组播地址。
三、指定端口信息。
四、发送数据包。

2.4 组播接收

组播接收相当于服务器端Server。

2.4.1 组播接收步骤

一、创建用户数据报套接字
二、加入多播组
三、绑定本机IP地址和端口
  绑定的端口必须和发送方指定的端口相同。
四、等待接收数据

2.4.1 加入组播组过程

一、结构体类型
struct ip_mreq
{
struct in_addr imr_multiaddr;
struct in_addr imr_interface;
};
二、创建结构体并清零、赋值
struct ip_mreq mreq;
bzero(&mreq, sizeof(mreq));
mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(“235.10.10.3”);
mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
三、加入组播组
setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq,
sizeof(mreq));

3 UNIX域套接字

3.1 进程间通信方式总结

一、UNIX域套接字也属于进程间通信（本地通信）
  套接字Socket不仅应用于网络通信，也能应用于进程间本地通信。unix域套接字和其他进程间通信方式相比使用方便、效率更高。常用于前后台进程通信。
、进程间通信方式总结1、数据共享方式
管道；消息队列；共享内存；unix域套接字。
  A、易用性排序:消息队列>unix域套接字>管道>共享内存(经常和信号量配合使用)。
  B、效率排序：共享内存>unix域套接字>管道>消息队列。
  C、常用的数据共享方式：共享内存和unix域套接字。
2、异步通信方式
信号
3、同步或互斥机制（资源保护）
信号量；信号量集。
注：信号与信号量（信号量集）差别很大，要注意区分。

3.2 UNIX域套接字通信分类

3.2.1 UNIX域套接字地址

一、本地地址结构
struct sockaddr_un // <sys/un.h>
{
sa_family_t sun_family;
char sun_path[108]; // Unix套接字文件的路径，这个文件在内核中，必须平时不存在，一般给绝对路径。
};

二、填充地址结构
struct sockaddr_un myaddr;
bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));
myaddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(myaddr.sun_path, “/tmp/mysocket”);

3.2.2 流式套接字通信（TCP编程）步骤

一、服务器端
1、socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)；
2、bind(，本地地址，）；
3、listen(，)；
4、accept(，，)；
5、recv() / send()；
二、客户端
1、socket(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)；
2、bind(，本地地址， )； // 可选。
3、connect(，，)；
4、recv() / send()；

3.2.3 用户数据包套接字通信（UDP编程）步骤

一、服务器端

二、客户端