UDP通信单播，广播，组播

UDP通信实现

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#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
- 参数：
struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen)
           - sockfd : 通信的fd
           - buf : 要发送的数据
           - len : 发送数据的长度
           - flags : 0
           - dest_addr : 通信的另外一端的地址信息
           - addrlen : 地址的内存大小
               
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
;
- 参数：
- sockfd : 通信的fd
- buf : 接收数据的数组
- len : 数组的大小
- flags : 0
- src_addr : 用来保存另外一端的地址信息，不需要可以指定为NULL
- addrlen : 地址的内存大小

案例

udp_server.c

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9999);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    // 2.绑定
    int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    // 3.通信
    while(1) {
        char recvbuf[128];
        char ipbuf[16];

        struct sockaddr_in cliaddr;
        int len = sizeof(cliaddr);

        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);

        printf("client IP : %s, Port : %d\n", 
            inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf)),
            ntohs(cliaddr.sin_port));

        printf("client say : %s\n", recvbuf);

        // 发送数据
        sendto(fd, recvbuf, strlen(recvbuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));

    }

    close(fd);
    return 0;
}

udp_client.c

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {

    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 服务器的地址信息
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &saddr.sin_addr.s_addr);

    int num = 0;
    // 3.通信
    while(1) {

        // 发送数据
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello , i am client %d \n", num++);
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));

        // 接收数据
        int num = recvfrom(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0, NULL, NULL);
        printf("server say : %s\n", sendBuf);

        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

广播

向子网中多台计算机发送消息，并且子网中所有的计算机都可以接收到发送方发送的消息，每个广播消息都包含一个特殊的IP地址，这个IP中子网内主机标志部分的二进制全部为1。

a.只能在局域网中使用。

b.客户端需要绑定服务器广播使用的端口，才可以接收到广播消息。

// 设置广播属性的函数
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t
optlen);
- sockfd : 文件描述符
- level : SOL_SOCKET
- optname : SO_BROADCAST
- optval : int类型的值，为1表示允许广播
- optlen : optval的大小

案例

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

/**
 * 主函数：实现UDP广播发送消息
 * 创建一个UDP套接字，并配置为广播类型，然后循环向指定广播地址发送消息。
 */
int main() {
    // 创建一个UDP类型的套接字
    // 1.创建一个通信的socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }   

    // 设置套接字选项，允许发送广播消息
    // 2.设置广播属性,设置为广播就不需要再绑定了，因为只发送数据
    int op = 1;
    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &op, sizeof(op));
    
    // 初始化客户端地址结构体，设置为广播地址
    // 3.创建一个广播的地址
    struct sockaddr_in cliaddr;
    cliaddr.sin_family = AF_INET;
    cliaddr.sin_port = htons(9999);
    inet_pton(AF_INET, "192.168.220.255", &cliaddr.sin_addr.s_addr);

    // 循环发送消息
    // 3.通信
    int num = 0;
    while(1) {
        // 准备发送的消息，包含消息编号
        char sendBuf[128];
        sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
        // 发送消息到广播地址
        // 发送数据
        sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
        printf("广播的数据：%s\n", sendBuf);
        // 休眠1秒后继续发送
        sleep(1);
    }

    // 关闭套接字
    close(fd);
    return 0;
}

组播（多播）

单播地址标识单个 IP 接口，广播地址标识某个子网的所有 IP 接口，多播地址标识一组 IP 接口。单播和广播是寻址方案的两个极端（要么单个要么全部），多播则意在两者之间提供一种折中方案。多播数据报只应该由对它感兴趣的接口接收，也就是说由运行相应多播会话应用系统的主机上的接口接收。另外，广播一般局限于局域网内使用，而多播则既可以用于局域网，也可以跨广域网使用。

a.组播既可以用于局域网，也可以用于广域网

b.客户端需要加入多播组，才能接收到多播的数据

组播地址

IP 多播通信必须依赖于 IP 多播地址，在 IPv4 中它的范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 ，

并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址三类:

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval,
socklen_t optlen);
// 服务器设置多播的信息，外出接口
- level : IPPROTO_IP
- optname : IP_MULTICAST_IF
- optval : struct in_addr
// 客户端加入到多播组：
- level : IPPROTO_IP
- optname : IP_ADD_MEMBERSHIP
- optval : struct ip_mreq
struct ip_mreq
{
/* IP multicast address of group. */
struct in_addr imr_multiaddr; // 组播的IP地址
/* Local IP address of interface. */
struct in_addr imr_interface; // 本地的IP地址
};
typedef uint32_t in_addr_t;
struct in_addr
{
in_addr_t s_addr;
};

UDP通信 单播，广播，组播

UDP通信实现

案例

udp_server.c

udp_client.c

广播

案例

组播（多播）

UDP通信单播，广播，组播