Linux网络的多播IP技术

作者：曹江华

多播广播是用于建立分步式系统：例如网络游戏、ICQ 聊天构建、远程视频会议系统的重要工具。使用多播广播的程序和 UDP 向单个介绍方发送信息的程序相似。区别在于多播广播程序使用特殊的多播 IP 地址。

目录

一、配置 Linux 支持多播 IP
二、使用 Linux 多播 IP 广播数据

例如本地计算机的的IP地址是：127.0.0.1 二它的多播地址是： 224.0.0.1。这是由 RCF 1390 定义的。为发送 IP 多播数据，发送者需要确定一个合适的多播地址，这个地址代表一个组。IPv4 多播地址采用 D 类 IP 地址确定多播的组。在 Internet 中，多播地址范围是从 224.0.0.0 到 234.255.255.255。其中比较重要的地址有：

　　224.0.0.1 － 网段中所有支持多播的主机

　　224.0.0.2 － 网段中所有支持多播的路由器

　　224.0.0.4 － 网段中所有的 DVMRP 路由器

　　224.0.0.5 － 所有的 OSPF 路由器

　　224.0.0.6 － 所有的 OSPF 指派路由器

　　224.0.0.9 － 所有 RIPv2 路由器

IPv6 地址空间中有 1/256 的地址空间分配给多播地址。一个FF（11111111）值标识该地址是多播地址。标识段高三位始终设置为 0 并保留。第四位T标识设置为 0 时表示一个永久分配的多播地址。T 标识设置为 1 时，表示非永久分配的多播地址，这种地址作为一个临时的多播地址。

一、配置 Linux 支持多播 IP

在默认状态下，大多 Linux 发行版本关闭的对多播 IP 的支持。为了在 Linux 系统使用多播套接口，需要从新配置和编译 Linux 内核。下面看一下配置步骤：

1.cd /usr/src/linux

2.make menuconfig

3.选择网络选项

4.选中 IP：Enable Multicasting IP 一项

5.保存并从 menuconfig 退出

6.运行：make dep；make clean；make bzlmage

7.cp/vmlinuz/vdimLz_good

8.cparch/i386/boot/zImage/vmlinzz

9.cd/etc

10.编辑 lilo．conf，加入针对 /vmlinuz_good 的内核新选项

11.运行 li1o

Linux 内核编译后，以超级用户身份运行命令：

＃router add ?net 224.0.0.0 netmask 224.0.0.0 dev lo

核实命令是否加入系统，运行命令：

＃route ?eKernel IP routing table
Destination gatewary Genmask Flags MSS Window irtt Iface
10.0.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
127.0.0.0 * 255.0.0.0 U 0 0 0 lo
BASE_ADDRESS>MC * 240.0.0.0 U 0 0 0 lo
Default 10.0.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0

其中出现多播地址： 224.0.0.1。就表示配置成功了。

二、使用 Linux 多播 IP广播数据

1、首先在服务器端建立多播程序：

服务器端程序代码和解释：

/* * broadcast.c - An IP multicast server */ #include #include #include #include #include #include #include int port = 6789; int main(void) { int socket_descriptor; struct sockaddr_in address; /* 首先建立套接口 */ socket_descriptor = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (socket_descriptor == -1) { perror("Opening socket"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 初始化IP多播地址 */ memset(&address, 0, sizeof(address)); address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.0.0.1"); address.sin_port = htons(port); /* 开始进行IP多播 */ while(1) { if(sendto(socket_descriptor, "test from broadcast", sizeof("test from broadcast"), 0, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) <0) { perror("sendto"); exit(EXIT_FAILURE); } sleep(2); } exit(EXIT_SUCCESS);}

2、创建 Linux 客户端的程序多播 IP 广播

建立号广播服务器后，就需要一个客户端的收听程序，收听多播 IP 广播要求在程序中作以下几项工作：

（1）、多播方收听，客户端编写通知 Linux 内核每个指定的套接口加入多播 IP 广播组。

（2）、收听方必须运行在同一个 Linux 计算机的不同进程的同一个套接口。

（3）、编写配置丹江口设定广播信息可以发送给同一个 Linux 主机，这样作的用处是在同一个 Linux 主机上测试广播程序和收听程序，易于调试。

客户端程序代码和解释

/* * listen.c - An IP multicast client */ #include #include #include #include #include #include #include char * host_name = "224.0.0.1"; /* 多播IP地址 */ int port = 6789; int main(void) { struct ip_mreq command; int loop = 1; /* 多播循环 */ int iter = 0; int sin_len; char message[256]; int socket_descriptor; struct sockaddr_in sin; struct hostent *server_host_name; if((server_host_name = gethostbyname(host_name)) == 0) { perror("gethostbyname"); exit(EXIT_FAILURE); } /*bzero(&sin, sizeof(sin));*/ memset(&sin, 0, sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); sin.sin_port = htons(port); if((socket_descriptor = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror("socket"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 调用bind之前，设置套接口选项启用多播IP支持*/ loop = 1; if(setsockopt(socket_descriptor, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &loop, sizeof(loop)) <0) { perror("setsockopt:SO_REUSEADDR"); exit(EXIT_FAILURE); } if(bind(socket_descriptor, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) <0) { perror("bind"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 在同一个主机上进行广播设置套接口， 作用是方便单个开发系统上测试多播IP广播 */ loop = 1; if(setsockopt(socket_descriptor, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP, &loop, sizeof(loop)) <0) { perror("setsockopt:IP_MULTICAST_LOOP"); exit(EXIT_FAILURE); } /* 加入一个广播组。进一步告诉Linux内核， 特定的套接口即将接受广播数据*/ command.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.0.0.1"); command.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY); if(command.imr_multiaddr.s_addr == -1) { perror("224.0.0.1 not a legal multicast address"); exit(EXIT_FAILURE); } if (setsockopt(socket_descriptor, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &command, sizeof(command)) <0) { perror("setsockopt:IP_ADD_MEMBERSHIP"); } while(iter++ <8) { sin_len = sizeof(sin); if(recvfrom(socket_descriptor, message, 256, 0, (struct sockaddr *)&sin, &sin_len) == -1) { perror("recvfrom"); } printf("Response #%-2d from server: %s\n", iter, message); sleep(2); } /* 接受8个广播后退出 */ if(setsockopt(socket_descriptor, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &command, sizeof(command)) <0) { perror("setsockopt:IP_DROP_MEMBERSHIP"); } close(socket_descriptor); exit(EXIT_SUCCESS);}

3、运行 Linux 多播 IP 程序

运行程序，打开两个终端窗口并在每个窗口中输入以上的源代码。在一个窗口中键入 make，编译 broadcast 和 listen 这两个的可执行文件,由 GUN make 建立一个 Makfiles 文件。GUN make 是 Linux 系统中一个自动生成和维护目标程序的工具。

在一个窗口中通过执行 ./broadcast,在另一个的窗口执行 ./listen，启动收听程序，你应该看到如下输出：


＃./listenResponse #1 form sever :test from broadcast Response #2 form sever :test from broadcast Response #3 form sever :test from broadcast Response #4 form sever :test from broadcast Response #5 form sever :test from broadcast Response #6 form sever :test from broadcast Response #7 form sever :test from broadcast Response #8 form sever :test from broadcast #

4、总结

Linux 多播 IP 是一种同时向价格进程高效的发送信息的介绍。多播传输中，数据被发送到接收者的多播地址，而不是每个接收者的单播地址，发送者只发送一个数据拷贝，源端到目标端路径上的中间节点复制该数据。现在多播 IP 已经广泛应用于网络游戏、视频广播的领域。