組播

 概述

• 組播提供了在網絡中進行一對多的發送的機制，組播可以是在一個網段內，也可以是跨網段的，不過跨網段需要交換機、路由器等網絡設備支持組播。
• Hosts可以在任何時間加入或者離開組播組，對於組播組的成員沒有所處位置的限制，也沒有數量的限制，D類互聯網地址是用於組播的：224.0.0.0 - 239.255.255.255。
• 通過無連接Socket編程可以實現組播數據的發送和接收。組播數據只能通過一個網絡接口發送，即使設備上有多個網絡接口。
• 組播是一對多的傳輸機制，不能通過面向連接的Socket實現組播。
• 創建了SOCK_DGRAM類型的socket以後，通過調用setsockopt()函數來控制該socket的組播，函數原型：getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen)，對於IPPROTO_IP level，optval有如下選擇：

1. IP_ADD_MEMBERSHIP，加入指定的組播組。
2. IP_DROP_MEMBERSHIP，離開指定的組播組。
3. IP_MULTICAST_IF，指定發送組播數據的網絡接口。
4. IP_MULTICAST_TTL，給出發送組播數據時的TTL，默認是1。
5. IP_MULTICAST_LOOP，發送組播數據的主機是否作爲接收組播數據的組播成員。

• 下面的兩個例子給出了發送和接收組播數據的實現，接收和發送組播數據的步驟是有區別的。

組播server，發送組播數據的例子

實現組播數據包發送的步驟如下：

1. 創建AF_INET, SOCK_DGRAM的socket。
2. 用組播IP地址和端口初始化sockaddr_in類型數據。
3. IP_MULTICAST_LOOP，設置本機是否作爲組播組成員接收數據。
4. IP_MULTICAST_IF，設置發送組播數據的端口。
5. 發送組播數據。

有註釋代碼：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct in_addr localInterface;
struct sockaddr_in groupSock;
int sd;
char databuf[1024] = "Multicast test message lol!";
int datalen = sizeof(databuf);

int main (int argc, char *argv[ ])
{
     sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
     if(sd < 0) {
          perror("Opening datagram socket error");
          exit(1);
     } else
          printf("Opening the datagram socket...OK.\n");

     memset((char *) &groupSock, 0, sizeof(groupSock));
     groupSock.sin_family = AF_INET;
     groupSock.sin_addr.s_addr = inet_addr("226.1.1.1");
     groupSock.sin_port = htons(4321);

     localInterface.s_addr = inet_addr("203.106.93.94");
     if(setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, (char *)&localInterface, sizeof(localInterface)) < 0) {
        perror("Setting local interface error");
        exit(1);
     } else
        printf("Setting the local interface...OK\n");

     if(sendto(sd, databuf, datalen, 0, (struct sockaddr*)&groupSock, sizeof(groupSock)) < 0) {
        perror("Sending datagram message error");}
     else
        printf("Sending datagram message...OK\n");

     return 0;
}

組播client，接收組播數據的例子

1. 創建AF_INET, SOCK_DGRAM類型的socket。
2. 設定 SO_REUSEADDR，允許多個應用綁定同一個本地端口接收數據包。
3. 用bind綁定本地端口，IP爲INADDR_ANY，從而能接收組播數據包。
4. 採用 IP_ADD_MEMBERSHIP加入組播組，需針對每個端口採用 IP_ADD_MEMBERSHIP。
5. 接收組播數據包。

有註釋的代碼：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct sockaddr_in localSock;
struct ip_mreq group;
int sd;
int datalen;
char databuf[1500];

int main(int argc, char *argv[])
{
    sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sd < 0){
        perror("Opening datagram socket error");
        exit(1);
    } else
        printf("Opening datagram socket....OK.\n");
  
    {
        int reuse = 1;
        if(setsockopt(sd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&reuse, sizeof(reuse)) < 0){
            perror("Setting SO_REUSEADDR error");
            close(sd);
            exit(1);
        } else
            printf("Setting SO_REUSEADDR...OK.\n");
    }

    memset((char *) &localSock, 0, sizeof(localSock));
    localSock.sin_family = AF_INET;
    localSock.sin_port = htons(49500);
    localSock.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    if(bind(sd, (struct sockaddr*)&localSock, sizeof(localSock))){
        perror("Binding datagram socket error");
        close(sd);
        exit(1);
    } else
        printf("Binding datagram socket...OK.\n");
  
    group.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("227.0.0.25");
    group.imr_interface.s_addr = inet_addr("150.158.231.2");
    if(setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&group, sizeof(group)) < 0){
        perror("Adding multicast group error");
        close(sd);
        exit(1);
    } else
        printf("Adding multicast group...OK.\n");
  
    datalen = sizeof(databuf);
    if(read(sd, databuf, datalen) < 0){
        perror("Reading datagram message error");
        close(sd);
        exit(1);
    } else {
        printf("Reading datagram message...OK.\n");
        printf("The message from multicast server is: %d\n", datalen);
    }

    return 0;
}

注意：接收組播的網絡端口需要設定一個IP地址，我調試的計算機有兩個端口，我在第二個端口上接收組播，開始沒有設定這個端口的IP地址，只是給出了組播路由到第二個端口，結果死活收不到數據，後來設了一個IP地址就ok了。d