UDP通信 单播，广播，组播

UDP通信实现

1. #include <sys/types.h>
2. #include <sys/socket.h>
3. ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
4. const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
5. - 参数：
6. struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen)
7.            - sockfd : 通信的fd
8.            - buf : 要发送的数据
9.            - len : 发送数据的长度
10.            - flags : 0
11.            - dest_addr : 通信的另外一端的地址信息
12.            - addrlen : 地址的内存大小
13.                
14. ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
15. ;
16. - 参数：
17. - sockfd : 通信的fd
18. - buf : 接收数据的数组
19. - len : 数组的大小
20. - flags : 0
21. - src_addr : 用来保存另外一端的地址信息，不需要可以指定为NULL
22. - addrlen : 地址的内存大小

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案例

udp_server.c

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <unistd.h>
4. #include <string.h>
5. #include <arpa/inet.h>
7. int main() {
9.     // 1.创建一个通信的socket
10.     int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
11.    
12.     if(fd == -1) {
13.         perror("socket");
14.         exit(-1);
15.     }   
17.     struct sockaddr_in addr;
18.     addr.sin_family = AF_INET;
19.     addr.sin_port = htons(9999);
20.     addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
22.     // 2.绑定
23.     int ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
24.     if(ret == -1) {
25.         perror("bind");
26.         exit(-1);
27.     }
29.     // 3.通信
30.     while(1) {
31.         char recvbuf[128];
32.         char ipbuf[16];
34.         struct sockaddr_in cliaddr;
35.         int len = sizeof(cliaddr);
37.         // 接收数据
38.         int num = recvfrom(fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
40.         printf("client IP : %s, Port : %d\n",
41.             inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr.s_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf)),
42.             ntohs(cliaddr.sin_port));
44.         printf("client say : %s\n", recvbuf);
46.         // 发送数据
47.         sendto(fd, recvbuf, strlen(recvbuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
49.     }
51.     close(fd);
52.     return 0;
53. }

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udp_client.c

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <unistd.h>
4. #include <string.h>
5. #include <arpa/inet.h>
7. int main() {
9.     // 1.创建一个通信的socket
10.     int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
11.    
12.     if(fd == -1) {
13.         perror("socket");
14.         exit(-1);
15.     }   
17.     // 服务器的地址信息
18.     struct sockaddr_in saddr;
19.     saddr.sin_family = AF_INET;
20.     saddr.sin_port = htons(9999);
21.     inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &saddr.sin_addr.s_addr);
23.     int num = 0;
24.     // 3.通信
25.     while(1) {
27.         // 发送数据
28.         char sendBuf[128];
29.         sprintf(sendBuf, "hello , i am client %d \n", num++);
30.         sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));
32.         // 接收数据
33.         int num = recvfrom(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf), 0, NULL, NULL);
34.         printf("server say : %s\n", sendBuf);
36.         sleep(1);
37.     }
39.     close(fd);
40.     return 0;
41. }

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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，每个广播消息都包罗一个特殊的IP地址，这个IP中子网内主机标记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。

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

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案例

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <unistd.h>
4. #include <string.h>
5. #include <arpa/inet.h>
7. /**
8. * 主函数：实现UDP广播发送消息
9. * 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。
10. */
11. int main() {
12.     // 创建一个UDP类型的套接字
13.     // 1.创建一个通信的socket
14.     int fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
15.     if(fd == -1) {
16.         perror("socket");
17.         exit(-1);
18.     }   
20.     // 设置套接字选项，允许发送广播消息
21.     // 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
22.     int op = 1;
23.     setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &op, sizeof(op));
24.    
25.     // 初始化客户端地址结构体，设置为广播地址
26.     // 3.创建一个广播的地址
27.     struct sockaddr_in cliaddr;
28.     cliaddr.sin_family = AF_INET;
29.     cliaddr.sin_port = htons(9999);
30.     inet_pton(AF_INET, "192.168.220.255", &cliaddr.sin_addr.s_addr);
32.     // 循环发送消息
33.     // 3.通信
34.     int num = 0;
35.     while(1) {
36.         // 准备发送的消息，包含消息编号
37.         char sendBuf[128];
38.         sprintf(sendBuf, "hello, client....%d\n", num++);
39.         // 发送消息到广播地址
40.         // 发送数据
41.         sendto(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr));
42.         printf("广播的数据：%s\n", sendBuf);
43.         // 休眠1秒后继续发送
44.         sleep(1);
45.     }
47.     // 关闭套接字
48.     close(fd);
49.     return 0;
50. }

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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爱好的接口接收，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，广播一样平常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.客户端需要参加多播组，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:

1. int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval,
2. socklen_t optlen);
3. // 服务器设置多播的信息，外出接口
4. - level : IPPROTO_IP
5. - optname : IP_MULTICAST_IF
6. - optval : struct in_addr
7. // 客户端加入到多播组：
8. - level : IPPROTO_IP
9. - optname : IP_ADD_MEMBERSHIP
10. - optval : struct ip_mreq
11. struct ip_mreq
12. {
13. /* IP multicast address of group. */
14. struct in_addr imr_multiaddr; // 组播的IP地址
15. /* Local IP address of interface. */
16. struct in_addr imr_interface; // 本地的IP地址
17. };
18. typedef uint32_t in_addr_t;
19. struct in_addr
20. {
21. in_addr_t s_addr;
22. };

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