下面就開始我們的多播編程了：
一、多播的概念
多播，也稱為“組播”，將網絡中同一業務類型主機進行了邏輯上的分組，進行數據收發的時候其數據僅僅在同一分組中進行，其他的主機沒有加入此分組不能收發對應的 數據。
在 廣域網上廣播的時候，其中的交換機和路由器只向需要獲取數據的主機復制並轉發數據。主機可以向路由器請求加入或退出某個組，網絡中的路由器和交換機有選擇 地復制並傳輸數據，將數據僅僅傳輸給組內的主機。多播的這種功能，可以一次將數據發送到多個主機，又能保證不影響其他不需要（未加入組）的主機的其他通 信。
相對於傳統的一對一的單播，多播具有如下的優點：
具有同種業務的主機加入同一數據流，共享同一通道，節省了帶寬和服務器的優點，具有廣播的優點而又沒有廣播所需要的帶寬。
服務器的總帶寬不受客戶端帶寬的限制。由於組播協議由接收者的需求來確定是否進行數據流的轉發，所以服務器端的帶寬是常量，與客戶端的數量無關。
與單播一樣，多播是允許在廣域網即Internet上進行傳輸的，而廣播僅僅在同一局域網上才能進行。
組播的缺點：
多播與單播相比沒有糾錯機制，當發生錯誤的時候難以彌補，但是可以在應用層來實現此種功能。
多播的網絡支持存在缺陷，需要路由器及網絡協議棧的支持。
多播的應用主要有網上視頻、網上會議等。
二、 廣域網的多播
多播的地址是特定的，D類地址用於多播。D類IP地址就是多播IP地址，即224.0.0.0至239.255.255.255之間的IP地址，並被劃分為局部連接多播地址、預留多播地址和管理權限多播地址3類：
局部多播地址：在224.0.0.0～224.0.0.255之間，這是為路由協議和其他用途保留的地址，路由器並不轉發屬於此范圍的IP包。
預留多播地址：在224.0.1.0～238.255.255.255之間，可用於全球范圍（如Internet）或網絡協議。
管理權限多播地址：在239.0.0.0～239.255.255.255之間，可供組織內部使用，類似於私有IP地址，不能用於Internet，可限制多播范圍。
三、Linux下多播編程
Linux下多播編程的基本步驟：
多播程序框架主要包含套接字初始化、設置多播超時時間、加入多播組、發送數據、接收數據以及從多播組中離開幾個方面。其步驟如下：
（1）建立一個socket。
（2）然後設置多播的參數，例如超時時間TTL、本地回環許可LOOP等。
（3）加入多播組。
（4）發送和接收數據。
（5）從多播組離開。
多播程序設計使用setsockopt()函數和getsockopt()函數來實現，組播的選項是IP層的。
1．選項IP_MULTICASE_TTL
選項IP_MULTICAST_TTL允許設置超時TTL，范圍為0～255之間的任何值，例如：
unsigned char ttl=255;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_TTL,&ttl,sizeof(ttl));
2．選項IP_MULTICAST_IF
選項IP_MULTICAST_IF用於設置組播的默認默認網絡接口，會從給定的網絡接口發送，另一個網絡接口會忽略此數據。例如：
struct in_addr addr;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_IF,&addr,sizeof(addr));
參數addr是希望多播輸出接口的IP地址，使用INADDR_ANY地址回送到默認接口。
默認情況下，當本機發送組播數據到某個網絡接口時，在IP層，數據會回送到本地的回環接口，選項IP_MULTICAST_LOOP用於控制數據是否回送到本地的回環接口。例如：
unsigned char loop;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_LOOP,&loop,sizeof(loop));參數loop設置為0禁止回送，設置為1允許回送。
3．選項IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP
加入或者退出一個多播組，通過選項IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBER- SHIP，對一個結構struct ip_mreq類型的變量進行控制，struct ip_mreq原型如下：
struct ip_mreq
{
struct in_addr imn_multiaddr; /*加入或者退出的廣播組IP地址*/
struct in_addr imr_interface; /*加入或者退出的網絡接口IP地址*/
};
選項IP_ADD_MEMBERSHIP用於加入某個多播組，之後就可以向這個多播組發送數據或者從多播組接收數據。此選項的值為mreq結構，成員imn_multiaddr是需要加入的多播組IP地址，成員imr_interface是本機需要加入廣播組的網絡接口IP地址。例如：
struct ip_mreq mreq;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));
緊接著上篇博文《Linux下多播編程<一>》，我們這篇文章就一個真實的程序來說明多播編程問題。
一個多播例子的客戶端
多播組的IP地址為224.0.0.88，端口為8888，當客戶端接收到多播的數據後將打印出來。客戶端只有在加入多播組後才能接受多播組的數據，因此多播客戶端在接收多播組的數據之前需要先加入多播組，當接收完畢後要退出多播組。
/*
*broadcast_client.c - 多播的客戶端
*/
#define MCAST_PORT 8888;
#define MCAST_ADDR "224.0.0.88" /*一個局部連接多播地址，路由器不進行轉發*/
#define MCAST_INTERVAL 5 /*發送間隔時間*/
#define BUFF_SIZE 256 /*接收緩沖區大小*/
int main(int argc, char*argv[])
{
int s; /*套接字文件描述符*/
struct sockaddr_in local_addr; /*本地地址*/
int err = -1;
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); /*建立套接字*/
if (s == -1)
{
perror("socket()");
return -1;
}
/*初始化地址*/
memset(&local_addr, 0, sizeof(local_addr));
local_addr.sin_family = AF_INET;
local_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
local_addr.sin_port = htons(MCAST_PORT);
/*綁定socket*/
err = bind(s,(struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr)) ;
if(err < 0)
{
perror("bind()");
return -2;
}
/*設置回環許可*/
int loop = 1;
err = setsockopt(s,IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP,&loop, sizeof(loop));
if(err < 0)
{
perror("setsockopt():IP_MULTICAST_LOOP");
return -3;
}
struct ip_mreq mreq; /*加入廣播組*/
mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(MCAST_ADDR); /*廣播地址*/
mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /*網絡接口為默認*/
/*將本機加入廣播組*/
err = setsockopt(s, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq, sizeof
(mreq));
if (err < 0)
{
perror("setsockopt():IP_ADD_MEMBERSHIP");
return -4;
}
int times = 0;
int addr_len = 0;
char buff[BUFF_SIZE];
int n = 0;
/*循環接收廣播組的消息，5次後退出*/
for(times = 0;times<5;times++)
{
addr_len = sizeof(local_addr);
memset(buff, 0, BUFF_SIZE); /*清空接收緩沖區*/
/*接收數據*/
n = recvfrom(s, buff, BUFF_SIZE, 0,(struct sockaddr*)&local_addr,
&addr_len);
if( n== -1)
{
perror("recvfrom()");
}
/*打印信息*/
printf("Recv %dst message from server:%s\n", times, buff);
sleep(MCAST_INTERVAL);
}
/*退出廣播組*/
err = setsockopt(s, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP,&mreq, sizeof
(mreq));
close(s);
return 0;
}
一個多播例子的服務器端
下面是一個多播服務器的例子。多播服務器的程序設計很簡單，建立一個數據包套接字，選定多播的IP地址和端口，直接向此多播地址發送數據就可以了。多播服務器的程序設計，不需要服務器加入多播組，可以直接向某個多播組發送數據。
下面的例子持續向多播IP地址"224.0.0.88"的8888端口發送數據"BROADCAST TEST DATA"，每發送一次間隔5s。
/*
*broadcast_server.c - 多播服務程序
*/
#define MCAST_PORT 8888;
#define MCAST_ADDR "224.0.0.88"/ /*一個局部連接多播地址，路由器不進行轉發*/
#define MCAST_DATA "BROADCAST TEST DATA" /*多播發送的數據*
#define MCAST_INTERVAL 5 /*發送間隔時間*/
int main(int argc, char*argv)
{
int s;
struct sockaddr_in mcast_addr;
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); /*建立套接字*/
if (s == -1)
{
perror("socket()");
return -1;
}
memset(&mcast_addr, 0, sizeof(mcast_addr));/*初始化IP多播地址為0*/
mcast_addr.sin_family = AF_INET; /*設置協議族類行為AF*/
mcast_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(MCAST_ADDR);/*設置多播IP地址*/
mcast_addr.sin_port = htons(MCAST_PORT); /*設置多播端口*/
/*向多播地址發送數據*/
while(1) {
int n = sendto(s, /*套接字描述符*/
MCAST_DATA, /*數據*/
sizeof(MCAST_DATA), /*長度*/
0,
(struct sockaddr*)&mcast_addr,
sizeof(mcast_addr)) ;
if( n < 0)
{
perror("sendto()");
return -2;
}
sleep(MCAST_INTERVAL); /*等待一段時間*/
}
return 0；
}
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