Linux网络编程广播/组播创建和设置

       

获取/设置套接字属性

• 1、getsockopt（）获取套接字属性

• 2、setsockopt（）设置套接字属性

• 

• 参数

  • sockfd：套接字文件描述符
  • level：设置属性层
    • SOL_SOCKET:通用套接字层
    • IPPROTO_IP：IP层
    • IPPRO_TCP:TCP层
  • optname：指定操作，一般用宏表示
  • optval：设置属性对应的值
  • optlen：设置属性对应长度

• 返回值

  • 成功返回 0，失败返回-1                       

level网络属性设置

                                              * SOL_SOCKET

    | optname                                                                    | optval类型     |

    | ------------------------------------------ | -------------- |

    | **SO_BROADCAST**　　允许发送广播数据          | int            |

    | SO_DEBUG　　　　  允许调试                               | int            |

    | SO_DONTROUTE　　不查找路由                           | int            |

    | SO_ERROR　　　　　获得套接字错误                   | int            |

    | SO_KEEPALIVE             保持连接                            | int            |

    | SO_LINGER　　　　　延迟关闭连接                      | struct linger  |

    | SO_OOBINLINE　　　带外数据放入正常数据流     | int            |

    | SO_RCVBUF　　　　  接收缓冲区大小                   | int            |

    | SO_SNDBUF　　　　 发送缓冲区大小                    | int            |

    | SO_RCVLOWAT　　　 接收缓冲区下限                   | int            |

    | SO_SNDLOWAT　　　发送缓冲区下限                    | int            |

    | SO_RCVTIMEO　　　  接收超时                              | struct timeval |

    | SO_SNDTIMEO　　　 发送超时                               | struct timeval |

    | **SO_REUSEADDR**　　允许重用本地地址和端口 | int            |

    | SO_TYPE　　　　　　 获得套接字类型                   | int            |

    | SO_BSDCOMPAT　　  与BSD系统兼容                    | int            |

                                          * IPPROTO_IP

    | optname                                                                            | optval类型     |

    | --------------------------------------------------                                 | -------------- |

    | IP_ADD_MEMBERSHIP   将指定IP加入到组播组中         | struct ip_mreq |

    | IP_MULTICAST_IF             允许开启组播报文的接口         | struct ip_mreq |

                                          * IPPRO_TCP

    | optname                                                 | optval类型 |

    | -------------------------------         | ---------- |

    | TCP_MAXSEG　TCP最大数据段的大小   | int        |

    | TCP_NODELAY  不使用Nagle算法            | int        |

网络地址

• A类地址

  • 第一字节为网络地址，其他3个字节为主机地址。第一字节的最高位固定为0
    1.0.0.1—126.255.255.255

• B类地址

  • 第一字节和第二字节是网络地址，其他2个字节是主机地址。第一字节的前三位固定为10
    128.0.0.1—191.255.255.255​

• C类地址

  • 前三个字节是网络地址，最后一个字节是主机地址。第一字节的前三位固定为110
    192.0.0.1—223.255.255.255

• D类地址（组播地址）

  • 不分网络地址和主机地址，第一个字节的前四位固定为1110
    224.0.0.1—239.255.255.255

广播

• 同时发给局域网中的所有主机
• IP：192.168.7.215 子网掩码：255.255.255.0 则网络号为：192.168.7（ip和掩码相与） 广播地址为：192.168.7.255
• 只有用户数据报（使用UDP协议）套接字才能广播
• 255.255.255.255在所有网段中都代表广播地址

1、发送方——客户端

• 创建用户数据报套接字
  int sockfd = socket（AF_INET, SOCK_DGRAM, 0）
  ​

• 缺省创建的套接字不允许广播数据包，需要设置属性
  setsockopt可以设置套接字属性
  int opt = 1；
  setsockopt（sockfd， SOL_SOCKET，SO_BROADCAST，&opt，sizeof（opt））；

• 接收方地址指定为广播地址，指定端口信息
  struct sockaddr_in saddr;
  saddr.sin_port = htons(8989);
  saddr.sin_family = AF_INET;
  saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.7.255");
  ​

• 发送数据包
  char sendbuf[32] = {0};
  while(1)
  {
  read(0, sendbuf, sizeof(sendbuf));
  sendto(sockfd, sendbuf, sizeof(sendbuf), (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr));
  memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
  ​}

• #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  
  int main(int argc, char *argv[])
  { 
      //创建用户数据报套接字
      int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
  
      //缺省创建的套接字不允许广播数据包，需要设置属性
      //setsockopt可以设置套接字属性
      int opt = 1;
      setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,&opt,sizeof(opt));
      //接收方地址指定为广播地址 指定端口信息
      struct sockaddr_in saddr;
      saddr.sin_family = AF_INET;
      saddr.sin_port   = htons(8848);
      saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.7.255");
      //循环发送数据包
      char sendBuf[32] = {0};
      while(1)
      {
          read(0,sendBuf,sizeof(sendBuf));
          sendto(sockfd,sendBuf,sizeof(sendBuf),0,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
      }
  
      return 0;
  } 
  

2、接收方——服务器

• 创建用户数据报套接字
  int sockfd = socket（AF_INET, SOCK_DGRAM, 0）
  ​

• 绑定ip地址和端口
  struct sockaddr_in saddr;
  ​saddr.sin_port = htons(8989);
  ​saddr.sin_family = AF_INET;
  ​saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.7.255");
  bind（sockfd， （struct sockaddr*）&saddr，sizeof（saddr））；

• 等待接收数据
  char recvbuf[32] = {0};
  ​while(1)
  ​{
  ​recvfrom(sockfd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0，NULL，NULL);
  memset（recvbuf, 0 , sizeof(recvbuf)）;
  ​}

• 发送数据包
  char sendbuf[32] = {0};
  while(1)
  {
  read(0, sendbuf, sizeof(sendbuf));
  sendto(sockfd, sendbuf, sizeof(sendbuf), (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr));

• #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  
  int main(int argc, char *argv[])
  { 
      //创建用户数据报套接字
      int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
      //绑定IP地址(广播IP或0.0.0.0)和端口
      struct sockaddr_in saddr;
      saddr.sin_family = AF_INET;
      saddr.sin_port   = htons(8848);
      saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.7.255");
      //绑定的端口必须和发送方指定的端口相同
      bind(sockfd,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
      //等待接收数据
      char recvBuf[32] = {0};
      while(1)
      {
          recvfrom(sockfd,recvBuf,sizeof(recvBuf),0,NULL,NULL);
          printf("recvBuf:%s\n",recvBuf);
          memset(recvBuf,0,sizeof(recvBuf));
      }
  
      return 0;
  } 
  

组播

        广播方式发给所有主机，过多的广播会占用大量的网络带宽，造成广播风暴，影响正常通信。

        组播又称为多播，是一种折中的方式，只有加入某个多播组的主机才能接收到数据。

        多播方式既可以发给多个主机，又能避免像广播那样带来过多的负载（每台主机要到传输层才能判断广播包是否要处理）。

发送方

• 创建用户数据报套接字
  int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

• 接收方地址指定为组播地址

• 指定端口信息
  struct sockaddr_in saddr;
  saddr.sin_family = AF_INET;
  saddr.sin_port = htons(8848);
  saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.10.10.10");

• 发送数据包
  char sendBuf[32] = {0};
  while(1)
  {
  read(0,sendBuf,sizeof(sendBuf));
  sendto(sockfd,sendBuf,sizeof(sendBuf),0,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
  }

• #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  
  int main(int argc, char *argv[])
  { 
      //创建用户数据报套接字
      int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
      //接收方地址指定为组播地址 指定端口信息 224.10.10.10
      struct sockaddr_in saddr;
      saddr.sin_family = AF_INET;
      saddr.sin_port   = htons(8848);
      saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.10.10.10");
      //发送数据包
      char sendBuf[32] = {0};
      while(1)
      {
          read(0,sendBuf,sizeof(sendBuf));
          sendto(sockfd,sendBuf,sizeof(sendBuf),0,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
      }
  
      return 0;
  } 

接收方

• 创建用户数据报套接字
  int sockfd = socket（AF_INET, SOCK_DGRAM,0）；

• 加入多播组
  /*
  struct ip_mreq {
  struct in_addr imr_multiaddr; /* IP multicast address of group */
  struct in_addr imr_interface; /* local IP address of interface */
  };
  */
  struct ip_mreq mreq;
  mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.10.10.10");
  mreq.imr_interface.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
  setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));

• 绑定IP地址（加入组的IP或0.0.0.0）和端口（绑定的端口必须和发送方指定的端口相同）
  struct sockaddr_in saddr;
  saddr.sin_family = AF_INET;
  saddr.sin_port = htons(8848);
  saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
  bind(sockfd,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));

• 接收数据
  char recvBuf[32] = {0};
  while(1)
  {
  recvfrom(sockfd,recvBuf,sizeof(recvBuf),0,NULL,NULL);
  printf("recvBuf:%s\n",recvBuf);
  memset(recvBuf,0,sizeof(recvBuf));
  }

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    //创建用户数据报套接字
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    //加入多播组
    struct ip_mreq mreq;
    mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.10.10.10");
    mreq.imr_interface.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));
    //绑定IP地址(加入组的组IP或0.0.0.0)和端口 绑定的端口必须和发送方指定的端口相同
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port   = htons(8848);
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    bind(sockfd,(struct sockaddr *)&saddr,sizeof(saddr));
    //等待接收数据
    char recvBuf[32] = {0};
    while(1)
    {
        recvfrom(sockfd,recvBuf,sizeof(recvBuf),0,NULL,NULL);
        printf("recvBuf:%s\n",recvBuf);
        memset(recvBuf,0,sizeof(recvBuf));
    }

    return 0;
}