47.Linux網絡編程-- 廣播，組播

一 .廣播編程

1.前面介紹的數據包發送方式只有一個接受方，稱爲單播

2.如果同時發給局域網中的所有主機，稱爲廣播

3.只有用戶數據報(使用UDP協議)套接字才能廣播

4.廣播地址

以192.168.1.0 (255.255.255.0) 網段爲例，最大的主機地址192.168.1.255代表該網段的廣播地址

發到該地址的數據包被所有的主機接收

255.255.255.255在所有網段中都代表廣播地址

5.廣播的發送：

 

6.廣播的接收

實例：udp 客戶端

#include "net.h"
void usage (char *s)
{
	printf ("\nThis is udp demo!\n");
	printf ("\nUsage:\n\t %s serv_ip serv_port", s);
	printf ("\n\t serv_ip: udp server ip address");
	printf ("\n\t serv_port: udp server port(serv_port > 5000)\n\n");
}

int main (int argc, char *argv[])
{
	int fd = -1;
	int port = SERV_PORT;

	port = atoi (argv[2]);
	if (port < 0 || (port > 0 && port <= 5000)) {
		usage (argv[0]);
		exit (1);
	}
	struct sockaddr_in sin;
	if (argc != 3) {
		usage (argv[0]);
		exit (1);
	}

	/* 1. 創建socket fd */
	if ((fd = socket (AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {	//UDP編程
		perror ("socket");
		exit (1);
	}

	/* 允許廣播設置 */
	int b_br = 1;
	setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &b_br, sizeof(int));

	/*2.1 填充struct sockaddr_in結構體變量 */
	bzero (&sin, sizeof (sin));

	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons (SERV_PORT);	//網絡字節序的端口號

	if (inet_pton (AF_INET, argv[1], (void *) &sin.sin_addr) != 1) {
		perror ("inet_pton");
		exit (1);
	}

	printf ("broadcast demo started!\n");
	char buf[BUFSIZ];
	while (1) {
		fprintf (stderr, "pls input string:");
		bzero (buf, BUFSIZ);
		if (fgets (buf, BUFSIZ - 1, stdin) == NULL) {
			perror ("fgets");
			continue;
		}

		sendto (fd, buf, strlen (buf), 0, (struct sockaddr *) &sin, sizeof (sin));

		if (!strncasecmp (buf, QUIT_STR, strlen (QUIT_STR))) {	//用戶輸入了quit字符
			printf ("Client is exited!\n");
			break;
		}

	}
	close (fd);
	return 0;
}

通過廣播的方式進行數據的發送，在我們執行的時候要使用 ./client 192.168.0.255 5003(要用廣播地址，我的ip是192.168.0.129)

注意接收方端口要與發送方相同，此時我們的服務器就能接收到客戶端的信息。

二. 組播編程

1.廣播方式發給所有的主機。過多的廣播會大量佔用網絡帶寬，造成廣播風暴，影響正常的通信。爲了解決這個問題

出現了組播。

組播(又稱爲多播)是一種折中的方式。只有加入某個多播組的主機才能收到數據。既可以發給多個主機，又能避免象廣播那樣帶來過多的負載(每臺主機要到傳輸層才能判斷廣播包是否要處理)

 

2.組播的發送

3.組播的接收

那麼假如多組播怎麼加入？？用了我們之前學過的改變網絡屬性的函數setsockopt

那麼怎麼用這個函數，加入到多播組。

    /*加入多播組*/
    struct ip_mreq mreq;
    bzero(&mreq, sizeof(mreq));
    mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(MULTICAST_IP);
    mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  //任意IP，也可指定固定IP
    
    setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq, sizeof(mreq));

那麼我們要看一下ip_mreq這個結構體中有什麼並且都是什麼含義。

//結構體的定義
struct ip_mreq
{
struct in_addr imr_multiaddr; //多播組的IP地址
struct in_addr imr_interface; //加入的客戶端主機IP地址
}

實例：

net.h

#ifndef __MAKEU_NET_H__
#define __MAKEU_NET_H__

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>			/* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>			/* superset of previous */

#define SERV_PORT 5004
#define MULTICAST_IP "235.10.10.3"

#define QUIT_STR "quit"

#endif

client.c(和之前的udp編程沒有區別)

#include "net.h"
void usage (char *s)
{
	printf ("\nThis is multicast demo!\n");
	printf ("\nUsage:\n\t %s serv_ip serv_port", s);
	printf ("\n\t serv_ip: udp server ip address(between 224~239 segment)");
	printf ("\n\t serv_port: udp server port(serv_port > 5000)\n\n");
}

int main (int argc, char *argv[])
{
	int fd = -1;
	int port = SERV_PORT;

	port = atoi (argv[2]);
	if (port < 0 || (port > 0 && port <= 5000)) {
		usage (argv[0]);
		exit (1);
	}
	struct sockaddr_in sin;
	if (argc != 3) {
		usage (argv[0]);
		exit (1);
	}

	/* 1. 創建socket fd */
	if ((fd = socket (AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {	//UDP編程
		perror ("socket");
		exit (1);
	}

	/*2.1 填充struct sockaddr_in結構體變量 */
	bzero (&sin, sizeof (sin));

	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons (SERV_PORT);	//網絡字節序的端口號
#if 0
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr (argv[1]);
#else
	if (inet_pton (AF_INET, argv[1], (void *) &sin.sin_addr) != 1) {
		perror ("inet_pton");
		exit (1);
	}
#endif
	printf ("multicast started!\n");
	char buf[BUFSIZ];
	while (1) {
		fprintf (stderr, "pls input string:");
		bzero (buf, BUFSIZ);
		if (fgets (buf, BUFSIZ - 1, stdin) == NULL) {
			perror ("fgets");
			continue;
		}

		sendto (fd, buf, strlen (buf), 0, (struct sockaddr *) &sin, sizeof (sin));

		if (!strncasecmp (buf, QUIT_STR, strlen (QUIT_STR))) {	//用戶輸入了quit字符
			printf ("Client is exited!\n");
			break;
		}

	}
	close (fd);
	return 0;
}

server.c

#include "net.h"

int main (void)
{

	int fd = -1;
	struct sockaddr_in sin;

	/* 1. 創建socket fd */
	if ((fd = socket (AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {	//udp程序
		perror ("socket");
		exit (1);
	}

	/* 2. 允許綁定地址快速重用 */
	int b_reuse = 1;
	setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &b_reuse, sizeof (int));

	/*加入多播組*/
	struct ip_mreq mreq;
	bzero(&mreq, sizeof(mreq));
	mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(MULTICAST_IP);
	mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	
	setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq, sizeof(mreq));

	/*2. 綁定 */
	/*2.1 填充struct sockaddr_in結構體變量 */
	bzero (&sin, sizeof (sin));
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons (SERV_PORT);	//網絡字節序的端口號

	/* 讓服務器程序能綁定在任意的IP上 */
#if 1
	sin.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
#else
	if (inet_pton (AF_INET, SERV_IP_ADDR, (void *) &sin.sin_addr) != 1) {
		perror ("inet_pton");
		exit (1);
	}
#endif
	/*2.2 綁定 */
	if (bind (fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof (sin)) < 0) {
		perror ("bind");
		exit (1);
	}

	char buf[BUFSIZ];
	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t addrlen = sizeof (cin);
	printf ("\nmulticast demo started!\n");
	while (1) {
		bzero (buf, BUFSIZ);
		if (recvfrom (fd, buf, BUFSIZ - 1, 0, (struct sockaddr *) &cin, &addrlen) < 0) {
			perror ("recvfrom");
			continue;
		}

		char ipv4_addr[16];
		if (!inet_ntop (AF_INET, (void *) &cin.sin_addr, ipv4_addr, sizeof (cin))) {
			perror ("inet_ntop");
			exit (1);
		}

		printf ("Recived from(%s:%d), data:%s", ipv4_addr, ntohs (cin.sin_port), buf);

		if (!strncasecmp (buf, QUIT_STR, strlen (QUIT_STR))) {	//用戶輸入了quit字符
			printf ("Client(%s:%d) is exiting!\n", ipv4_addr, ntohs (cin.sin_port));
		}

	}

	close (fd);

	return 0;
}

執行的時候  ./client 235.10.10.3 5004 

到這，多播和組播的一個編程使用就說完了，主要還是理解編程思路，具體的函數使用方式可以在使用的時候多通過man手冊進行查看。