UDP－组播,广播

UDP是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接把数据报发给对方。UDP无需建立类如三次握手的连接，使得通信效率很高。因此UDP适用于一次传输数据量很少、对可靠性要求不高的或对实时性要求高的应用场景

sendto

int sendto(int s, const void *buf, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen);

返回值：
　　　　成功则返回实际传送出去的字符数，失败返回-1，错误原因会存于errno 中。
参数说明：
　　　　s： socket描述符；
　　　　buf： UDP数据报缓存区（包含待发送数据）；
　　　　len： UDP数据报的长度；
　　　　flags：调用方式标志位（一般设置为0）；
　　　　to：　指向接收数据的主机地址信息的结构体（sockaddr_in需类型转换）；
　　　　tolen：to所指结构体的长度；

recvfrom()

int recvfrom(int s, void *buf, int len, unsigned int flags,struct sockaddr *from, int *fromlen);

返回值：
　　　　成功则返回实际接收到的字符数，失败返回-1，错误原因会存于errno 中。
参数：
　　　　s： socket描述符；
　　　　buf： UDP数据报缓存区（包含所接收的数据）；
　　　　len：缓冲区长度。
　　　　flags：调用操作方式（一般设置为0）。
　　　　from：指向发送数据的客户端地址信息的结构体（sockaddr_in需类型转换）；
　　　　fromlen：指针，指向from结构体长度值

UDP点对点

udp_server.c

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

const int SERV_PORT=6000;
const int MAXLINE=2048;

void dg_echo(int sockfd,struct sockaddr *pcliaddr,socklen_t clilen)
{
    int n;
    socklen_t len;
    char mesg[MAXLINE];
    for (;;)
    {
        len=clilen;
        if ((n=recvfrom(sockfd,mesg,MAXLINE,0,pcliaddr,&len))<0)
        {
            perror("recvfrom error");
            exit(1);
        }
         fputs(mesg, stdout);
        if((n=sendto(sockfd,mesg,n,0,pcliaddr,len))<0)
        {
            perror("sendto error");
            exit(1);
        }
    }
    
}
int main(int argc,char **argv)
{
    int sockfd;
    struct  sockaddr_in servaddr,cliaddr;

     bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    servaddr.sin_port =htons(SERV_PORT);
    if ((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))<0)
    {
        printf("SOCKET ERROR");
        exit(1);
    }
    if (bind(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)))
    {
        perror("bind error");
        exit(1);
    }
    dg_echo(sockfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,sizeof(cliaddr));
}

udp_client.c

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

const int SERV_PORT = 6000;

const int MAXLINE = 2048;

void dg_cli(FILE *fp, int sockfd, const struct sockaddr *pservaddr, socklen_t servlen)
{
    int n;
    char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE + 1];
    while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL)
    {
        if (sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, pservaddr, servlen) < 0)
        {
            perror("sendto error");
            exit(1);
        }
        if ((n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL)) < 0)
        {
            perror("recvfrom error");
            exit(1);
        }
        recvline[n] = '\0';
        fputs(recvline, stdout);
    }
}
int main(int argc, char **argv)
{
    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr;

    if (argc != 2)
    {
        perror("usage:tcpcli");
        exit(1);
    }

    //1.创建套接字
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }
    //2.设置链接服务器地址结体
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    if ((inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr)) <= 0)
    {
        printf("inet_pton error for %s\n", argv[1]);
        exit(1);
    }
    if ((sockfd == socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
    {
        perror("socket error");
    }
    dg_cli(stdin, sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
    exit(0);
}

UDP广播数据包

路由器不转发广播数据包
交换机转发广播数据包
广播只能在一个广播域(局域网)中传播，而不能跨网段传播
arp协议

MAC：FF:FF:FF:FF:FF:FF
IP:10.0.0.0/8-->10.255.255.255 广播地址
192.168.199.1/24-->192.168.199.255 广播地址
192.168.0.1/30-->192.168.0.3(广播地址)(192.168.0.0回环地址)

UDP广播递送规则

如果未设置BLOADCASE选项不递送
如果bind端口不匹配不递送该套接口
必须bind一个广播地址或绑定INADDR_ANY
如果udp调用了connect那么源地址和源端口不匹配也不递送，否则递送
ifconfig可disable网卡的BROADCAST标志，让其不能接受以太网广播
ioctl的SIOCSIFFLAGS方法去掉接口的标志IFF_BROADCAST，使之不能接受以太网广播。

recv.c

#include "../config.h"

int main(int argc,char **argv)
{
    struct sockaddr_in s_addr;
    struct sockaddr_in c_addr;
    int sock;
    socklen_t addr_len;
    int len;
    char buff[128];

    if ((sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))==-1)
    {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }else
    {
        printf("create socket.\n\r");
    }
    
    bzero(&s_addr,sizeof(s_addr));
    s_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
    s_addr.sin_family=AF_INET;
    s_addr.sin_port=htons(PORT);

    if (bind(sock,(struct sockaddr *)&s_addr,sizeof(s_addr)))
    {
        perror("bind err");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }else
        printf("bind address to socket.\n\t");

    addr_len=sizeof(c_addr);
    while (1)
    {
        len=recvfrom(sock,buff,sizeof(buff)-1,0,(struct sockaddr *) &c_addr,&addr_len);
        if (len<0)
        {
            perror("recvfrom");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        buff[len]='\0';
        printf("recive come from %s:%d message:%s\n\r",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port),buff);
        return 0;
    }   
}

send.c

#include "../config.h"

int main(int argc,char **argv)
{
    struct sockaddr_in s_addr;
    int sock;
    int addr_len;
    int len;
    char buff[128];
    int yes;
    if ((sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0))==-1)
    {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }else
        printf("create socket.\n\r");

    //开启广播
    yes=1;
    setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,&yes,sizeof(yes));

    s_addr.sin_family=AF_INET;
    s_addr.sin_port=htons(PORT);
    if (argv[1])
        s_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]); //广播地址:xxx.xxx.xxx.255/24
    else{
        printf("input server ip\n");
        exit(0);
    }
    addr_len=sizeof(s_addr);
    strcpy(buff,"hello message");
    len=sendto(sock,buff,strlen(buff),0,(struct sockaddr *) &s_addr,addr_len);
    if (len<0)
    {
        printf("\n\rsend error. \n\r");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("send success\n\r");
    return 0;
}

./send 192.168.146.255
  create socket.
  send success

抓包

UDP组播数据包

视频会议项目

1.能够在组播组中进行传播，并且路由器可以进行组播数据转发
2.组播(多播)使用D类地址，首位前4位1110,认为是多播地址，其它28位是多播的组编号
3.224.0.0.0~239.255.255.255范围 224.0.0.0~224.0.0.255不需要路由控制
4.所有主机和终端机必须属于224.0.0.1的组
5.所有路由器必须属于224.0.0.2的组
IGMP等协议支持

struct hostent

记录主机的信息，包括主机名、别名、地址类型、地址长度和地址列表

struct hostent
{
    char *h_name; //主机名，即域名
    char **h_aliases; //主机所有别名构成的字符串数组，同一IP可绑定多个域名
    int h_addrtype; //主机IP地址的类型，IPv4,IPv6
    int h_length; //主机IP地址长度，IPv4地址为4，IPv6地址为16
    char **h_addr_list; //主机ip地址，以网络字节序存储
}

gethostbyname()

gethostbyname函数可以利用字符串格式的域名或字符串点分十进制ip,获得IP地址，并且将地址信息装入 hostent 域名结构体

#include <netdb.h>
struct hostent * gethostbyname(const char * hostname);

返回值
成功返回hostent结构体地址
失败返回NULL指针

gethostbyaddr()

使用IP地址获取域名

#include <netdb.h>
struct hostent * gethostbyaddr(const char * addr,socklen_t len,int family);

参数
addr:含有IP地址信息的in_addr结构体指针
len:向第一个参数传递的地址信息的字节数。ipv4为4，ipv6为16
family:传递地址族信息，ipv4为AF_INET,ipv6为AF_INET6

返回值
成功返回hostent结构体地址
失败返回NULL指针

struct ip_mreq

struct ip_mreq
{
    struct in_addr imr_multiaddr; //多播组的IP地址
    struct in_addr imr_interface; //加入的客户端主机IP地址
}

group_brodcast_recv.c

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

const int MAX_LINE = 2048;
const int PORT = 8888;
const int BACKLOG = 10;
const int LISTENQ = 6666;
const int MAX_CONNECT = 20;

#define BUFLEN 255

int main(int argc, char **argv)
{
    struct sockaddr_in peeraddr;
    struct in_addr ia;
    int sockfd;
    char recmsg[BUFLEN + 1];
    unsigned int socklen, n;
    struct hostent *group;
    struct ip_mreq mreq;

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        printf("socket creating err in udptalk\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    bzero(&mreq, sizeof(struct ip_mreq));
    if (argv[1])
    { //传入命令行参数1(主机域名或点分十进制字符串IP)组播地址
        if ((group = gethostbyname(argv[1])) == (struct hostent *)0)
        // if((group=gethostbyaddr(argv[1],sizeof(argv[1]),AF_INET))==(struct hostent *)0)
        {
            perror("gethostbyname");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    else
    {
        printf("you should give me a group address,224.0.0.0-239.255.255.255\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //组播地址写入组播组
    bcopy((void *)group->h_addr, (void *)&ia, group->h_length);
    bcopy(&ia, &mreq.imr_multiaddr.s_addr, sizeof(struct in_addr));
    //命令行参数2（当前IP地址），写入组播组客户端IP地址列表中
    if (argv[2])
    {
        if (inet_pton(AF_INET, argv[2], &mreq.imr_interface.s_addr) <= 0)
        {
            printf("Wrong dest IP address!\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    //设置组播
    if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(struct ip_mreq)) == -1)
    {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //绑定组播地址和端口，接收组播信息
    socklen = sizeof(struct sockaddr_in);
    bzero(&peeraddr, socklen);
    peeraddr.sin_family = AF_INET;
    peeraddr.sin_port = htons(PORT);
    if (argv[1])
    {
        if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &peeraddr.sin_addr) <= 0)
        {
            printf("Wrong dest IP address!\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    else
    {
        printf("you should give me a group address,224.0.0.0-239.255.255.255\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&peeraddr, sizeof(struct sockaddr_in)) == -1)
    {
        printf("Bind error\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    for (;;)
    {
        bzero(recmsg, BUFLEN + 1);
        n = recvfrom(sockfd, recmsg, BUFLEN, 0, (struct sockaddr *)&peeraddr, &socklen);
        if (n < 0)
        {
            printf("recvfrom err in udptalk\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }else{
            recmsg[n]=0;
            printf("perr:%s",recmsg);
        }
    }
}

group_brodcast_send.c

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

const int MAX_LINE = 2048;
const int PORT = 8888;
const int BACKLOG = 10;
const int LISTENQ = 6666;
const int MAX_CONNECT = 20;

#define BUFLEN 255

int main(int argc, char **argv)
{
    struct sockaddr_in peeraddr,myaddr;
    int sockfd;
    char recmsg[BUFLEN + 1];
    unsigned int socklen;

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        printf("socket creating err in udptalk\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //组播
    socklen=sizeof(struct sockaddr_in);
    bzero(&peeraddr,socklen);
    peeraddr.sin_family=AF_INET;
    peeraddr.sin_port=htons(PORT);//组播客户端绑定的端口
    //命令行参数1为组播地址
    if (argv[1])
    {
        if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &peeraddr.sin_addr) <= 0)
        {
            printf("Wrong dest IP address!\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    else
    {
        printf("you should give me a group address,224.0.0.0-239.255.255.255\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //绑定本机IP和端口
    bzero(&myaddr,socklen);
    myaddr.sin_family=AF_INET;
    myaddr.sin_port=htons(23456);
    //命令行参数2为本机IP
    if (argv[2])
    {
        if (inet_pton(AF_INET,argv[2],&myaddr.sin_addr)<=0)
        {
            printf("self ip address error\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }else
        myaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
    
    if (bind(sockfd,(struct sockaddr *)&myaddr,sizeof(struct sockaddr_in))==-1)
    {
        printf("Bind error\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for(;;)
    {
        bzero(recmsg,BUFLEN+1);
        printf("input message to send:");
        if (fgets(recmsg,BUFLEN,stdin)==(char *)EOF)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        //发送组播消息
        if (sendto(sockfd,recmsg,strlen(recmsg),0,(struct sockaddr *)&peeraddr,sizeof(struct sockaddr_in))<0)
        {
            printf("sendto error\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("send message:%s",recmsg);
    }
}

接收端
发送端
抓包

posted @ 2021-09-20 15:00 wangzhilei 阅读(915) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部

wangzhilei

UDP－组播,广播

sendto

recvfrom()

UDP点对点

UDP广播数据包

UDP广播递送规则

UDP组播数据包

公告