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Linux 網路的多播 IP 技術

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-29 , reply:0

作者:曹江華

多播廣播是用於建立分步式系統:例如網路遊戲、ICQ 聊天構建、遠程視頻會議系統的重要工具。使用多播廣播的程序和 UDP 向單個介紹方發送信息的程序相似。區別在於多播廣播程序使用特殊的多播 IP 地址。

目錄

一、配置 Linux 支持多播 IP
二、使用 Linux 多播 IP 廣播數據

例如本地計算機的的IP地址是:127.0.0.1 二它的多播地址是: 224.0.0.1。這是由 RCF 1390 定義的。為發送 IP 多播數據,發送者需要確定一個合適的多播地址,這個地址代表一個組。IPv4 多播地址採用 D 類 IP 地址確定多播的組。在 Internet 中,多播地址範圍是從 224.0.0.0 到 234.255.255.255。其中比較重要的地址有:

  224.0.0.1 - 網段中所有支持多播的主機

  224.0.0.2 - 網段中所有支持多播的路由器

  224.0.0.4 - 網段中所有的 DVMRP 路由器

  224.0.0.5 - 所有的 OSPF 路由器

  224.0.0.6 - 所有的 OSPF 指派路由器

  224.0.0.9 - 所有 RIPv2 路由器

IPv6 地址空間中有 1/256 的地址空間分配給多播地址。一個FF(11111111)值標識該地址是多播地址。標識段高三位始終設置為 0 並保留。第四位T標識設置為 0 時表示一個永久分配的多播地址。T 標識設置為 1 時,表示非永久分配的多播地址,這種地址作為一個臨時的多播地址。

一、配置 Linux 支持多播 IP

在默認狀態下,大多 Linux 發行版本關閉的對多播 IP 的支持。為了在 Linux 系統使用多播套介面,需要從新配置和編譯 Linux 內核。下面看一下配置步驟:

1.cd /usr/src/linux

2.make menuconfig

3.選擇網路選項

4.選中 IP:Enable Multicasting IP 一項

5.保存並從 menuconfig 退出

6.運行:make dep;make clean;make bzlmage

7.cp/vmlinuz/vdimLz_good

8.cparch/i386/boot/zImage/vmlinzz

9.cd/etc

10.編輯 lilo.conf,加入針對 /vmlinuz_good 的內核新選項

11.運行 li1o

Linux 內核編譯后,以超級用戶身份運行命令:

#router add ?net 224.0.0.0 netmask 224.0.0.0 dev lo

核實命令是否加入系統,運行命令:

#route ?eKernel IP routing table
Destination gatewary Genmask Flags MSS Window irtt Iface
10.0.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
127.0.0.0 * 255.0.0.0 U 0 0 0 lo
BASE_ADDRESS>MC * 240.0.0.0 U 0 0 0 lo
Default 10.0.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0

其中出現多播地址: 224.0.0.1。就表示配置成功了。

二、使用 Linux 多播 IP廣播數據

1、首先在伺服器端建立多播程序:

伺服器端程序代碼和解釋:

/* * broadcast.c - An IP multicast server */ #include #include #include #include #include #include #include int port = 6789; int main(void) { int socket_descriptor; struct sockaddr_in address; /* 首先建立套介面 */ socket_descriptor = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (socket_descriptor == -1) { perror("Opening socket"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 初始化IP多播地址 */ memset(&address, 0, sizeof(address)); address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.0.0.1"); address.sin_port = htons(port); /* 開始進行IP多播 */ while(1) { if(sendto(socket_descriptor, "test from broadcast", sizeof("test from broadcast"), 0, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) { perror("sendto"); exit(EXIT_FAILURE); } sleep(2); } exit(EXIT_SUCCESS);}

2、創建 Linux 客戶端的程序多播 IP 廣播

建立號廣播伺服器后,就需要一個客戶端的收聽程序,收聽多播 IP 廣播要求在程序中作以下幾項工作:

(1)、多播方收聽,客戶端編寫通知 Linux 內核每個指定的套介面加入多播 IP 廣播組。

(2)、收聽方必須運行在同一個 Linux 計算機的不同進程的同一個套介面。

(3)、編寫配置丹江口設定廣播信息可以發送給同一個 Linux 主機,這樣作的用處是在同一個 Linux 主機上測試廣播程序和收聽程序,易於調試。

客戶端程序代碼和解釋

/* * listen.c - An IP multicast client */ #include #include #include #include #include #include #include char * host_name = "224.0.0.1"; /* 多播IP地址 */ int port = 6789; int main(void) { struct ip_mreq command; int loop = 1; /* 多播循環 */ int iter = 0; int sin_len; char message[256]; int socket_descriptor; struct sockaddr_in sin; struct hostent *server_host_name; if((server_host_name = gethostbyname(host_name)) == 0) { perror("gethostbyname"); exit(EXIT_FAILURE); } /*bzero(&sin, sizeof(sin));*/ memset(&sin, 0, sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); sin.sin_port = htons(port); if((socket_descriptor = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror("socket"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 調用bind之前,設置套介面選項啟用多播IP支持*/ loop = 1; if(setsockopt(socket_descriptor, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &loop, sizeof(loop)) < 0) { perror("setsockopt:SO_REUSEADDR"); exit(EXIT_FAILURE); } if(bind(socket_descriptor, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0) { perror("bind"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 在同一個主機上進行廣播設置套介面, 作用是方便單個開發系統上測試多播IP廣播 */ loop = 1; if(setsockopt(socket_descriptor, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP, &loop, sizeof(loop)) < 0) { perror("setsockopt:IP_MULTICAST_LOOP"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 加入一個廣播組。進一步告訴Linux內核, 特定的套介面即將接受廣播數據*/ command.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.0.0.1"); command.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); if(command.imr_multiaddr.s_addr == -1) { perror("224.0.0.1 not a legal multicast address"); exit(EXIT_FAILURE); } if (setsockopt(socket_descriptor, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &command, sizeof(command)) < 0) { perror("setsockopt:IP_ADD_MEMBERSHIP"); } while(iter++ < 8) { sin_len = sizeof(sin); if(recvfrom(socket_descriptor, message, 256, 0, (struct sockaddr *)&sin, &sin_len) == -1) { perror("recvfrom"); } printf("Response #%-2d from server: %s\n", iter, message); sleep(2); } /* 接受8個廣播後退出 */ if(setsockopt(socket_descriptor, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &command, sizeof(command)) < 0) { perror("setsockopt:IP_DROP_MEMBERSHIP"); } close(socket_descriptor); exit(EXIT_SUCCESS);}

3、運行 Linux 多播 IP 程序

運行程序,打開兩個終端窗口並在每個窗口中輸入以上的源代碼。在一個窗口中鍵入 make,編譯 broadcast 和 listen 這兩個的可執行文件,由 GUN make 建立一個 Makfiles 文件。GUN make 是 Linux 系統中一個自動生成和維護目標程序的工具。

在一個窗口中通過執行 ./broadcast,在另一個的窗口執行 ./listen,啟動收聽程序,你應該看到如下輸出:


#./listenResponse #1 form sever :test from broadcast Response #2 form sever :test from broadcast Response #3 form sever :test from broadcast Response #4 form sever :test from broadcast Response #5 form sever :test from broadcast Response #6 form sever :test from broadcast Response #7 form sever :test from broadcast Response #8 form sever :test from broadcast #

4、總結

Linux 多播 IP 是一種同時向價格進程高效的發送信息的介紹。多播傳輸中,數據被發送到接收者的多播地址,而不是每個接收者的單播地址,發送者只發送一個數據拷貝,源端到目標端路徑上的中間節點複製該數據。現在多播 IP 已經廣泛應用於網路遊戲、視頻廣播的領域。

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