完成了第 14 章多播与广播

2026-07-01 10:26:05 +08:00 · 2019-01-28 13:48:03 +08:00
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@@ -3702,9 +3702,149 @@ gcc readv.c -o rv

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-接下来是 TTL 的设置方法。TTL 是可以通过第九章的套接字可选项完成的。
+接下来是 TTL 的设置方法。TTL 是可以通过第九章的套接字可选项完成的。与设置 TTL 相关的协议层为 IPPROTO_IP ，选项名为 IP_MULTICAST_TTL。因此，可以用如下代码把 TTL 设置为 64

+```c
+int send_sock;
+int time_live = 64;
+...
+send_sock=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
+setsockopt(send_sock,IPPROTO_IP,IP_MULTICAST_TTL,(void*)&time_live,sizeof(time_live);
+...
+```

+加入多播组也通过设置设置套接字可选项来完成。加入多播组相关的协议层为 IPPROTO_IP，选项名为 IP_ADD_MEMBERSHIP 。可通过如下代码加入多播组：
+
+```c
+int recv_sock;
+struct ip_mreq join_adr;
+...
+recv_sock=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
+...
+join_adr.imr_multiaddr.s_addr="多播组地址信息";
+join_adr.imr_interface.s_addr="加入多播组的主机地址信息";
+setsockopt(recv_sock,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,(void*)&join_adr,sizeof(time_live);
+...
+```
+
+下面是 ip_mreq 结构体的定义：
+
+```c
+struct ip_mreq
+{
+    struct in_addr imr_multiaddr; //写入加入组的IP地址
+    struct in_addr imr_interface; //加入该组的套接字所属主机的IP地址
+};
+```
+
+#### 14.1.3 实现多播 Sender 和 Receiver
+
+多播中用「发送者」（以下称为 Sender） 和「接收者」（以下称为 Receiver）替代服务器端和客户端。顾名思义，此处的 Sender 是多播数据的发送主体，Receiver 是需要多播组加入过程的数据接收主体。下面是示例，示例的运行场景如下：
+
+- Sender : 向 AAA 组广播（Broadcasting）文件中保存的新闻信息
+- Receiver : 接收传递到 AAA 组的新闻信息。
+
+下面是两个代码：
+
+- [news_sender.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch14/news_sender.c)
+- [news_receiver.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch14/news_receiver.c)
+
+编译运行：
+
+```
+gcc news_sender.c -o sender
+gcc news_receiver.c -o receiver
+./sender 224.1.1.2 9190
+./receiver 224.1.1.2 9190
+```
+
+结果：
+
+![](https://i.loli.net/2019/01/28/5c4e85a9aabcc.png)
+
+通过结果可以看出，使用 sender 多播信息，通过 receiver 接收广播，如果延迟运行 receiver 将无法接受之前发送的信息。
+
+### 14.2 广播
+
+广播（Broadcast）在「一次性向多个主机发送数据」这一点上与多播类似，但传输数据的范围有区别。多播即使在跨越不同网络的情况下，只要加入多播组就能接受数据。相反，广播只能向同一网络中的主机传输数据。
+
+#### 14.2.1 广播的理解和实现方法
+
+广播是向同一网络中的所有主机传输数据的方法。与多播相同，广播也是通过 UDP 来完成的。根据传输数据时使用的IP地址形式，广播分为以下两种：
+
+- 直接广播（Directed Broadcast）
+- 本地广播（Local Broadcast）
+
+二者在实现上的差别主要在于IP地址。直接广播的IP地址中除了网络地址外，其余主机地址全部设置成 1。例如，希望向网络地址 192.12.34 中的所有主机传输数据时，可以向 192.12.34.255 传输。换言之，可以采取直接广播的方式向特定区域内所有主机传输数据。
+
+反之，本地广播中使用的IP地址限定为 255.255.255.255 。例如，192.32.24 网络中的主机向 255.255.255.255 传输数据时，数据将传输到 192.32.24 网络中所有主机。
+
+**数据通信中使用的IP地址是与 UDP 示例的唯一区别。默认生成的套接字会阻止广播，因此，只需通过如下代码更改默认设置。**
+
+```c
+int send_sock;
+int bcast;
+...
+send_sock=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
+...
+setsockopt(send_sock,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(void*)&bcast,sizeof(bcast));
+...
+```
+
+### 14.2.2 实现广播数据的 Sender 和 Receiver
+
+下面是广播数据的 Sender 和 Receiver的代码：
+
+- [news_sender_brd.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch14/news_sender_brd.c)
+- [news_receiver_brd.c](https://github.com/riba2534/TCP-IP-NetworkNote/blob/master/ch14/news_receiver_brd.c)
+
+编译运行：
+
+```
+gcc news_receiver_brd.c -o receiver
+gcc news_sender_brd.c -o sender
+./sender 255.255.255.255 9190
+./receiver 9190
+```
+
+结果：
+
+![](https://i.loli.net/2019/01/28/5c4e9113368dd.png)
+
+### 14.3 基于 Windows 的实现
+
+暂略
+
+### 14.4 习题
+
+> 以下答案仅代表本人个人观点，可能不是正确答案。
+
+1. **TTL 的含义是什么？请从路由器的角度说明较大的 TTL 值与较小的 TTL 值之间的区别及问题。**
+
+   答：TTL 是决定「数据包传递距离」的主要因素。TTL 每经过一个路由器就减一。TTL 变为 0 时，数据包就无法再被传递，只能销毁。因此，TTL设置过大会影响网络流量。当然，设置过小无法传递到目标。
+
+2. **多播与广播的异同点是什么？请从数据通信的角度进行说明**。
+
+   答：在「一次性向多个主机发送数据」这一点上与多播类似，但传输的数据范围有区别。多播即使在跨越不同网络的情况下，只要加入多播组就能接受数据。相反，广播只能向同意网络中的主机传输数据。
+
+3. **下面关于多播的说法描述错误的是**？
+
+   答：以下内容加粗的为描述正确
+
+   1. 多播是用来加入多播组的所有主机传输数据的协议
+   2. 主机连接到同一网络才能加入到多播组，也就是说，多播组无法跨越多个网络
+   3. **能够加入多播组的主机数并无限制，但只能有 1个主机（Sender）向该组发送数据**
+   4. **多播时使用的套接字是 UDP 套接字，因为多播是基于 UDP 进行数据通信的。**
+
+4. **多播也对网络流量有利，请比较 TCP 交换方式解释其原因**
+
+   答：TCP 是必须建立一对一的连接，如果要向1000个主机发送文件，就得传递1000次。但是此时用多播方式传输数据，就只需要发送一次。
+
+5. **多播方式的数据通信需要 MBone 虚拟网络。换言之，MBone 是用于多播的网络，但它是虚拟网络。请解释此处的「虚拟网络」**
+
+   答：可以理解为「通过网络中的特殊协议工作的软件概念上的网络」。也就是说， MBone 并非可以触及的物理网络。他是以物理网络为基础，通过软件方法实现的多播通信必备虚拟网络。
+
+## 第 15 章 套接字和标准I/O