【Linux网络编程】广播

00. 目录

01. 广播概述

在生活中广播无处不在，像平时在大街上卖物品的商人，在进行推广产品的时候往往都是使用一个喇叭来进行吆喝：“十块钱买不了吃亏，十块钱买不了上当，走过路过千万不要错过”，这就是广播。

那么在网络中的广播又是什么样子的呢？

网络上的广播指：由一台主机向该主机所在子网内（同一个局域网）的所有主机发送数据的方式。如下图的 1 号主机广播给 2、3、4、5 号主机发送数据：

实现广播，离不开广播地址，同一个子网（局域网）的所有主机网卡都会接收所在网段广播地址的数据包。广播地址应用于局域网内的所有主机。

广播地址(Broadcast Address)是专门用于同时向网络中（通常指同一子网）所有工作站进行发送的一个地址。

02. 广播地址分类

1) 受限广播

路由器从来不会转发受限广播的数据包，但同一个子网的所有主机都会接收到受限广播的数据包。

IP 地址的网络字段和主机字段全为 1 就是受限广播地址255.255.255.255。

2) 直接广播（也叫定向广播）

直接广播可以被路由转发，发送到目标网络的所有主机，如：ip地址为 192.168.2.1的主机也可以发送广播到 192.168.1.0 这个网络。当然不是所有的路由器，通常路由器是默认阻止直接广播的（可以设置不阻止）。

IP 地址的网络字段定义这个网络，主机字段通常全为 1，如192.168.10.0/24 的直接广播（定向广播）地址为：192.168.10.255。

03. 广播的特点

对于一个带网卡设备的主机，它能接收到哪些网络数据包呢？

1）网卡会接收目的 ip 和它的 ip 地址相同的数据包（至于能不能到应用层我们暂时不管，至于MAC地址如何确定我们暂时也不管），这个就是单播传输数据。

2）网卡会接收到目的 ip 为广播地址数据包，这个广播地址的 MAC 地址为：ff:ff:ff:ff:ff:ff 。

3）如果这个主机加入了多播组，它也会接收该多播组地址的数据包。

UDP 广播特点如下：

• 处于同一子网的所有主机都必须处理数据。
• UDP 数据包会沿协议栈向上一直到 UDP 层，因为到 UDP 层，端口不匹配的话，数据才会丢弃，如下图，所以，运行音视频等较高速率工作的应用，会带来较大的负担。
  

04. setsockopt函数

默认的情况下，不允许发送广播数据包，需要修改套接口选项：

int setsockopt( int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);
功能:
	设置套接字选项
        
参数:
	sockfd	套接字
    level	SOL_SOCKET
    optname 
        SO_BROADCAST 允许发送广播数据包
        SO_RCVBUF	 接收缓冲区大小
        SO_SNDBUF	 发送缓冲区大小
    optval 一般是int类型
    optlen optval所指向类型的字节大小
        
返回值:
	成功执行返回0，否则返回-1

注意：optval的值应该这样填，定义一个赋值为 1 的整型变量，int opt=1, 然后把这个变量的地址放这个位置，如：&opt

应用示例

//设置该套接字为广播类型
int opt=1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &opt, sizeof(opt));

05. 程序示例

源代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	unsigned short port = 8000;				// 端口
	char *server_ip = "255.255.255.255";	// 受限广播地址
 
	int sockfd;
	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);    	//创建UDP套接字
	if(sockfd < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(-1);
	}
	
	struct sockaddr_in dest_addr;
	bzero(&dest_addr, sizeof(dest_addr));
	dest_addr.sin_family = AF_INET;
	dest_addr.sin_port   = htons(port);
	inet_pton(AF_INET, server_ip, &dest_addr.sin_addr);
 
	printf("send data to UDP server %s:%d!\n", server_ip, port);
	
	//设置该套接字为广播类型，这个很重要
	int opt=1;
	setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &opt, sizeof(opt));
	
	char send_buf[512] = "this is a broadcast data";
	sendto(sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));//发送数据
 
	close(sockfd);
	
	return 0;
}

执行结果

温馨提示

如果客户端收不到数据 可能是Linux的防火墙没有关闭导致，这时关闭防火墙即可。

06. 附录

【Linux】一步一步学Linux网络编程教程汇总: https://dengjin.blog.csdn.net/article/details/103026352