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。
多播的地址是特定的,D类地址用于多播。D类IP地址就是多播IP地址,即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。
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,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用于设置组播的默认默认网络接口,会从给定的网络接口发送,另一个网络接口会忽略此数据。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。
默认情况下,当本机发送组播数据到某个网络接口时,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_MEMBER- SHIP,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/
};
选项IP_ADD_MEMBERSHIP用于加入某个多播组,之后就可以向这个多播组发送数据或者从多播组接收数据。此选项的值为mreq结构,成员imn_multiaddr是需要加入的多播组IP地址,成员imr_interface是本机需要加入广播组的网络接口IP地址。例如:
struct ip_mreq mreq;
setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq));
多播服务器的程序设计很简单,建立一个数据包套接字,选定多播的IP地址和端口,直接向此多播地址发送数据就可以了。多播服务器的程序设计,不需要服务器加入多播组,可以直接向某个多播组发送数据。 客户端只有在加入多播组后才能接受多播组的数据,因此多播客户端在接收多播组的数据之前需要先加入多播组,当接收完毕后要退出多播组。