linux网络编程之一-----多播（组播）编程

什么是多播

        组播（Multicast）是网络一种点对多（one to many）的通信方式，通过报文复制完成网络中一台server对应多台接收者的高效数据传 送。对其形象的比喻就是类似于广播电台和电视台节目的发送。电台或电视台向特定频道发送他们的节目，而接收者可以根据自己的喜好选择频道来收听或收看节 目。

       传统网络的通信方式单 播（Unicast） 在许多场合下并不合适，如果强行采于单播方式只是会增加网络上传送的报文，还会影响server端的运行效率，如网络游戏，网络视频会议等。这些场合下由于接收者需要的是同样的数据，如果有N个 接收者，那么server就需要把这份数据做成N个报文分别发送给接收者，这样当接收者增多的情况下，server端发送的报文也同样需要增多，server端承受这样的通信量肯定有一个 极值，当接收者到一定程度的时候，不单单是网络流量增大的问题了，server面临的只有宕机。

　　组播在这种场合下就有了用武之地了。Server端需要做的就是向特写的Group发送一个报文，当网络的多个接收者对这个报文感兴趣的时候，他们可以自由复制得到这个报文。这样的 情况下，无论接收者增加多少人，Server需要做的只是发送一个报文，而网络上传送的是只是一份报文。

        单播用于两个主机之间的端对端通信，广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信。单播和广播是两个极端，要么对一个主机进行通信，要么对整个局域网上的主机进行通信。实际情况下，经常需要对一组特定的主机进行通信，而不是整个局域网上的所有主机，这就是多播的用途。

        多播，也称为“组播”，将局域网中同一业务类型主机进行了逻辑上的分组，进行数据收发的时候其数据仅仅在同一分组中进行，其他的主机没有加入此分组不能收发对应的数据。

单播图例：

多播图例：

组播地址

        32位的IP地址被分成了A、B、C、D、E五种类型，前三种是我们日常生活常见的，由一个权威部分统一分配。而D类地址我们需要的多播地址， 前三种地址我们可以形象的认为是一个点，而一个D类多播地址可以认为是一个频道。这样对多播的理解可以形象一点。

       D类IP地址就是多播IP地址，即

       常见多播保留地址224.0.0.0至239.255.255.255之间的IP地址，并被划分为局部连接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址3类：

• 局部多播地址：在224.0.0.0～224.0.0.255之间，这是为路由协议和其他用途保留的地址，路由器并不转发属于此范围的IP包。
  
• 预留多播地址：在224.0.1.0～238.255.255.255之间，可用于全球范围（如Internet）或网络协议。
  
• 管理权限多播地址：在239.0.0.0～239.255.255.255之间，可供组织内部使用，类似于私有IP地址，不能用于Internet，可限制多播范围。
  

                    

                                                 

linux多播编程步骤：

1. 建立一个socket；
2. 设置多播的参数，例如超时时间TTL，本地回环许可LOOP等。
3. 加入多播组；
4. 发送和接收数据；
5. 从多播组离开

多播程序设计使用setsockopt()函数和getsockopt()函数来实现，组播的选项是IP层的。

int setsockopt(SOCKET s, int level, int optname, const char FAR * optval, int optlen);
int getsockopt(SOCKET s, int level, int optname, char FAR * optval, int FAR * optlen);

level必须为IPPROTO_IP，optname就是在 组播起到最主要作用的一个字段，与组播相关的可取值：

1．选项IP_MULTICASE_TTL

选项IP_MULTICAST_TTL允许设置超时TTL，范围为0～255之间的任何值。默认情况下，多播报文的TTL被设置成了1,也就是说到这个报文在网络传送的时候,它只能在自己所在的网络传送,当要向外发送的时候，路由器把TTL减1以后变成了0,这个报文就已经被Discard了。例如：

unsigned char ttl=255;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_TTL,&ttl,sizeof(ttl));

2．选项IP_MULTICAST_IF

选项IP_MULTICAST_IF用于设置发送组播使用的本地接口，另一个网络接口会忽略此数据。默认情况下被设置成了本地接口的第一个地址。例如：

struct in_addr addr;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_IF,&addr,sizeof(addr));

参数addr是希望多播输出接口的IP地址，使用INADDR_ANY地址回送到默认接口。

当接收者加入到一个多播组以后，再向这个多播组发送数据，默认情况下在IP层，数据会回送到本地的回环接口，选项IP_MULTICAST_LOOP用于控制数据是否回送到本地的回环接口。例如：

unsigned char loop;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_LOOP,&loop,sizeof(loop));参数loop设置为0禁止回送，设置为1允许回送。

3．选项IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP

加入或者退出一个多播组，通过选项IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP，对一个结构struct ip_mreq类型的变量进行控制，struct ip_mreq原型如下：

struct ip_mreq          
{ 
    struct in_addr imn_multiaddr;      /*加入或者退出的广播组IP地址*/ 
    struct in_addr imr_interface;      /*加入或者退出的网络接口IP地址*/
};

struct ip_mreq ipmr;
ipmr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
ipmr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("234.5.6.7");
setsockopt(s, IPPROTO_IP, IP_ADDR_MEMBERSHIP, (char*)&ipmr, sizeof(ipmr));

最后

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