【笔记】组播的使用

柔光的暖阳◎ 2022-04-10 08:47 417阅读 0赞

UDP相对于TCP来说，虽然是无连接，不可靠传输，但是可以实现组播，可以同时给多个主机发送数据，比如聊天室之类的应用，如果为每个用户之间都建立一个Tcp连接，而且每次发送的数据又是相同的，这样做使得程序开销大，而且占用内存多，Udp还有一个广播的服务，但是广播不能筛选，也就是说广播会向所有在同一子网的主机发送数据，这样无疑也增加了网络负担，这时就可以通过Udp的组播来实现，最近一直在摸索中，下面对做一下组播的总解

组播的地址采用D类IP地址，范围是从 224.0.0.0 到 239.255.255.255，下面有几个保留地址，一般不作为用户使用的地址

224.0.0.1 - 该子网上的所有主机。

224.0.0.2 - 该子网上的所有路由器。

224.0.0.5 - 开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）算法第2版，设计用于到达某个网络上的所有OSPF路由器。

224.0.0.6 - 开放最短路径优先算法第2版，设计用于到达某个网络上的所有OSPF指定的路由器。

224.0.0.9 - 路由信息协议（Routing Information Protocol，RIP）第2版。

224.0.1.1 - 网络时间协议（Network Time Protocol）。

过多详细介绍见百度百科　　[http://baike.baidu.com/view/1871353.htm][http_baike.baidu.com_view_1871353.htm]

对组播的使用：创建套接字，绑定本地地址，加入组播，监听组播信息

**1、首先定义一个套接字状态信息，用于异步时保存信息**

public class StateObject
            {
                public Socket sock;
                public byte[] buffer = new byte[1024];
                public EndPoint endpoint;
                public StateObject(Socket sock, EndPoint endpoint)
                {
                    this.sock = sock;
                    this.endpoint = endpoint;
                }
            }

**2、创建套接字，绑定本地地址，加入组播，监听组播信息**

private static IPAddress mcastAddress;
            private static int mcastPort;
            private static Socket mcastSocket; 
            private static MulticastOption mcastOption;
    
            private void btnJoin_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                //组播地址和端口
                mcastAddress = IPAddress.Parse("224.168.100.2");
                mcastPort = 8000;
                try
                {
                    //组播套接字，绑定本地地址（组播端口）
                    mcastSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
                    IPEndPoint localEP = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(tbLocalIP.Text), mcastPort);
                    mcastSocket.Bind(localEP);
    
                    //加入组播
                    mcastOption = new MulticastOption(mcastAddress, IPAddress.Parse(tbLocalIP.Text));
                    mcastSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.IP, SocketOptionName.AddMembership, mcastOption);
    
                    //开始接收信息
                    byte[] bytes = new Byte[1024];
                    EndPoint remoteEP = (EndPoint)new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
                    StateObject so = new StateObject(mcastSocket, remoteEP);
                    mcastSocket.BeginReceiveFrom(so.buffer, 0, so.buffer.Length, SocketFlags.None, ref so.endpoint, ReceiveFromCallback, so);
                }
                catch (Exception) 
                {
                }
            }
            private void ReceiveFromCallback(IAsyncResult ar)
            {
                StateObject so = ar.AsyncState as StateObject;
                try
                {
                    int length = so.sock.EndReceiveFrom(ar, ref so.endpoint);
                    string recvstr = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(so.buffer, 0, length);
                    MessageBox.Show(recvstr);
                    //继续接收消息
                    so.sock.BeginReceiveFrom(so.buffer, 0, so.buffer.Length, SocketFlags.None, ref so.endpoint, ReceiveFromCallback, so);
                }
                catch (SocketException)
                {
                    //连接断开
                }
                catch (ObjectDisposedException)
                {
                    //套接字关闭
                }
            }

**3、向组播发送信息，只要加入了该多播组的成员都能收到该信息**

private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                try
                {
                    IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(mcastAddress, mcastPort);
                    mcastSocket.SendTo(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("你好"), endPoint);
                }
                catch (SocketException)
                {
                    //连接断开
                }
                catch (ObjectDisposedException)
                {
                    //套接字关闭
                }
            }

**4、最后说下套接字属性的设置问题，也就是SetSocketOption函数**

该函数有四个重载，分别设置不同属性，具体属性定义在MSDN上有

[http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.setsocketoption(v=VS.80).aspx][http_msdn.microsoft.com_zh-cn_library_system.net.sockets.socket.setsocketoption_v_VS.80_.aspx]

Socket.SetSocketOption (SocketOptionLevel, SocketOptionName, Boolean) 将指定的 Socket 选项设置为指定的 Boolean 值。  
　　　　Socket.SetSocketOption (SocketOptionLevel, SocketOptionName, Byte\[\]) 将指定的 Socket 选项设置为指定的值，表示为字节数组。  
　　　　Socket.SetSocketOption (SocketOptionLevel, SocketOptionName, Int32) 将指定的 Socket 选项设置为指定的整数值。  
　　　　Socket.SetSocketOption (SocketOptionLevel, SocketOptionName, Object) 将指定的 Socket 选项设置为指定值，表示为对象。

具体属性说明，具体属性对于的SocketOptionLevel可以查看上面地址，不同的函数对于的设置又不一样

[http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socketoptionname(v=vs.80).aspx  
][http_msdn.microsoft.com_zh-cn_library_system.net.sockets.socketoptionname_v_vs.80_.aspx]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th>&nbsp;</th> 
 <th align="left">成员名称</th> 
 <th align="left">说明</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>AcceptConnection</td> 
 <td>套接字正在侦听。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>AddMembership</td> 
 <td>添加一个 IP 组成员。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>AddSourceMembership</td> 
 <td>联接源组。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>BlockSource</td> 
 <td>阻止源中的数据。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>Broadcast</td> 
 <td>允许在套接字上发送广播消息。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>BsdUrgent</td> 
 <td>使用 RFC-1222 中定义的紧急数据。此选项只能设置一次，而且设置以后就不能关闭。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>ChecksumCoverage</td> 
 <td>设置或获取 UDP 校验和覆盖。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>Debug</td> 
 <td>记录调试信息。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>DontFragment</td> 
 <td>不对 IP 数据报进行分段。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>DontLinger</td> 
 <td>完全关闭套接字，不做逗留。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>DontRoute</td> 
 <td>不路由，将数据包直接发送到接口地址。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>DropMembership</td> 
 <td>放置一个 IP 组成员。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>DropSourceMembership</td> 
 <td>放置一个源组。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>Error</td> 
 <td>获取错误状态并清除。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>ExclusiveAddressUse</td> 
 <td>使套接字能够为独占访问进行绑定。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>Expedited</td> 
 <td>使用 RFC-1222 中定义的加急数据。此选项只能设置一次，而且设置以后就无法关闭。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>HeaderIncluded</td> 
 <td>指示应用程序为输出数据报提供 IP 头。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>&nbsp;</td> 
 <td>HopLimit</td> 
 <td>指定 Internet 协议版本 6 (IPv6) 数据包的最大路由器跃点数目。这类似于 Internet 协议版本 4 的生存时间 (TTL)。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>IPOptions</td> 
 <td>指定要插入到输出数据报中的 IP 选项。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>IpTimeToLive</td> 
 <td>设置 IP 头生存时间字段。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>KeepAlive</td> 
 <td>使用 keep-alive。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>Linger</td> 
 <td>如果存在未发送的数据，则在关闭时逗留。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>MaxConnections</td> 
 <td>不受支持；如果使用，将引发&nbsp;<a href="http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socketexception%28v=vs.80%29.aspx" rel="nofollow">SocketException</a>。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>MulticastInterface</td> 
 <td>为输出的多路广播数据包设置接口。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>MulticastLoopback</td> 
 <td>IP 多路广播环回。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>MulticastTimeToLive</td> 
 <td>IP 多路广播生存时间。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>NoChecksum</td> 
 <td>发送校验和设置为零的 UDP 数据报。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>NoDelay</td> 
 <td>为发送合并禁用 Nagle 算法。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>OutOfBandInline</td> 
 <td>接收正常数据流中的带外数据。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>PacketInformation</td> 
 <td>返回有关接收到的数据包的信息。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>ReceiveBuffer</td> 
 <td>指定为接收保留的每个套接字缓冲区空间的总量。这与最大消息大小或 TCP 窗口的大小无关。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>ReceiveLowWater</td> 
 <td>为&nbsp;<a href="http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.receive%28v=vs.80%29.aspx" rel="nofollow">Receive</a>&nbsp;操作指定低水印。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>ReceiveTimeout</td> 
 <td>接收超时。此选项只适用于同步方法，它对异步方法（如&nbsp;<a href="http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginsend%28v=vs.80%29.aspx" rel="nofollow">BeginSend</a>&nbsp;方法）无效。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>ReuseAddress</td> 
 <td>允许将套接字绑定到已在使用中的地址。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>SendBuffer</td> 
 <td>指定为发送保留的每个套接字缓冲区空间的总量。这与最大消息大小或 TCP 窗口的大小无关。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>SendLowWater</td> 
 <td>为&nbsp;<a href="http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.send%28v=vs.80%29.aspx" rel="nofollow">Send</a>&nbsp;操作指定低水印。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>SendTimeout</td> 
 <td>发送超时。此选项只适用于同步方法，它对异步方法（如&nbsp;BeginSend&nbsp;方法）无效。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>Type</td> 
 <td>获取套接字类型。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>TypeOfService</td> 
 <td>更改服务字段的 IP 头类型。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>UnblockSource</td> 
 <td>取消阻止先前被阻止的源。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>&nbsp;</td> 
 <td>UpdateAcceptContext</td> 
 <td>使用现有套接字的属性更新已接受套接字的属性。这等效于使用 Winsock2 SO_UPDATE_ACCEPT_CONTEXT 套接字选项，并且仅在面向连接的套接字上受支持。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>&nbsp;</td> 
 <td>UpdateConnectContext</td> 
 <td>使用现有套接字的属性更新已连接套接字的属性。这等效于使用 Winsock2 SO_UPDATE_CONNECT_CONTEXT 套接字选项，并且仅在面向连接的套接字上受支持。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td><img src="http://i.msdn.microsoft.com/areas/global/content/clear.gif" alt="由 .NET Compact Framework 支持"></td> 
 <td>UseLoopback</td> 
 <td>可能时避开硬件。&nbsp;</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

例如在使用Udp广播数据的时候，需要设置Broadcast属性为true

在函数 Socket.SetSocketOption (SocketOptionLevel, SocketOptionName, Boolean)中

Broadcast属性对应的 SocketOptionLevel 为 Socket

则调用为

sock.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.Broadcast, true);

[http_baike.baidu.com_view_1871353.htm]: http://baike.baidu.com/view/1871353.htm
[http_msdn.microsoft.com_zh-cn_library_system.net.sockets.socket.setsocketoption_v_VS.80_.aspx]: http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.setsocketoption%28v=VS.80%29.aspx
[http_msdn.microsoft.com_zh-cn_library_system.net.sockets.socketoptionname_v_vs.80_.aspx]: http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socketoptionname%28v=vs.80%29.aspx