内核中的多播
Linux内核中的多播是利用结构struct ip_mc_socklist来将多播的各个方面连接起来的，其示意图如图11.7所示。
1. struct inet_sock {
2. ...
3. __u8 mc_ttl; /*多播TTL*/
4. ...
5. __u8 ...
6. mc_loop:1; /*多播回环设置*/
7. int mc_index; /*多播设备序号*/
8. __be32 mc_addr; /*多播地址*/
9. struct ip_mc_socklist *mc_list; /*多播群数组*/
10. ...
11.};
结构成员mc_ttl用于控制多播的TTL；
结构成员mc_loop表示是否回环有效，用于控制多播数据的本地发送；
结构成员mc_index用于表示网络设备的序号；
结构成员mc_addr用于保存多播的地址；
结构成员mc_list用于保存多播的群组。
1．结构ip_mc_socklist
结构成员mc_list的原型为struct ip_mc_socklist，定义如下：
1. struct ip_mc_socklist
2. {
3. struct ip_mc_socklist *next;
4. struct ip_mreqn multi;
5. unsigned int sfmode; /*MCAST_{INCLUDE,EXCLUDE}*/
6. struct ip_sf_socklist *sflist;
7. };
成员参数next指向链表的下一个节点。
成员参数multi表示组信息，即在哪一个本地接口上，加入到哪一个多播组。
成员参数sfmode是过滤模式，取值为 MCAST_INCLUDE或MCAST_EXCLUDE，分别表示只接收sflist所列出的那些源的多播数据报，和不接收sflist所列出的那些源的多播数据报。
成员参数sflist是源列表。
2．结构ip_mreqn
multi成员的原型为结构struct ip_mreqn，定义如下：
1. struct ip_mreqn
2. {
3. struct in_addr imr_multiaddr; /*多播组的IP地址*/
4. struct in_addr imr_address; /*本地址网络接口的IP地址*/
5. int imr_ifindex; /*网络接口序号*/
6. };
该结构体的两个成员分别用于指定所加入的多播组的组IP地址，和所要加入组的那个本地接口的IP地址。该命令字没有源过滤的功能，它相当于实现IGMPv1的多播加入服务接口。
3．结构ip_sf_socklist
成员sflist的原型为结构struct ip_sf_socklist，定义如下：
1. struct ip_sf_socklist
2. {
3. unsigned int sl_max; /*当前sl_addr数组的最大可容纳量*/
4. unsigned int sl_count; /*源地址列表中源地址的数量*/
5. __u32 sl_addr[0]; /*源地址列表*/
6. };
成员参数sl_addr表示是源地址列表；
成员参数sl_count表示是源地址列表中源地址的数量；
成员参数sl_max表示是当前sl_addr数组的最大可容纳量（不确定）。
4．选项IP_ADD_MEMBERSHIP
选项IP_ADD_MEMBERSHIP用于把一个本地的IP地址加入到一个多播组，在内核中 其处理过程如图11.8所示，在应用层调用函数setsockopt()函数的选项IP_ADD_MEMBE- RSHIP后，内核的处理过程如下，主要调用了函数ip_mc_join_group()。
（1）将用户数据复制如内核。
（2）判断广播IP地址是否合法。
（3）查找IP地址对应的网络接口。
（4）查找多播列表中是否已经存在多播地址。
（5）将此多播地址加入列表。
（6）返回处理值。
5．选项IP_DROP_MEMBERSHIP
选项IP_DROP_MEMBERSHIP用于把一个本地的IP地址从一个多播组中取出，在内核中其处理过程如图11.9所示，在应用层调用 setsockopt()函数的选项IP_DROP_ MEMBERSHIP后，内核的处理过程如下，主要调用了函数ip_mc_leave_group()。
（1）将用户数据复制入内核。
（2）查找IP地址对应的网络接口。
（3）查找多播列表中是否已经存在多播地址。
（4）将此多播地址从源地址中取出。
（5）将此地址结构从多播列表中取出。
（6）返回处理值。
一个组播通信的例子
下面给出一个简单的例子实现文中阐述的思想：由一个进程向一个组播组发送报文，组播组中的相关进程接收报文，并将报文显示到屏幕上。
下面的代码实现了一个服务进程，它将标准输入接口输入的信息全部发送到组播组 224.0.1.1。你会发现，将信息发送到组播组不需要特别的操作，只要设置好组播组的目的地址就足够了。若在开发过程中，Loopback和TTL这两个选项的默认值不适合应用程序，可以加以调整。
服务程序
将标准输入端口的输入发送到组播组224.0.1.1。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXBUF 256
#define PUERTO 5000
#define GROUP "224.0.1.1"
int main(void) {
int s;
struct sockaddr_in srv;
char buf;
bzero(&srv, sizeof(srv));
srv.sin_family = AF_INET;
srv.sin_port = htons(PUERTO);
if (inet_aton(GRUPO, &srv.sin_addr) < 0) {
perror("inet_aton");
return 1;
}
if ((s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
perror("socket");
return 1;
}
while (fgets(buf, MAXBUF, stdin)) {
if (sendto(s, buf, strlen(buf), 0,
(struct sockaddr *)&srv, sizeof(srv)) < 0) {
perror("recvfrom");
} else {
fprintf(stdout, "Enviado a %s: %s
", GRUPO, buf);
}
}
}
客户端程序
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXBUF 256
#define PUERTO 5000
#define GROUP "224.0.1.1"
int main(void) {
int s, n, r;
struct sockaddr_in srv, cli;
struct ip_mreq mreq;
char buf;
bzero(&srv, sizeof(srv));
srv.sin_family = AF_INET;
srv.sin_port = htons(PUERTO);
if (inet_aton(GRUPO, &srv.sin_addr) < 0) {
perror("inet_aton");
return 1;
}
if ((s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
perror("socket");
return 1;
}
if (bind(s, (struct sockaddr *)&srv, sizeof(srv)) < 0) {
perror("bind");
return 1;
}
if (inet_aton(GRUPO, &mreq.imr_multiaddr) < 0) {
perror("inet_aton");
return 1;
}
mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
if (setsockopt(s,IPPROTO_IP,IP_ADD_MEMBERSHIP,&mreq,sizeof(mreq))
< 0) {
perror("setsockopt");
return 1;
}
n = sizeof(cli);
while (1) {
if ((r = recvfrom(s, buf, MAXBUF, 0, (struct sockaddr *)
&cli, &n)) < 0) {
perror("recvfrom");
} else {
buf = 0;
fprintf(stdout, "Mensaje desde %s: %s
",
inet_ntoa(cli.sin_addr), buf);
}
}
}
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