Linux下多网卡如何实现组播接收？(linux多网卡组播接收)

在Linux系统中，如果有多张网卡，那么可以利用这些网卡来实现对组播数据的接收。组播（Multicast）是指将数据包同时传输给多个主机的一种做法，与广播（Broadcast）和单播（Unicast）不同。

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在多网卡环境下，有多种方式可以实现对组播数据的接收。下面我们就来详细讲解一下。

1. 使用SO_REUSEADDR选项

使用SO_REUSEADDR选项可以让同一台主机上的多个程序可以同时绑定到相同的组播地址和端口。

具体操作步骤如下：

之一步：创建socket对象。

“`c

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

“`

第二步：设置SO_REUSEADDR选项。

“`c

int reuse = 1;

setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&reuse, sizeof(int));

“`

第三步：绑定端口和组播地址。

“`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选项

使用IP_ADD_MEMBERSHIP选项可以让单个程序可以同时加入多个组播地址。

具体操作步骤如下：

之一步：创建socket对象。

“`c

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

“`

第二步：设置IP_ADD_MEMBERSHIP选项。

“`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：绑定端口和任意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); //绑定到任意IP地址

localaddr.sin_port = htons(8888);

bind(sockfd, (struct sockaddr*)&localaddr, sizeof(localaddr));

“`

3. 使用SO_BINDTODEVICE选项

使用SO_BINDTODEVICE选项可以让程序指定使用哪个网卡接收组播数据。

具体操作步骤如下：

之一步：创建socket对象。

“`c

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

“`

第二步：设置SO_BINDTODEVICE选项。

“`c

setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, “eth0”, strlen(“eth0”) + 1);

“`

第三步：绑定端口和组播地址。

“`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下多网卡如何实现组播接收，可以采用以上三种方式，具体应根据实际需求和网卡设置来选择相应的方法。SO_REUSEADDR选项适合同一台主机上的多个程序共享组播地址和端口；IP_ADD_MEMBERSHIP选项适合单个程序加入多个组播地址；SO_BINDTODEVICE选项可以指定程序使用哪个网卡接收组播数据。

相关问题拓展阅读：

• linux 怎样加入一个多播组
• linux下如何开启multicast

linux 怎样加入一个多播组

应用程序

通过命令字IP_ADD_MEMBERSHIP把一个socket加入到一个多播组，IP_ADD_MEMBERSHIP是一个IP层的命令字，其调用使用的参数是

结构体

struct ip_mreq，其定义如下：

struct ip_mreq

{

struct in_addr imr_multiaddr;

struct in_addr imr_interface;

};

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。

ip_setsockopt实现了该命令字，它桥知通过调用ip_mc_join_group把socket加入到多播组。

表示socket的结构体struct inet_sock有一个成员mc_list，它是一个结构体struct ip_mc_socklist的指针，实际上一个该结构体的

链表

，该结构体的定义如下：

struct ip_mc_socklist

{

struct ip_mc_socklist *next;

struct ip_mreqnmulti;

unsigned int

sfmode;

struct ip_sf_socklist *sflist;

};

next指向链表的下一个节点；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；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；sflist是源列表，结构体struct ip_sf_socklist的定义如下：

struct ip_sf_socklist

{

unsigned int sl_max;

unsigned int sl_count;

__usl_addr;

};

sl_addr是源地址列表，sl_count应该是源地址列表中源地址的数量，sl_max应该是当前sl_addr数组的更大可容纳量(不确定)。对

于通过调用IP_ADD_MEMBERSHIP加入的多播组，它会在struct inet_sock的mc_list的链

表头

添加橘燃如下一个节点：

struct ip_mc_socklist{

.next = 原来的链表头;

.multi = 所加入的多播组，和接口信息;

.sfmode = MCAST_EXCLUDE;

.sflist = NULL;即不排除任何源地址，也就是不存在源过滤。

}

另外，一个socket所允许加入的多播组的更大数量也是有限制的，mc_list中节点的数量不允许超过sysctl_igmp_max_memberships(缺省为20)。

ip_mc_join_group还需要通过ip_mreq.imr_interface的指定值找到要加入多播组的那个接口，并为接口设置状态(即该接

口要加入哪个多播组，过滤哪些源，也就是为该接口增加一个组，如果要增加的组已存在，则增加该组的引用计数)。代表网络设备接口敏伍消的结构体struct

in_device有一个成员mc_list，这是一个结构体struct ip_mc_list的链表，该结构体的定义如下：

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指向网络设备接口，multicast即为加入的组的多播地址，users记录当前有几个socket在该接口上加入了该多播组。

sfcount是一个有两个元素的数组，分别记录在该接口上加入多播组的socket的过滤模式为EXCLUDE和INCLUDE的数量，sfmode为

该接口本身的过滤模式。sources为源地址列表，该结构体具体内容稍后再分析。timer为主动报告定时器，当一个接口(注意：不是socket)新

加入到一个多播组，需要向多播路由器发送一个igmp报告，以通知多播路由器需要向本地网络转发该组的数据报。tm_running是一个标志，如果

timer当前正在运行，则置1，否则置0。reporter也是一个标志，如果当前正要开始发送igmp报告，则置该标志为1，否则为0。

unsolicit_count是当一个接口新加入到一个多播组时，发送主动报告的次数，值赋为

IGMP_Unsolicited_Report_Count(缺省值为2)。loaded也是一个标志，当该接口上的该多播组被加入时，需要通知硬件过

滤器，通知完成即置该标志为1，否则为0。

该结构体比较复杂，先看通过IP_ADD_MEMBERSHIP命令字把一个socket加入到一个新的多播组，会使struct in_device的mc_list中增加一个什么样的节点。下面是生成的节点的情况：

struct ip_mc_list{

.interface = in_dev;

.multiaddr = 多播组地址;

.source = NULL;//源过滤列表为空。

.tomb = NULL;

.sfmode = MCAST_EXCLUDE; //EXCLUDE模式，即不过滤任何源。

.sfcount = 1;

.sfcount = 0;//即该节点上该多播组有一个socket加入，过滤模式为EXCLUDE。

.users = 1; //有一个用户。

.refcnt = 1; //引用计数为1

.tm_running = 0;

.unsolicit_count = 2;

… …

}

新生成的节点加入到mc_list链表中后，要通知网络设备接口的硬件，以使它的过滤机制可以接收进该多播组的数据报，同时也要通知多播路由器。

首先要把多播地址映射成

以太网

地址，映射规则是把多播IP地址的低23位放到以太网多播地址E(

16进制

)的低23位。

因为一个IP组地址有28位有效位(除去高位的1110)，所以有可能出现多个组地址被映射成同一个以太网多播地址，具体实现见

ip_eth_mc_map。然后把这个mac地址加到硬件的过滤机制中。

具体的实现在函数dev_mc_add中。代表网络设备接口的结构体struct net_device也有一个成员mc_list，它是一个结构体struct dev_mc_list的链表，该结构体的定义如下：

struct dev_mc_list

{

struct dev_mc_list *next;

__udmi_addr;

unsigned char dmi_addrlen;

intdmi_users;

intdmi_gusers;

};

next指向链表下一个节点，dmi_addr是多播mac地址，dmi_addrlen为多播mac地址的长度，dmi_users是在节点被重复到加

入到设备上的次数，struct

net_device还有一个成员mc_count，用于记录链表中节点的数量。dev_mc_add创建一个新的struct

dev_mc_list节点，加入到链表中，并通过调用网络设备接口的成员函数set_multicast_list来启用设备的过滤机制。

最后一步发送主动成员报告，这里，首先忽略IGMPv1和IGMPv2存在的情况。如果要加入的多播组是

IGMP_ALL_HOSTS(224.0.0.1)，则不需要发送成员报告。否则启用定时器struct

in_device->mr_ifc_timer(接口状态改变定时器)，该定时器在设备初始化的时候被建立，其超时处理函数是

igmp_ifc_timer_expire，它发送一个IGMPv3的报告，然后再次启用定时器。也就是说，之一个主动成员报告立即发出，然后在一个0

到IGMP_Unsolicited_Report_Interval(缺省为10秒)之间的一个时间后，发出第二个主动成员报告，连续发出

IGMP_Unsolicited_Report_Count(缺省值为2)个。

测试环境中要加入的多播组是224.0.1.1，发出的IGMPv3报告如下：

数据 含义

第3版成员关系报告

bit保留，必须为0

f8 fc 校验和

bit保留，必须为0

组记录的数量，为1

下面为一条组记录：

类型为CHANGE_TO_EXCLUDE_MODE，改变到EXCLUDE过滤模式

辅助数据长度

源地址的数量

linux下如何开启multicast

socket创建UDP通信描述符后，setsockopt加入多播组，再bind绑定到该网卡上

//在指定的IP和端口上接收多播组的报文

int  recv_msg(char  *ip   , unsigned  short  port ， char  *mult_ip )

{

//建立通讯套接字

int  fd = socket( PF_INET , SOCK_DGRAM , 0 );

if( -1 == fd )

{

perror(“socket failed”);

return  -1;

}

//设置地址重用和接收多播

{

int  reuse 陆袭= 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”);

}

}

//绑定地址和端口

{

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 );

//被信号中断则重启

if( (-1 == ret)&&(EINTR ==errno 梁悉启))

{

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;

}

把虚拟机的网卡设置成host only才能将组播包放行。

linux 多网卡组播接收的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于linux 多网卡组播接收,Linux下多网卡如何实现组播接收？,linux 怎样加入一个多播组,linux下如何开启multicast的信息别忘了在本站进行查找喔。

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