第14章 UDP编程（3）_利用UDP实现广播功能

3. 广播的介绍

（1）广播

　　①广播实现一对多的通信，如QQ群

　　②它通过向广播地址发送数据报文实现的

（2）SO_BROADCAST选项

　　①SO_BROADCAST选项控制着UDP套接字是否能发送广播数据报，选项的类型为int，非零意味着“是”。

　　②注意，该选项只有UDP套接字可以使用，TCP是不能使用广播的。

（3）其它选项：SO_SNDBUF和SO_RCVBUF选项

　　①每一个套接字有一个发送缓冲区和接收缓冲区，这两个缓冲区由底层协议使用。

　　②接收缓冲区存放由协议接收的数据直到被应用程序读走。发送缓冲区存放应用写出的数据直接被协议发送出去。

　　③SO_SNDBUF和SO_RCVBUF选项分别控制发送和接收缓冲区的大小，他们的类型均为int，以字节为单位。

（4）广播地址

　　①如果用{netID, subnetID, hostID}来表示IPv4地址，那么有四类的广播地址，用-1表示所有比特都为1的字段。

　　②子网广播地址：{netID, subnetID, -1}。这类地址编排指定子网上的所有接口。例如，如果我们对C类地址192.168采用8位子网ID，那么192.168.2.255将是192.168.2子网上所有接口的子网广播地址。路由器通常不转发这类广播。

　　③全部子网广播地址{netID,-1,-1}。这类广播地址编排指定网络上的所有子网。现在很少这样用。

　　④受限广播地址：{-1,-1,-1,-1}或{255,255,255,255}。路由器从不转发目的地址为255.255.255.255的IP数据报。

【编程实验】利用UDP发送广播（多对多或一对多）

//receiver.c

#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <memory.h>

int sockfd;

void sig_handler(int signo)
{
    if(signo == SIGINT){
        printf("receiver will exit\n");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc < 2){
        fprintf(stderr, "usage: %s port\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR){
        perror("signal sigint error");
        exit(1);
    }

    //创建套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //UDP协议
    if(sockfd < 0){
        perror("socket error");
        exit(1);
    }

    //绑定地址，以便在指定的端口上接收广播
    struct sockaddr_in recvAddr;
    memset(&recvAddr, 0, sizeof(recvAddr));
    recvAddr.sin_family = AF_INET; //IPv4
    recvAddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); //port
    recvAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //由系统指定IP

    if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&recvAddr, sizeof(recvAddr)) < 0){
        perror("bind error");
        exit(1);
    }

    //接收广播消息
    char buff[1024];
    struct sockaddr_in sendAddr;
    socklen_t len = sizeof(sendAddr);
    while(1){
        memset(buff, 0, sizeof(buff));
        memset(&sendAddr, 0, sizeof(sendAddr));
        if(recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff), 0, (struct sockaddr*)&sendAddr, &len) < 0){
            perror("recvfrom error");
            exit(1);
        }else{
            char ip[16];
            inet_ntop(AF_INET, &sendAddr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
            int port = ntohs(sendAddr.sin_port);
            printf("%s(%d): %s\n", ip, port, buff);
        }

    }
}
/*输出结果
 [root@localhost 14.udp]# gcc -o bin/broadcast src/broadcast.c 
 [root@localhost 14.udp]# bin/receiver 
 usage: bin/receiver port
 [root@localhost 14.udp]# bin/receiver 8888
 192.168.32.100(40894): hello world!
 192.168.32.100(33915): hello world!
 192.168.32.100(48427): hello world!
 ^Creceiver will exit
 */

//broadcast.c

#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc < 3){
        fprintf(stderr, "usage: %s ip port\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    //创建套接字
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); //UDP协议
    if(sockfd < 0){
        perror("socket error");
        exit(1);
    }

    //设置为广播方式发送消息
    int opt = 1;
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &opt, sizeof(opt));

    struct  sockaddr_in recvAddr;  //指定广播的接收者地址信息。
    memset(&recvAddr, 0, sizeof(recvAddr));
    recvAddr.sin_family = AF_INET;
    recvAddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); //注意，不指定IP(广播为255)，只说明接收者的端口
    inet_pton(AF_INET, argv[1], &recvAddr.sin_addr.s_addr);

    printf("I will broadcast...\n");
    char* info = "hello world!";
    size_t size = strlen(info)* sizeof(char);
    if(sendto(sockfd, info, size, 0, (struct sockaddr*)&recvAddr, sizeof(recvAddr)) < 0){
        perror("sendto error");
        exit(1);
    }else{
        printf("broadcast success\n");
    }

    close(sockfd);

    return 0;
}
/*输出结果
 * [root@localhost 14.udp]# bin/broadcast 192.168.32.100 8888
 * I will broadcast...
 * broadcast success
 * [root@localhost 14.udp]# bin/broadcast 192.168.32.100 8888
 * I will broadcast...
 * broadcast success
 * [root@localhost 14.udp]# bin/broadcast 192.168.32.100 8888
 * I will broadcast...
 * broadcast success
 */