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在Linux系統(tǒng)中，如果有多張網(wǎng)卡，那么可以利用這些網(wǎng)卡來實現(xiàn)對組播數(shù)據(jù)的接收。組播（Multicast）是指將數(shù)據(jù)包同時傳輸給多個主機的一種做法，與廣播（Broadcast）和單播（Unicast）不同。
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在多網(wǎng)卡環(huán)境下，有多種方式可以實現(xiàn)對組播數(shù)據(jù)的接收。下面我們就來詳細講解一下。
1. 使用SO_REUSEADDR選項
使用SO_REUSEADDR選項可以讓同一臺主機上的多個程序可以同時綁定到相同的組播地址和端口。
具體操作步驟如下：
之一步：創(chuàng)建socket對象。
“`c
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
“`
第二步：設置SO_REUSEADDR選項。
“`c
int reuse = 1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&reuse, sizeof(int));
“`
第三步：綁定端口和組播地址。
“`c
struct sockaddr_in groupaddr;
memset(&groupaddr, 0, sizeof(groupaddr));
groupaddr.sin_family = AF_INET;
groupaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“224.0.0.1”);
groupaddr.sin_port = htons(8888);
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&groupaddr, sizeof(groupaddr));
“`
2. 使用IP_ADD_MEMBERSHIP選項
使用IP_ADD_MEMBERSHIP選項可以讓單個程序可以同時加入多個組播地址。
具體操作步驟如下：
之一步：創(chuàng)建socket對象。
“`c
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
“`
第二步：設置IP_ADD_MEMBERSHIP選項。
“`c
struct ip_mreq mreq;
memset(&mreq, 0, sizeof(mreq));
mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(“224.0.0.1”);
mreq.imr_interface.s_addr = inet_addr(“192.168.1.100”);
setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&mreq, sizeof(mreq));
“`
第三步：綁定端口和任意IP地址。
“`c
struct sockaddr_in localaddr;
memset(&localaddr, 0, sizeof(localaddr));
localaddr.sin_family = AF_INET;
localaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //綁定到任意IP地址
localaddr.sin_port = htons(8888);
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&localaddr, sizeof(localaddr));
“`
3. 使用SO_BINDTODEVICE選項
使用SO_BINDTODEVICE選項可以讓程序指定使用哪個網(wǎng)卡接收組播數(shù)據(jù)。
具體操作步驟如下：
之一步：創(chuàng)建socket對象。
“`c
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
“`
第二步：設置SO_BINDTODEVICE選項。
“`c
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, “eth0”, strlen(“eth0”) + 1);
“`
第三步：綁定端口和組播地址。
“`c
struct sockaddr_in groupaddr;
memset(&groupaddr, 0, sizeof(groupaddr));
groupaddr.sin_family = AF_INET;
groupaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“224.0.0.1”);
groupaddr.sin_port = htons(8888);
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&groupaddr, sizeof(groupaddr));
“`
在Linux下多網(wǎng)卡如何實現(xiàn)組播接收，可以采用以上三種方式，具體應根據(jù)實際需求和網(wǎng)卡設置來選擇相應的方法。SO_REUSEADDR選項適合同一臺主機上的多個程序共享組播地址和端口；IP_ADD_MEMBERSHIP選項適合單個程序加入多個組播地址；SO_BINDTODEVICE選項可以指定程序使用哪個網(wǎng)卡接收組播數(shù)據(jù)。
相關問題拓展閱讀：
- linux 怎樣加入一個多播組
- linux下如何開啟multicast
linux 怎樣加入一個多播組
應用程序
通過命令字IP_ADD_MEMBERSHIP把一個socket加入到一個多播組，IP_ADD_MEMBERSHIP是一個IP層的命令字，其調用使用的參數(shù)是
結構體
struct ip_mreq，其定義如下：
struct ip_mreq
{
struct in_addr imr_multiaddr;
struct in_addr imr_interface;
};
該結構體的兩個成員分別用于指定所加入的多播組的組
IP地址
，和所要加入組的那個本地接口的IP地址。該命令字沒有
源
過濾的功能，它相當于實現(xiàn)IGMPv1的多播加入服務接口。
ip_setsockopt實現(xiàn)了該命令字，它橋知通過調用ip_mc_join_group把socket加入到多播組。
表示socket的結構體struct inet_sock有一個成員mc_list，它是一個結構體struct ip_mc_socklist的指針，實際上一個該結構體的
鏈表
，該結構體的定義如下：
struct ip_mc_socklist
{
struct ip_mc_socklist *next;
struct ip_mreqnmulti;
unsigned int
sfmode;
struct ip_sf_socklist *sflist;
};
next指向鏈表的下一個節(jié)點；multi表示組信息，即在哪一個本地接口上，加入到哪一個多播組；sfmode是過濾模式，取值為
MCAST_INCLUDE或MCAST_EXCLUDE，分別表示只接收sflist所列出的那些源的多播數(shù)據(jù)報，和不接收sflist所列出的那些源
的多播數(shù)據(jù)報；sflist是源列表，結構體struct ip_sf_socklist的定義如下：
struct ip_sf_socklist
{
unsigned int sl_max;
unsigned int sl_count;
__usl_addr;
};
sl_addr是源地址列表，sl_count應該是源地址列表中源地址的數(shù)量，sl_max應該是當前sl_addr數(shù)組的更大可容納量(不確定)。對
于通過調用IP_ADD_MEMBERSHIP加入的多播組，它會在struct inet_sock的mc_list的鏈
表頭
添加橘燃如下一個節(jié)點：
struct ip_mc_socklist{
.next = 原來的鏈表頭;
.multi = 所加入的多播組，和接口信息;
.sfmode = MCAST_EXCLUDE;
.sflist = NULL;即不排除任何源地址，也就是不存在源過濾。
}
另外，一個socket所允許加入的多播組的更大數(shù)量也是有限制的，mc_list中節(jié)點的數(shù)量不允許超過sysctl_igmp_max_memberships(缺省為20)。
ip_mc_join_group還需要通過ip_mreq.imr_interface的指定值找到要加入多播組的那個接口，并為接口設置狀態(tài)(即該接
口要加入哪個多播組，過濾哪些源，也就是為該接口增加一個組，如果要增加的組已存在，則增加該組的引用計數(shù))。代表網(wǎng)絡設備接口敏伍消的結構體struct
in_device有一個成員mc_list，這是一個結構體struct ip_mc_list的鏈表，該結構體的定義如下：
struct ip_mc_list
{
struct in_device *interface;
unsigned longmultiaddr;
struct ip_sf_list *sources;
struct ip_sf_list *tomb;
unsigned intsfmode;
unsigned longsfcount;
struct ip_mc_list *next;
struct timer_list timer;
int users;
atomic_trefcnt;
spinlock_tlock;
char tm_running;
char reporter;
char unsolicit_count;
char loaded;
unsigned chargsquery;
unsigned charcrcount;
};
interface指向網(wǎng)絡設備接口，multicast即為加入的組的多播地址，users記錄當前有幾個socket在該接口上加入了該多播組。
sfcount是一個有兩個元素的數(shù)組，分別記錄在該接口上加入多播組的socket的過濾模式為EXCLUDE和INCLUDE的數(shù)量，sfmode為
該接口本身的過濾模式。sources為源地址列表，該結構體具體內容稍后再分析。timer為主動報告定時器，當一個接口(注意：不是socket)新
加入到一個多播組，需要向多播路由器發(fā)送一個igmp報告，以通知多播路由器需要向本地網(wǎng)絡轉發(fā)該組的數(shù)據(jù)報。tm_running是一個標志，如果
timer當前正在運行，則置1，否則置0。reporter也是一個標志，如果當前正要開始發(fā)送igmp報告，則置該標志為1，否則為0。
unsolicit_count是當一個接口新加入到一個多播組時，發(fā)送主動報告的次數(shù)，值賦為
IGMP_Unsolicited_Report_Count(缺省值為2)。loaded也是一個標志，當該接口上的該多播組被加入時，需要通知硬件過
濾器，通知完成即置該標志為1，否則為0。
該結構體比較復雜，先看通過IP_ADD_MEMBERSHIP命令字把一個socket加入到一個新的多播組，會使struct in_device的mc_list中增加一個什么樣的節(jié)點。下面是生成的節(jié)點的情況：
struct ip_mc_list{
.interface = in_dev;
.multiaddr = 多播組地址;
.source = NULL;//源過濾列表為空。
.tomb = NULL;
.sfmode = MCAST_EXCLUDE; //EXCLUDE模式，即不過濾任何源。
.sfcount = 1;
.sfcount = 0;//即該節(jié)點上該多播組有一個socket加入，過濾模式為EXCLUDE。
.users = 1; //有一個用戶。
.refcnt = 1; //引用計數(shù)為1
.tm_running = 0;
.unsolicit_count = 2;
… …
}
新生成的節(jié)點加入到mc_list鏈表中后，要通知網(wǎng)絡設備接口的硬件，以使它的過濾機制可以接收進該多播組的數(shù)據(jù)報，同時也要通知多播路由器。
首先要把多播地址映射成
以太網(wǎng)
地址，映射規(guī)則是把多播IP地址的低23位放到以太網(wǎng)多播地址E(
16進制
)的低23位。
因為一個IP組地址有28位有效位(除去高位的1110)，所以有可能出現(xiàn)多個組地址被映射成同一個以太網(wǎng)多播地址，具體實現(xiàn)見
ip_eth_mc_map。然后把這個mac地址加到硬件的過濾機制中。
具體的實現(xiàn)在函數(shù)dev_mc_add中。代表網(wǎng)絡設備接口的結構體struct net_device也有一個成員mc_list，它是一個結構體struct dev_mc_list的鏈表，該結構體的定義如下：
struct dev_mc_list
{
struct dev_mc_list *next;
__udmi_addr;
unsigned char dmi_addrlen;
intdmi_users;
intdmi_gusers;
};
next指向鏈表下一個節(jié)點，dmi_addr是多播mac地址，dmi_addrlen為多播mac地址的長度，dmi_users是在節(jié)點被重復到加
入到設備上的次數(shù)，struct
net_device還有一個成員mc_count，用于記錄鏈表中節(jié)點的數(shù)量。dev_mc_add創(chuàng)建一個新的struct
dev_mc_list節(jié)點，加入到鏈表中，并通過調用網(wǎng)絡設備接口的成員函數(shù)set_multicast_list來啟用設備的過濾機制。
最后一步發(fā)送主動成員報告，這里，首先忽略IGMPv1和IGMPv2存在的情況。如果要加入的多播組是
IGMP_ALL_HOSTS(224.0.0.1)，則不需要發(fā)送成員報告。否則啟用定時器struct
in_device->mr_ifc_timer(接口狀態(tài)改變定時器)，該定時器在設備初始化的時候被建立，其超時處理函數(shù)是
igmp_ifc_timer_expire，它發(fā)送一個IGMPv3的報告，然后再次啟用定時器。也就是說，之一個主動成員報告立即發(fā)出，然后在一個0
到IGMP_Unsolicited_Report_Interval(缺省為10秒)之間的一個時間后，發(fā)出第二個主動成員報告，連續(xù)發(fā)出
IGMP_Unsolicited_Report_Count(缺省值為2)個。
測試環(huán)境中要加入的多播組是224.0.1.1，發(fā)出的IGMPv3報告如下：
數(shù)據(jù) 含義
第3版成員關系報告
bit保留，必須為0
f8 fc 校驗和
bit保留，必須為0
組記錄的數(shù)量，為1
下面為一條組記錄：
類型為CHANGE_TO_EXCLUDE_MODE，改變到EXCLUDE過濾模式
輔助數(shù)據(jù)長度
源地址的數(shù)量
linux下如何開啟multicast
socket創(chuàng)建UDP通信描述符后，setsockopt加入多播組，再bind綁定到該網(wǎng)卡上
//在指定的IP和端口上接收多播組的報文
int recv_msg(char *ip , unsigned short port ， char *mult_ip )
{
//建立通訊套接字
int fd = socket( PF_INET , SOCK_DGRAM , 0 );
if( -1 == fd )
{
perror(“socket failed”);
return -1;
}
//設置地址重用和接收多播
{
int reuse 陸襲= 1 ;
struct ip_mreqn mult_addr = {0};
mult_addr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr( mult_ip );
mult_addr.imr_address.s_addr = inet_addr( ip );
if( -1 == setsockopt( fd , IPPROTO_IP , IP_ADD_MEMBERSHIP ,
&mult_addr , sizeof(mult_addr)))
{
perror(“setsockopt add failed”);
goto _out;
}
if( -1 == setsockopt( fd , SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
&reuse , sizeof(reuse) ) )
{
perror(“setsockopt reuse failed”);
}
}
//綁定地址和端口
{
struct sockaddr_in addr = {0};
addr.sin_family = PF_INET;
addr.sin_port = htons( port );
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if( -1 == bind( fd , (struct sockaddr*)&addr ,
sizeof(addr) ) )
{
perror(“bind failed”);
goto _out;
}
}
//接收信息
while(1)
{
char buf = {0};
int ret = 0 ;
struct sockaddr_in client_addr = {0};
int len = sizeof(client_addr) ;
ret = recvfrom( fd , buf , sizeof(buf), 0 ,
(struct sockaddr*)&client_addr ,
&len );
//被信號中斷則重啟
if( (-1 == ret)&&(EINTR ==errno 梁悉啟))
{
continue;
}
else if( -1 ==ret )
{
perror(“recvfrom failed”);
goto _out;
}
else if( ret >0 )
{
printf(“%s\n” , buf );
}
usleep( 100*1000 );
}
_out:
if( fd >= 0)
{
close( fd );
}
return 橡如0;
}
把虛擬機的網(wǎng)卡設置成host only才能將組播包放行。
linux 多網(wǎng)卡組播接收的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內容，更多關于linux 多網(wǎng)卡組播接收,Linux下多網(wǎng)卡如何實現(xiàn)組播接收？,linux 怎樣加入一個多播組,linux下如何開啟multicast的信息別忘了在本站進行查找喔。
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