多点通信
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学习内容:
1. 套接字属性
1.1 套接字属性的获取和设置
1.2 案例实现
二、网络通信方式
2.1. 单播:
2.2. 广播:
2.3. 组播:
三、广播
四、组播
课外作业:
一、TCP机械臂测试
学习内容:
1. 套接字属性
1.1 套接字属性的获取和设置
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,
void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
const void *optval, socklen_t optlen);
功能:设置套接字在不同层上的属性
参数1:套接字文件描述符
参数2:要设置的层
应用层:SOL_SOCKET
传输层:tcp传输:IPPROTO_TCP
udp传输:IPPROTO_UDP
网络层: IPPROTO_IP
参数3:要设置当前层的属性名称 ,常用每层属性见下表
参数4:要设置或者获取属性的值 ,一般为int类型
参数5:参数4的大小
返回值:成功 返回0,失败返回-1并置位错误码
1.2 案例实现
#include<myhead.h>int main(int argc, const char *argv[])
{//1、创建一个套接字int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(sfd == -1){perror("socket error");return -1;}//2、获取套接字地址重用的值int get_val = 1;socklen_t size = sizeof(get_val); //获取属性值的大小if(getsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &get_val, &size) == -1){perror("getsockopt error");return -1;}printf("get_val = %d\n", get_val); //如果结果为0,表示套接字默认不允许端口号快速重用//3、设置允许端口号快速重用int set_val = 1;if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &set_val, sizeof(set_val)) ==-1){perror("setsockopt error");return -1;}printf("端口号快速重用成功\n");//4、验证是否设置成功了get_val = 0;if(getsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &get_val, &size) == -1){perror("getsockopt error");return -1;}printf("get_val = %d\n", get_val); //如果结果为1,表示套接字端口号快速重用设置成功return 0;
}
二、网络通信方式
2.1. 单播:
发送端和接收端完成一对一的通信方式。目前的通信模型都是单播
2.2. 广播:
发送端和接收端完成一对多的通信方式,网络将发送端的数据,全部复制一遍发送给每个接收端一份。
2.3. 组播:
发送端和接收端完成一对多的通信方式,但是仅仅只限于加入多播组的成员。
三、广播
1> 广播是实现网络通信中一对多的通信方式,发送端用于发送数据,每个接收端都可以收到消息
2> 对于套接字而言,一般是不允许发送广播消息的,需要对发送端套接字进行设置允许广播
setsockopt ---> SOL_SOCKET ----> SO_BROADCAST ----> int
3> 广播的发送端需要绑定广播地址
广播地址:网络号 + 255
当前网络中,主机号为255的那个ip地址
4> 广播消息不允许穿过路由器,广播地址只对当前局域网中的所有主机进行消息的转发
5> 广播分为发送端和接收端,发送端用于发送数据,接收端用于接收数据
6> 广播只能使用UDP实现,接收端无论愿不愿意接收,发送端都正常发送消息
7> 广播的发送端流程 ---> UDP的客户端
1、socket(); //创建用于通信的套接字文件描述符
2、bind(); //可选,可以绑定也可以不绑定
3、setsockopt(); //设置当前套接字允许广播
4、sendto(); //向广播地址发送消息
5、close(); //关闭套接字
#include<myhead.h>int main(int argc, const char *argv[])
{//1、创建用于通信的套接字文件描述符int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sfd == -1){perror("socket error");return -1;}printf("sfd = %d\n", sfd);//2、绑定可选//3、设置允许消息广播int broad = 1;if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broad, sizeof(broad)) == -1){perror("setsockopt error");return -1;}printf("设置广播成功\n");//4、向广播地址发送消息//4.1 封装广播的地址信息struct sockaddr_in bin;bin.sin_family = AF_INET;bin.sin_port = htons(5555);bin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.255");char wbuf[128] = "";while(1){printf("请输入>>>");fgets(wbuf, sizeof(wbuf), stdin);wbuf[strlen(wbuf)-1] = 0;//发送消息sendto(sfd, wbuf, strlen(wbuf), 0, (struct sockaddr*)&bin, sizeof(bin));printf("发送成功\n");}//5、关闭套接字close(sfd);return 0;
}
8> 广播的接收端流程 ----> UDP的服务器端
1、socket(); //创建用于通信的套接字文件描述符
2、bind(); //必须进行,但是,绑定的广播地址和端口号
3、sendto(); //向广播地址发送消息
4、close(); //关闭套接字
#include<myhead.h>int main(int argc, const char *argv[])
{//1、创建用于通信的套接字文件描述符int rfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(rfd == -1){perror("socket error");return -1;}printf("rfd = %d\n", rfd); //3//2、绑定广播地址和端口号//2.1 填充地址信息结构体struct sockaddr_in rin;rin.sin_family = AF_INET; //通信域rin.sin_port = htons(5555); //端口号rin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.255"); //广播地址//2.2 绑定工作if(bind(rfd, (struct sockaddr*)&rin, sizeof(rin)) == -1){perror("bind error");return -1;}printf("bind success\n");//3、接受数据char rbuf[128] = "";while(1){//清空容器bzero(rbuf, sizeof(rbuf));//接受广播消息recv(rfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);printf("收到广播消息为:%s\n", rbuf);}//4、关闭套接字close(rfd);return 0;
}
四、组播
1> 组播也是实现一对多的通信方式,对于广播而言,网络需要对每个消息进行复制转发,会占用大量的带宽,导致网络拥塞
2> 组播可以实现小范围的数据传播:将需要接收数据的接收端加入多播组,发送端向多播组中发送消息,每个组内成员都能接收到消息
3> 需要对接收端进行设置,将接收端加入多播组
4> 组播也是使用UDP实现的,无论接收端是否愿意接收数据,发送端都可以正常向多播组中发送数据
5> 组播也分为发送端和接收端流程
6> 组播发送端流程 -----> 类似于UDP的客户端流程
1、socket(); //创建用于通信的套接字文件描述符
2、bind(); //可选,可以绑定也可以不绑定
3、sendto(); //向多播组地址发送消息
4、close(); //关闭套接字
#include<myhead.h>int main(int argc, const char *argv[])
{//1、socket(); //创建用于通信的套接字文件描述符int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(sfd == -1){perror("socket error");return -1;}//2、bind(); //可选,可以绑定也可以不绑定//3、sendto(); //向多播组地址发送消息struct sockaddr_in min;min.sin_family = AF_INET;min.sin_port = htons(9999);min.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3");char wbuf[128] = "";while(1){printf("请输入>>>>");fgets(wbuf, sizeof(wbuf), stdin);wbuf[strlen(wbuf)-1] = 0;sendto(sfd, wbuf, strlen(wbuf), 0, (struct sockaddr*)&min, sizeof(min));printf("发送成功\n");}//4、close(); //关闭套接字close(sfd);return 0;
}
7> 组播的接收端流程 ------> 类似于UDP的服务器端流程
1、socket(); //创建用于通信的套接字文件描述符
2、bind(); //必须进行,但是,绑定的组播地址和端口号
3、setsockopt(); //加入多播组
4、sendto(); //向广播地址发送消息 5、close(); //关闭套接字
#include<myhead.h>int main(int argc, const char *argv[])
{//1、socket(); //创建用于通信的套接字文件描述符int rfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(rfd == -1){perror("socket error");return -1;}//3、setsockopt(); //加入多播组//准备要设置的数据struct ip_mreqn imr; imr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3"); //组播ipimr.imr_address.s_addr = inet_addr("192.168.0.143"); //主机ipimr.imr_ifindex = 2; //网卡编号if(setsockopt(rfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &imr, sizeof(imr)) == -1){perror("setsockopt error");return -1;}printf("加入多播组成功\n");//2、bind(); //必须进行,但是,绑定的组播地址和端口号struct sockaddr_in rin;rin.sin_family = AF_INET;rin.sin_port = htons(9999);rin.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3"); //组播地址if(bind(rfd, (struct sockaddr*)&rin, sizeof(rin)) == -1){perror("bind error");return -1;}printf("bind success\n");//4、recv(); //从组播地址中接受消息char rbuf[128] = "";while(1){//清空容器bzero(rbuf, sizeof(rbuf));//接受广播消息recv(rfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);printf("收到组播消息为:%s\n", rbuf);}//5、close(); //关闭套接字close(rfd);return 0;
}
课外作业:
一、TCP机械臂测试
通过w(红色臂角度增大)s(红色臂角度减小)d(蓝色臂角度增大)a(蓝色臂角度减小)按键控制机械臂
解析:
#include<myhead.h>
#define SER_PORT 8888 //与服务器保持一致
#define SER_IP "192.168.2.28" //服务器ip地址
#define CLI_PORT 9999 //客户端端口号
#define CLI_IP "192.168.2.227" //客户端ip地址int main(int argc, const char *argv[])
{//1、创建用于通信的套接字文件描述符int cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(cfd == -1){perror("socket error");return -1;}printf("cfd = %d\n", cfd); //3//3、连接到服务器//3.1 填充服务器地址信息结构体struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET; //通信域sin.sin_port = htons(SER_PORT); //服务器端口号sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP); //服务器ip地址//3.2 连接服务器if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == -1){perror("connect error");return -1;}printf("连接服务器成功\n");int x=30,y=30;//准备数据char rbuf[5] = {0xff, 0x02, 0x00, x, 0xff};char bbuf[5] = {0xff, 0x02, 0x01, y, 0xff};//发送给服务器,以初始化机械臂send(cfd, rbuf,sizeof(rbuf), 0);sleep(1);send(cfd, bbuf,sizeof(bbuf), 0);char a=0;while (1){printf("请输入wsad,q退出:");scanf("%s",&a);getchar();if(a == 'w'){x += 10;rbuf[3] = x;send(cfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);sleep(1);}else if (a == 's'){x -= 10; rbuf[3] = x;send(cfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);sleep(1);}else if (a == 'a'){y -= 2; bbuf[3] = y;send(cfd, bbuf, sizeof(bbuf), 0);sleep(1);}else if (a == 'd'){y += 2; bbuf[3] = y;send(cfd, bbuf, sizeof(bbuf), 0);sleep(1);}else if (a == 'q'){break;}else{printf("输入错误请重新输入\n");continue;}}//5、关闭套接字close(cfd);return 0;
}