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用Visual C++在局域网实现IP多播

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-05-12

  在局域网中,管理员常常需要将某条信息发送给一组用户。如果使用一对一的发送方法,虽然是可行的,但是过于麻烦,也常会出现漏发、错发。为了更有效的解决这种组通信问题,出现了一种多播技术(也常称为组播通信),它是基于IP层的通信技术。为了帮助读者理解,下面将简要的介绍一下多播的概念。

  众所周知,普通IP通信是在一个发送者和一个接收者之间进行的,我们常把它称为点对点的通信,但对于有些应用,这种点对点的通信模式不能有效地满足实际应用的需求。例如:一个数字电话会议系统由多个会场组成,当在其中一个会场的参会人发言时,要求其它会场都能即时的得到此发言的内容,这是一个典型的一对多的通信应用,通常把这种一对多的通信称为多播通信。采用多播通信技术,不仅可以实现一个发送者和多个接收者之间进行通信的功能,而且可以有效减轻网络通信的负担,避免资源的无谓浪费。

  广播也是一种实现一对多数据通信的模式,但广播与多播在实现方式上有所不同。广播是将数据从一个工作站发出,局域网内的其他所有工作站都能收到它。这一特征适用于无连接协议,因为LAN上的所有机器都可获得并处理广播消息。使用广播消息的不利之处是每台机器都必须对该消息进行处理。多播通信则不同,数据从一个工作站发出后,如果在其它LAN上的机器上面运行的进程表示对这些数据有兴趣,多播数据才会制给它们。

  本实例由Sender和Receiver两个程序组成,Sender用户从控制台上输入多播发送数据,Receiver端都要求加入同一个多播组,完成接收Sender发送的多播数据。

  并不是所有的协议都支持多播通信,对Win32平台而言,仅两种可从WinSock内访问的协议(IP/ATM)才提供了对多播通信的支持。因通常通信应用都建立在TCP/IP协议之上的,所以本文只针对IP协议来探讨多播通信技术。

  IP采用D类地址来支持多播。每个D类地址代表一组主机。共有28位可用来标识小组。所以可以同时有多达25亿个小组。当一个进程向一个D类地址发送分组时,会尽最大的努力将它送给小组的所有成员,但不能保证全部送到。有些成员可能收不到这个分组。举个例子来说,假定五个节点都想通过I P多播,实现彼此间的通信,它们便可加入同一个组地址。全部加入之后,由一个节点发出的任何数据均会一模一样地复制一份,发给组内的每个成员,甚至包括始发数据的那个节点。D类I P地址范围在244.0.0.0到239.255.255.255之间。它分为两类:永久地址和临时地址。永久地址是为特殊用途而保留的。比如,244.0.0.0根本没有使用(也不能使用),244.0.0.1代表子网内的所有系统(主机),而244.0.0.2代表子网内的所有路由器。在RFC 1700文件中,提供了所有保留地址的一个详细清单。该文件是为特殊用途保留的所有资源的一个列表,大家可以找来作为参考。Internet分配数字专家组(I A N A)负责着这个列表的维护。在表1中,我们总结了目前标定为保留的一些地址。临时组地址在使用前必须先创建,一个进程可以要求其主机加入特定的组,它也能要求其主机脱离该组。当主机上的最后一个进程脱离某个组后,该组地址就不再在这台主机中出现。每个主机都要记录它的进程当前属于哪个组。

  多播由特殊的多播路由器来实现,多播路由器同时也可以是普通路由器。各个多播路由器每分钟发送一个硬件多播信息给子网上的主机(目的地址为244.0.0.1),要求它们报告其进程当前所属的是哪一组,各主机将它感兴趣的D类地址返回。这些询问和响应分组使用IGMP(Internet group management protocol),它大致类似于ICMP。它只有两种分组:询问和响应,都有一个简单的固定格式,其中有效载荷字段的第一个字段是一些控制信息,第二字段是一个D类地址,在RFC1112中有详细说明。

  多播路由器的选择是通过生成树实现的,每个多播路由器采用修改过的距离矢量协议和其邻居交换信息,以便向每个路由器为每一组构造一个覆盖所有组员的生成树。在修剪生成树及删除无关路由器和网络时,用到了很多优化方法。

  WinSock提供了实现多播通信的API函数调用。针对IP多播,WinSock提供了两种不同的实现方法,具体取决于使用的是哪个版本的WinSock。第一种方法是WinSock1提供的,要求通过套接字选项来加入一个组;另一种方法是WinSock2提供的,它是引入一个新函数,专门负责多播组的加入,这个函数便是WSAJoinLeaf,它是基层协议是无关的。本文将通过一个多播通信的实例的实现过程,来讲叙多播实现的主要步骤。因为Window98以后版本都安装了Winsock2.0以上版本,所以本文实例在WinSock2.0平台上开发的,但在其中对WinSock1实现不同的地方加以说明。

  (2)、将此Socket绑定到本地的一个端口上,为了接收服务器端发送的多播数据。

  其中,第一个参数s代表一个套接字句柄,是自WSASocket返回的。传递进来的这个套接

  字必须使用恰当的多播标志进行创建;否则的话WSAJoinLeaf就会失败,并返回错误WSAEINVAL。第二个参数是SOCKADDR(套接字地址)结构,具体内容由当前采用的协议决定,对于IP协议来说,这个地址指定的是主机打算加入的那个多播组。第三个参数namelen(名字长度)是用于指定name参数的长度,以字节为单位。第四个参数lpCallerData(呼叫者数据)的作用是在会话建立之后,将一个数据缓冲区传输给自己通信的对方。第五个参数lpCalleeData(被叫者数据)用于初始化一个缓冲区,在会话建好之后,接收来自对方的数据。注意在当前的Windows平台上,lpCallerData和lpCalleeData这两个参数并未真正实现,所以均应设为NULL。LpSQOS和lpGQOS这两个参数是有关Qos(服务质量)的设置,通常也设为NULL,有关Qos内容请参阅MSDN或有关书籍。最后一个参数dwFlags指出该主机是发送数据、接收数据或收发兼并。该参数可选值分别是:JL_SENDER_ONLY、JL_RECEIVER_ONLY或者JL_BOTH。

  ②、在WinSock1平台上加入多播组需要调用setsockopt函数,同时设置IP_ADD_MEMBERSHIP选项,指定想加入的那个组的地址结构。具体实现代码将在下面代码注释列出。

  (4)、在Sender PC上输入多播数据后,你就可以在Receiver PC上看到输入的多播数据。

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