1. 程式人生 > >Linux學習之網路程式設計(組播程式設計)

Linux學習之網路程式設計(組播程式設計)

言之者無罪,聞之者足以戒。 - “詩序”

1、組播IP地址
     224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
     
     組播乙太網地址(MAC地址)
     開頭高三個位元組總是 01:00:5e

2、組播分為兩部分:
     1)、組播資料流 ,目的MAC地址為01:00:5e:xx:xx:xx   
                    224.25.25.25 的mac地址為01:00:5e:19:19:19

     2)、組播控制流(IGMP v1,v2,v3)
                 分三種報文:report(join),leave,query

3、組播和廣播的區別

廣播:使用者程序傳送一組資料,經過資料鏈路之後通過網路傳送給當前線上的所有主機。

組播:使用者程序傳送一組資料,經過資料鏈路之後通過網路傳送在組播IP範圍內的所有主機。
 
4、組播程式設計
     server/client

     client:1、IP_MULTICAST_LOOP(設定組播迴圈)
                 2、IP_ADD_MEMBERSHIP(新增進組播)
                 3、IP_DROP_MEMBERSHIP(從組播中移除)

下面看一下伺服器server的程式:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>

#define MAX_LISTEN_QUE 5
#define SERV_PORT 8888
#define MAX_BUFFER_SIZE 100
#define FD_MAXSIZE 1024
#define MAX_EVENTS 10
#define RT_ERR (-1)
#define RT_OK 0
#define MCAST_PORT 8888
#define MCAST_ADDR "224.25.25.25"
#define MCAST_DATA "Hello.Multicast!"           
#define MCAST_INTERVAL 3                        
#define BUFF_SIZE 256     

int main(int argc, char*argv)
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in mcast_addr;   
	char buf[100] = MCAST_DATA;
	int on = 1;
	int ret;
	//建立套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);        
    if (sockfd == -1)
    {
        perror("socket()");
        return -1;
    }
   //設定地址重用
	if((ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on))) < 0){
	    perror("Error, set socket reuse addr failed");  
	    return -1;
	}
    //結構體mcast_addr的初始化
    memset(&mcast_addr, 0, sizeof(mcast_addr));
    mcast_addr.sin_family = AF_INET; //IPv4             
    mcast_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(MCAST_ADDR);//繫結地址
    mcast_addr.sin_port = htons(MCAST_PORT); //埠號     
   
                                                  
    while(1) {
        //將buf中的資料傳送到mcast_addr組播中
        int n = sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0,
					(struct sockaddr*)&mcast_addr,sizeof(mcast_addr));
        if( n < 0){
            perror("sendto:");
            return -1;
        }      
       //睡眠
        sleep(MCAST_INTERVAL); 
    }
   
    return 0;
}

接下來看一下客戶端client的程式:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>

#define MAX_LISTEN_QUE 5
#define SERV_PORT 8888
#define MAX_BUFFER_SIZE 100
#define FD_MAXSIZE 1024
#define MAX_EVENTS 10
#define RT_ERR (-1)
#define RT_OK 0
#define MCAST_PORT 8888
#define MCAST_ADDR "224.25.25.25"
#define MCAST_DATA "Hello.Multicast!"           
#define MCAST_INTERVAL 3                        
#define BUFF_SIZE 256     

int main(int argc, char*argv[])
{  
    int sockfd;                                     
    struct sockaddr_in local_addr;          
    int err = -1;
	int ret;
	int on = 1;
    int times = 0;
    int addr_len = 0;
    char buff[BUFF_SIZE];
    int n = 0;
    int loop = 1;
   //建立套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);   
    if (sockfd == -1)
    {
        perror("socket()");
        return -1;
    }  
    //設定地址重用
	if((ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on))) < 0){
	    perror("Error, set socket reuse addr failed");  
	    return -1;
	}
 	//結構體local_addr的初始化                                      
    memset(&local_addr, 0, sizeof(local_addr));
    local_addr.sin_family = AF_INET;//IPv4
    local_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任何一個客戶端都可以連線
    local_addr.sin_port = htons(MCAST_PORT);//設定埠號
   
    //繫結local_addr到通訊套接字中                                       
    err = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr)) ;
    if(err < 0)
    {
        perror("bind()");
        return -1;
    }
   
    //設定IP地址為迴圈                                    
    err = setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP, &loop, sizeof(loop));
    if(err < 0){
        perror("setsockopt():IP_MULTICAST_LOOP");
        return -1;
    }
    //建立IP結構體
    struct ip_mreq mreq;                                  
    mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(MCAST_ADDR); //設定要加入的組播的地址
    mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //本地介面的IP地址(設定為所有可連線)
    //新增一個sockfd加入組播到中                                              
    err = setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));
    if (err < 0){
        perror("setsockopt():IP_ADD_MEMBERSHIP");
        return -1;
    }
   
                                 
    for(times = 0;times<5;times++){
        //獲取結構體長度
        addr_len = sizeof(local_addr);
        //將陣列清空
        memset(buff, 0, BUFF_SIZE);               
        //讀取套接字中的資料,儲存到buff中                                     
        n = recvfrom(sockfd, buff, BUFF_SIZE, 0,(struct sockaddr*)&local_addr,&addr_len);
        if(n == -1){
            perror("recvfrom()");
			break;
        }
                                                   
        printf("Recv %dst message from server:%s\n", times, buff);
        sleep(MCAST_INTERVAL);
    }
   
    //五次之後將sockfd從組播中移除                                          
    err = setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP,&mreq, sizeof(mreq));
       
    close(sockfd);
    return 0;
}

應用程式通過命令字IP_ADD_MEMBERSHIP把一個socket加入到一個多播組,IP_ADD_MEMBERSHIP是一個IP層的命令字,其呼叫使用的引數是結構體struct ip_mreq,其定義如下:
struct ip_mreq
{
struct in_addr imr_multiaddr;
struct in_addr imr_interface;
};
該結構體的兩個成員分別用於指定所加入的多播組的組IP地址,和所要加入組的那個本地介面的IP地址。該命令字沒有源過濾的功能,它相當於實現IGMPv1的多播加入服務介面。

ip_setsockopt實現了該命令字,它通過呼叫ip_mc_join_group把socket加入到多播組。

IP_DROP_MEMBERSHIP把一個socket從一個多播組中移除。