读书笔记: 局域网中实现多播

最近一直在看<<Unix网络编程>>这本书，觉得这本书很适合初学socket编程的人(比如说我自己 ^_^ )。我一直对于多播的实现比较模糊，在看了书上的多播部分的介绍，才发现在程序中实现一个基本的多播功能是如此简单。

在这里我不想照本宣科的大说什么理论，概念的东东，我的目的是说明在我们的代码中如何实现多播功能。

开发环境: VC 6.0(sp5), 使用winsock2(ws2_32.lib)
测试环境: 三台机器位于两个不同的AD域中,所有机器都是windows 2000(SP4)的操作系统。 sz09和kenfilweb4位于域kenfilszwin2k, kenfil-sz18是域sz18-domain域的一台DC。

对于局域网来说，我们可以使用的多播地址为224.0.0.0-224.0.0.255(想知道为什么？看看书吧。:-) )

多播是通过设置套接口(socket, 来自书上的翻译)选项来实现的，这个套接口必须是一个UDP的套接口

IP_ADD_MEMBERSHIP: 加入一个多播组 IP_DROP_MEMBERSHIP: 离开一个多播组 IP_MULTICAST_IF: 指定外出多播数据报的外出接口 IP_MULTICAST_TTL: TTL数 IP_MULTICAST_LOOP: 是否禁止回馈，我的理解是一台机器是否可以接收到自己发送的多播数据报

在设置IP_ADD_MEMBERSHIP和IP_DROP_MEMBERSHIP选项的时候，我们需要用到ip_mreq结构, 要使用此结构，你必须include <Ws2tcpip.h>, 并确保此include位于include <winsock2.h>之下

程序功能：程序读取用户输入的行发送到多播组，加入多播组的任何客户端应该显示从多播组中读到的数据。

实现代码如下:

//Project Setting -> C/C++ -> Code Generation -> 确认选中"Debug Multithreaded"

#include <iostream>
#include <winsock2.h> //注意这里的include文件顺序
#include <Ws2tcpip.h>
#include <process.h> //_beginthread要求

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

using namespace std;

const char* MULTICAST_IP = "224.0.0.99"; //多播组地址
const int MULTICAST_PORT = 2002; //多播组端口

const int BUFFER_SIZE = 1024;

void do_send(void* arg); //读取用户输入并发送到多播组线程函数
void do_read(void* arg); //读物多播组数据函数

int main()
{
    WSAData wsaData;

    if( WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData) != 0 )
    {
        cout<<"Error in WSAStartup"<<endl;
        return 0;
    }
 
    SOCKET server;
    server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //创建一个UDP套接口
    cout<<"create socket: "<<server<<endl;

    int ret ;

    const int on = 1; //允许程序的多个实例运行在同一台机器上
    ret = setsockopt(server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&on, sizeof(on));
    if( ret == SOCKET_ERROR )
    {
        WSACleanup();

        cout<<"Error in setsockopt(SO_REUSEADDR): "<<WSAGetLastError()<<endl;
        return 0;
    }

    const int routenum = 10;
    ret = setsockopt(server,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_TTL,\
               (char*)&routenum,sizeof(routenum));
    if( ret == SOCKET_ERROR )
    {
        WSACleanup();

        cout<<"Error in setsockopt(IP_MULTICAST_TTL): "<<WSAGetLastError()<<endl;
        return 0;
    }

    const int loopback = 0; //禁止回馈
    ret = setsockopt(server,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_LOOP,\
               (char*)&loopback,sizeof(loopback));
    if( ret == SOCKET_ERROR )
    {
        WSACleanup();

        cout<<"Error in setsockopt(IP_MULTICAST_LOOP): "<<WSAGetLastError()<<endl;
    return 0;
    }

    sockaddr_in local;
    memset(&local, 0, sizeof(local));
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_port = htons(MULTICAST_PORT);
    local.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;

    ret = bind(server, (sockaddr*)(&local), sizeof(local));
    if( ret == SOCKET_ERROR )
    {
        WSACleanup();

        cout<<"Error in bind: "<<WSAGetLastError()<<endl;
        return 0;
    }

    ip_mreq mreq;
    memset(&mreq, 0, sizeof(mreq));
    mreq.imr_interface.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
    mreq.imr_multiaddr.S_un.S_addr = inet_addr(MULTICAST_IP);

    //加入一个多播组
    ret = setsockopt(server,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,\
               (char*)&mreq,sizeof(mreq));
    if( ret == SOCKET_ERROR )
    {
        WSACleanup();

        cout<<"Error in setsockopt(IP_ADD_MEMBERSHIP): "<<WSAGetLastError()<<endl;
        return 0;
     }

    //创建了两个线程，一个读用户输入并发送，一个读多播组数据
    HANDLE hHandle[2];
    hHandle[0] = (HANDLE)_beginthread(do_send,0,(void*)server);
    hHandle[1] = (HANDLE)_beginthread(do_read,0,(void*)server);
 
    //如果用户输入结束，程序就终止了
    WaitForSingleObject(hHandle[0], INFINITE);

    WSACleanup();

    return 0;
}

void do_send(void* arg)
{
    SOCKET server = (SOCKET)arg;
 
    char sendline[BUFFER_SIZE+1];

    sockaddr_in remote;
    memset(&remote, 0, sizeof(remote));
    remote.sin_addr.s_addr = inet_addr ( MULTICAST_IP );
    remote.sin_family = AF_INET ;
    remote.sin_port = htons(MULTICAST_PORT);

    for(;;) //读取用户输入知道用户输入"end"
    {
        cin.getline(sendline, BUFFER_SIZE);
  
        if(strncmp(sendline,"end",3)==0)
            break;

        //发送用户输入的数据到多播组
        sendto(server, sendline, strlen(sendline), 0, (sockaddr*)(&remote), sizeof(remote));
    }

    cout<<"do_send end..."<<endl;
}

void do_read(void* arg)
{
    SOCKET server = (SOCKET)arg;

    char buf[BUFFER_SIZE+1];
    int ret;

    sockaddr_in client;
    int clientLen;

    for(;;)  //一直读取知道主线程终止
    {
        clientLen = sizeof(client);
        memset(&client, 0, clientLen);

        ret = recvfrom(server, buf, BUFFER_SIZE, 0, (sockaddr*)(&clientLen), &clientLen);
        if ( ret == 0) //do_read在用户直接回车发送了一个空字符串
        {
            continue;
        }
       else if( ret == SOCKET_ERROR )
       {
            if( WSAGetLastError() == WSAEINTR ) //主线程终止recvfrom返回的错
                break;

            cout<<"Error in recvfrom: "<<WSAGetLastError()<<endl;
            break ;
        }
        buf[ret] = '\0';
        cout<<"received: "<<buf<<endl;
     }

     cout<<"do_read end..."<<endl;
}

当然上面的代码如果应用到实际的程序中还需要作更多的工作，不过实现多播功能真的很简单，不是吗 :-)

我只是刚刚才开始学习网络编程方面的东东，上面的代码如果你认为有什么问题，请直接发email给我。

参考资料: <<Unix网络编程(第一卷) 套接口API和X/Open传输接口API>> [美] W.Richard Stevens 著

本文地址：http://com.8s8s.com/it/it1165.htm