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c++ 网络编程（六）LINUX下 socket编程 多播与广播 实现一次发送所有组客户端都能接收到
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原文作者：aircraft 原文链接：https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/9614288.html
本网络编程入门系列博客是连载学习的，有兴趣的可以看我博客其他篇。。。。c++ 网络编程课设入门超详细教程 ---目录
一.多播 锲子：有这么一种情况，网络电台可能需要同时向成千上万的用户传输相同的数据，如果用我们以前讲过的传输形式，每个用户都传输一次，这样肯定是不合理的。因此，就引入了多播技术来解决这个问题，它可以同时向大量用户发送相同数据。其基本原理是这样的：有个多播组，只要加入这个组里的所有客服端，服务端发送的数据它们都能收到，具体传输到多播组里的每个客户是由路由完成的(如果路由器不支持多播或网络堵塞，实现多播也会使用隧道技术)
多播的数据传输特点如下： 1，多播服务器端针对特定多播组，只需发送1次数据，该组内的所有所有客服端都能接收数据。 2，多播组数可在IP地址范围内任意增加。 设置生存时间和加入多播组的方法 1，设置生存时间：只指服务端发送的数据包最远能传递的距离，用整数表示，并且每经过1个路由器就减1，当为0时，该数据包无法再被传递，只能销毁。因此，这个值设置过大将影响网络流量。当然，设置过小也会无法传递到目标（通过套接字可选项设置，示例代码中有使用方法）。 2，加入多播组：也是通过套接字可选项设置，示例代码中有使用方法，这里只介绍多播组的结构体ip_mreq。
struct ip_mreq { struct in_addr imr_multiaddr; //多播组的IP地址 struct in_addr imr_interface; //加入的客服端主机IP地址
} #include #include #include #include #include #include #define TTL 64 //数据包生存时间，即最多可以传递经过第64个路由时销毁 #define BUF_SIZE 30 void error_handling(char *message); int main(int argc, const char * argv[]) { int send_sock; struct sockaddr_in mul_adr; int time_live = TTL; FILE *fp; char buf[BUF_SIZE]; if (argc != 3) { printf("Usage : %s \n", argv[0]); exit(1); } //基于UDP的多播 send_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0); memset(&mul_adr, 0, sizeof(mul_adr)); mul_adr.sin_family = AF_INET; mul_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); mul_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //设置生存时间(除了这里其它基本和UDP编写一样) setsockopt(send_sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, (void *)&time_live, sizeof(time_live)); if((fp = fopen("/Users/app05/Desktop/test.txt", "r")) == NULL) error_handling("fopen() error"); while (!feof(fp)) //如果文件结束，则返回非0值，否则返回0 { fgets(buf, BUF_SIZE, fp); sendto(send_sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&mul_adr, sizeof(mul_adr)); sleep(1); //只是为了加个传输数据时间间隔，没有特殊意义 } fclose(fp); close(send_sock); return 0; } void error_handling(char *message) { fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); }
接收者（receiver）: #include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 30 void error_handling(char *message); int main(int argc, const char * argv[]) { int recv_sock; int str_len; char buf[BUF_SIZE]; struct sockaddr_in adr; struct ip_mreq join_adr; //多播组结构体 if(argc != 3) { printf("Usage : %s \n", argv[0]); exit(1); } recv_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0); memset(&adr, 0, sizeof(adr)); adr.sin_family = AF_INET; adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); adr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); if(bind(recv_sock, (struct sockaddr *)&adr, sizeof(adr)) == -1) error_handling("bind() error"); //加入多播组 join_adr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(argv[1]); join_adr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); setsockopt(recv_sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (void *)&join_adr, sizeof(join_adr)); while (1) { str_len = recvfrom(recv_sock, buf, BUF_SIZE - 1, 0, NULL, 0);//只需要多播组IP地址，不关心自己主机地址 if(str_len < 0) break; buf[str_len] = 0; fputs(buf, stdout); } close(recv_sock); return 0; } void error_handling(char *message) { fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); }
二.广播 广播在功能上和多播是一样的，都是同时可以向大量客户传递数据。但他们在网络范围上有区别，多播可以跨越不同的网络，只要加入了多播组就能接收数据。但广播只能向同一网络中的主机传输数据。 广播分为：直接广播与本地广播，直接广播sender的IP地址只需指定网络地址，主机地址全部填255。这样处在这个网络地址里的所有主机就可以接收数据了。而本地广播sender的IP地址写255.255.255.255，这样本地网络所有主机就可以接收数据了。 //将SO_BROADCAST可选项设置为1就表示开启了套接字广播功能，默认是关闭的。 int bcast = 1; setsockopt(send_sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (void *) &bcast, sizeof(bcast));
下面就多播的代码示例稍作修改，本地广播的示例如下： #include #include #include #include #include #include #define TTL 64 //数据包生存时间，即最多可以传递经过第64个路由时销毁 #define BUF_SIZE 30 void error_handling(char *message); int main(int argc, const char * argv[]) { int send_sock; struct sockaddr_in mul_adr; int time_live = TTL; FILE *fp; char buf[BUF_SIZE]; if (argc != 3) { printf("Usage : %s \n", argv[0]); exit(1); } //基于UDP的多播 send_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0); memset(&mul_adr, 0, sizeof(mul_adr)); mul_adr.sin_family = AF_INET; mul_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); mul_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //设置生存时间(除了这里其它基本和UDP编写一样) //setsockopt(send_sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, (void *)&time_live, sizeof(time_live)); /*add:广播修改处*/ //默认套接字是关闭广播的，开启如下： int so_brd = 1; //设置为1就可以开启广播 setsockopt(send_sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (void *)&so_brd, sizeof(so_brd)); if((fp = fopen("/Users/app05/Desktop/test.txt", "r")) == NULL) error_handling("fopen() error"); while (!feof(fp)) //如果文件结束，则返回非0值，否则返回0 { fgets(buf, BUF_SIZE, fp); sendto(send_sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&mul_adr, sizeof(mul_adr)); sleep(1); //只是为了加个传输数据时间间隔，没有特殊意义 } fclose(fp); close(send_sock); return 0; } void error_handling(char *message) { fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); }
另一个修改： #include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 30 void error_handling(char *message); int main(int argc, const char * argv[]) { int recv_sock; int str_len; char buf[BUF_SIZE]; struct sockaddr_in adr; //struct ip_mreq join_adr; //多播组结构体 if(argc != 2) { printf("Usage : %s \n", argv[0]); exit(1); } recv_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0); memset(&adr, 0, sizeof(adr)); adr.sin_family = AF_INET; adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); adr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); if(bind(recv_sock, (struct sockaddr *)&adr, sizeof(adr)) == -1) error_handling("bind() error"); //加入多播组 //join_adr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(argv[1]); //join_adr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //setsockopt(recv_sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (void *)&join_adr, sizeof(join_adr)); while (1) { str_len = recvfrom(recv_sock, buf, BUF_SIZE - 1, 0, NULL, 0);//只需要多播组IP地址，不关心自己主机地址 if(str_len < 0) break; buf[str_len] = 0; fputs(buf, stdout); } close(recv_sock); return 0; } void error_handling(char *message) { fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); }
三.多播与广播的区别 多播：“多播”也可以称为“组播”，在网络技术的应用并不是很多，网上视频会议、网上视频点播特别适合采用多播方式。因为如果采用单播方式，逐个节点传输，有多少个目标节点，就会有多少次传送过程，这种方式显然效率极低，是不可取的；如果采用不区分目标、全部发送的广播方式，虽然一次可以传送完数据，但是显然达不到区分特定数据接收对象的目的。采用多播方式，既可以实现一次传送所有目标节点的数据，也可以达到只对特定对象传送数据的目的。 IP网络的多播一般通过多播IP地址来实现。多播IP地址就是D类IP地址，即224.0.0.0至239.255.255.255之间的IP地址。Windows 2000中的DHCP管理器支持多播IP地址的自动分配。 广播：“广播”在网络中的应用较多，如客户机通过DHCP自动获得IP地址的过程就是通过广播来实现的。但是同单播和多播相比，广播几乎占用了子网内网络的所有带宽。拿开会打一个比方吧，在会场上只能有一个人发言，想象一下如果所有的人同时都用麦克风发言，那会场上就会乱成一锅粥。集线器由于其工作原理决定了不可能过滤广播风暴，一般的交换机也没有这一功能，不过现在有的网络交换机（如全向的QS系列交换机）也有过滤广播风暴功能了，路由器本身就有隔离广播风暴的作用。 广播风暴不能完全杜绝，但是只能在同一子网内传播，就好像喇叭的声音只能在同一会场内传播一样，因此在由几百台甚至上千台电脑构成的大中型局域网中，一般进行子网划分，就像将一个大厅用墙壁隔离成许多小厅一样，以达到隔离广播风暴的目的。 在IP网络中，广播地址用IP地址“255.255.255.255”来表示，这个IP地址代表同一子网内所有的IP地址。 最后说一句啦。本网络编程入门系列博客是连载学习的，有兴趣的可以看我博客其他篇。。。。c++ 网络编程课设入门超详细教程 ---目录
好了今天对网络编程的学习就到这里结束了，小飞机我要撤了去吃饭了。，，，很多人大学都很迷茫不知道学点什么好，，，，，管他的，想那么多干嘛，先学了再说，对技术如有偏见，那么你的领域就局限于此了---《一专多精》
参考博客：https://blog.csdn.net/u010223072/article/details/48269213 参考书籍：《TCP/IP 网络编程 --尹圣雨》 若有兴趣交流分享技术，可关注本人公众号，里面会不定期的分享各种编程教程，和共享源码，诸如研究分享关于c/c++,python,前端，后端，opencv,halcon,opengl,机器学习深度学习之类有关于基础编程，图像处理和机器视觉开发的知识
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