Linux C/C++编程：Udp组播（多播）

小灰灰 2022-11-20 08:07 659阅读 0赞

# Udp多播简介 #

## 概叙 ##

*  单播用于两个主机之间单对单的通信
 *  广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信
 *  单播和广播是两个极端，要么对一个主机进行通信，要么对整个局域网的主机进行通信
 *  实际情况下，经常需要对一组特定的主机进行通信，而不是所有局域网上的主机，这时候就有了组播
 *  IP组播（也称多址广播或多播），是一种允许一台或多台主机发送数据包到多台主机的TCP/IP网路技术。
 *  多播是 IPv6 数据包的 3 种基本目的地址类型之一，多播是一点对多点的通信,　IPv6 没有采用 IPv4 中的组播术语，而是将广播看成是多播的一个特殊例子。

## 组播应用 ##

*  一对多点应用：一对多点应用是指一个发送者，多个接收者的应用形式，这是最常见的多播应用形式。典型的应用包括：媒体广播、媒体推送、信息缓存、事件通知和状态监视等。
 *  多对一应用：多点对点应用是指多个发送者，一个接收者的应用形式。通常是双向请求响应应用，任何一端（多点或点）都有可能发起请求。典型应用包括：资源查找、数据收集、网络竞拍、信息询问等。
 *  多对多应用：多点对多点应用是指多个发送者和多个接收者的应用形式。通常，每个接收者可以接收多个发送者发送的数据，同时，每个发送者可以把数据发送给多个接收者。典型应用包括：多点会议、资源同步、并行处理、协同处理、远程学习、讨论组、分布式交互模拟（DIS）、多人游戏等。

## 组播地址 ##

IP组播通信必须依赖于IP多播地址，在IPv4中它是一个D类IP地址，范围从`224.0.0.0`到`239.255.255.255`，并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址三类：

*  局部链接多播地址范围在 224.0.0.0~224.0.0.255，这是为路由协议和其它用途保留的地址，路由器并不转发属于此范围的IP包；
 *  预留多播地址为 224.0.1.0~238.255.255.255，可用于全球范围（如Internet）或网络协议；
 *  管理权限多播地址为 239.0.0.0~239.255.255.255，可供组织内部使用，类似于私有 IP 地址，不能用于 Internet，可限制多播范围。

## 组播地址与MAC地址的映射 ##

*  使用同一个 IP 多播地址接收多播数据包的所有主机构成了一个主机组，也称为多播组。一个多播组的成员是随时变动的，一台主机可以随时加入或离开多播组，多播组成员的数目和所在的地理位置也不受限制，一台主机也可以属于几个多播组。
 *  设备驱动程序就必须接收所有多播数据帧，然后对它们进行过滤，这个过滤过程是网络驱动或IP层自动完成。（设备驱动程序会对多播数据进行过滤，将其发到相应的位置）

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    
    // 接收组播地址为224.0.0.88  的信息
    int main(int argc,char *argv[]){
        
        int socked=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
        if(socked<0)
        {
        
            perror("socket failed!");
            return 2;
        }
    
        char group[16]="224.0.0.88";
       // char group_1[16]="224.0.0.66";
    
    
        struct sockaddr_in local_addr;
        memset(&local_addr,0,sizeof(local_addr));
        local_addr.sin_family = AF_INET;
        local_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
        local_addr.sin_port = htons(8888);
    
        int ret = bind(socked, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));
        if(ret<0)
        {
        
            perror("bind failed !");
            return 3;
        }
    
    
        struct ip_mreq mreq;
        mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(group);
        mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    
        /*
         *
         *  int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
                          const void *optval, socklen_t optlen);
         * param:
         *      optname
         *          * IP_MULTICAST_LOOP 支持多播数据回送
         *          * IP_ADD_MEMBERSHIP 加入多播组
         *          * IP_DROP_MEMBERSHIP 离开多播组
         *      optval
         *          * IP_MULTICAST_LOOP 选项对应传入 unsigned int 来确认是否支持多播数据回送
         *          * IP_ADD_MEMBERSHIP 传入 ip_mreq
         *          * IP_DROP_MEMBERSHIP 传入 ip_mreq
         *
         * */
        ret=setsockopt(socked,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));
        if(ret<0){
        
            perror("setsockopt failed !");
            return 3;
        }else
        {
        
            printf("setsockopt success\n");
        }
    
    
        char buf[1024];
        int length=0;
        struct sockaddr_in sender;
        socklen_t sender_len=sizeof(sender);
        while (true){
        
            memset(buf, 0, sizeof(buf));
            length=recvfrom(socked, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&sender,&sender_len);
            buf[length]='\0';
            printf("%s %d : %s\n",inet_ntoa(sender.sin_addr),ntohs(sender.sin_port),buf);
        }
        setsockopt(socked, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP,&mreq, sizeof(mreq));
        close(socked);
        return 0;
    }