网络编程练习题---利用UDP协议实现组播通信

钿稳铆 · 2025-6-8 12:24:03

题目
解析
代码实现

题目

解析

由于该题需要实现组播通信，所以我们需要将套接字文件句柄设置为组播属性，并将需要通信的用户端IP地址，加入组中。
由于组播通信需要实现一对多发送消息，所以还需要将套接字文件句柄的广播属性一并开启。
由于该题实现过程使用到了线程相关函数接口，所以编译时需要带上 “-pthread“ 选项

代码实现

/********************************************************************************
*
* file name: udp_group.c
* author : ProgramMonkey_Fly@126.com
* date : 2024/06/04
* function : 该案例是掌握UDP协议的组播通信方式
* note :
* 想要实现组间通信，只需要对本地地址进行修改后，可实现组间通信，即一个用户
* 发送的消息，组间所有用户都能收到
* version :
*
*
* ******************************************************************************/
/****************************头文件*********************************************/
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/ip.h>
#include
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
/****************************全局变量*********************************************/
int udp_socket; //用于存储套接字文件的句柄
/****************************宏*********************************************/
#define PORT 60000 //用户端运行进程的端口号
#define IP_HOST "192.168.64.94" //用户端本地IP地址
#define IP_GROUP "226.66.66.66" //组播通信IP地址
/********************************************************************************
*
* name : recv_time
* function : 实现获取当前系统时间，并对获取值进行固定格式的处理，获得更好的显示效果
* param :
* none
*
* retval : 调用成功返回处理后的当前系统时间
* author : ProgramMonkey_Fly@126.com
* date : 2024/06/04
* note :
* 输出时间的格式固定为："X年 X月 X日星期X XX:XX:XX",可根据需要进行修改
* version :
*
* *****************************************************************************/
char *recv_time()
{
//定义一个字符指针，用于存储获取的当前系统时间值
char *buf =(char *)calloc(1,128);
//定义一个字符数组，用于优化后的星期值
char wekday[10];
//利用time()获取当前系统时间，并将返回值存储起来
time_t systime = time(NULL);
//利用localtime()对获取值进行处理,并将处理后的数据写入目标文件中
struct tm *systimep = localtime(&systime);
systimep->tm_year += 1900;
systimep->tm_mon += 1;
//对获取星期数值进行判断，并进行美观优化
if(systimep->tm_wday == 1)
{
strcpy(wekday, "一");
}
else if(systimep->tm_wday == 2)
{
strcpy(wekday, "二");
}
else if(systimep->tm_wday == 3)
{
strcpy(wekday, "三");
}
else if(systimep->tm_wday == 4)
{
strcpy(wekday, "四");
}
else if(systimep->tm_wday == 5)
{
strcpy(wekday, "五");
}
else if(systimep->tm_wday == 6)
{
strcpy(wekday, "六");
}
else if(systimep->tm_wday == 7)
{
strcpy(wekday, "日");
}
//将获取值按固定格式写入缓冲区中
sprintf(buf, "%d年 %d月 %d日星期%s %d:%d:%d", systimep->tm_year,
systimep->tm_mon,
systimep->tm_mday,
wekday,
systimep->tm_hour,
systimep->tm_min,
systimep->tm_sec);
return buf;
}
/********************************************************************************
*
* name : recv_msg
* function : 接收信息线程的任务函数
* param :
* none
*
* retval : none
* author : ProgramMonkey_Fly@126.com
* date : 2024/06/04
* note :
* 对应填写的IP地址，可以通过程序开头的宏定义进行修改
* version :
*
* *****************************************************************************/
void *recv_msg(void *arg)
{
//将该线程的属性设置为分离属性，防止线程结束后变为僵尸线程
pthread_detach(pthread_self());
//绑定服务器的端口和地址
struct sockaddr_in host_addr;
host_addr.sin_family = AF_INET; //协议族，UDP协议固定填写该宏定义
host_addr.sin_port = htons(PORT); //想要接收信息进程的端口号
host_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //本地地址，填写该宏定义代表任意网口都可以接收值
bind(udp_socket,(struct sockaddr *)&host_addr, sizeof(host_addr));
//调用recvfrom等待接收数据，并且接收客户端的网络信息
char buf[128] = {0};
struct sockaddr_in client;
socklen_t client_len = sizeof(client);
//定义一个字符数组用于存储系统时间
char *recvtime = (char *)calloc(128,1);
while(1)
{
recvfrom(udp_socket,buf,sizeof(buf), 0 ,(struct sockaddr *)&client,&client_len); //函数标识定义为默认属性，即会阻塞
recvtime = recv_time();
if(client.sin_addr.s_addr == inet_addr(IP_HOST))
{
bzero(buf,sizeof(buf));
continue;
}
printf("[%s] (%s): %s\n",inet_ntoa(client.sin_addr),recvtime,buf);
bzero(buf,sizeof(buf));
}
}
/********************************************************************************
*
* name : send_msg
* function : 发送信息线程的任务函数
* param :
* none
*
* retval : none
* author : ProgramMonkey_Fly@126.com
* date : 2024/06/04
* note :
* 对应填写的IP地址，可以通过程序开头的宏定义进行修改
* version :
*
* *****************************************************************************/
void *send_msg(void *arg)
{
//将该线程的属性设置为分离属性，防止线程结束后变为僵尸线程
pthread_detach(pthread_self());
//向目标主机发送消息,需要设置目标端口和目标地址
char buf[128] = {0};
struct sockaddr_in dest_addr;
dest_addr.sin_family = AF_INET; //协议族，是固定的
dest_addr.sin_port = htons(PORT); //服务器运行进程的端口号，必须转换为网络字节序
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP_GROUP); //要发送对象的IP地址，必须转换为点分十进制字符串形式
while(1)
{
//阻塞等待获取用户从键盘输入的信息
scanf("%s", buf);
//发送获取到的用户输入信息
sendto(udp_socket,buf,strlen(buf),0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));
}
}
int main(int argc,char *argv[])
{
//创建UDP套接字，并存储套接字文件的句柄
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (udp_socket == -1)
{
fprintf(stderr, "udp socket error,errno:%d,%s\n",errno,strerror(errno));
exit(1);
}
//将套接字文件的广播属性设置为开启
int flag = 1;
socklen_t flag_len = sizeof(flag);
setsockopt(udp_socket, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (void *)&flag, flag_len);
//将套接字文件的组播属性设置为开启
struct ip_mreqn ip_grop;
ip_grop.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(IP_GROUP);//设置组播地址
ip_grop.imr_address.s_addr = inet_addr(IP_HOST); //设置要加入组的本地地址
ip_grop.imr_ifindex = 0; //设置为默认属性，由系统分配端口
socklen_t ip_len = sizeof(ip_grop);
setsockopt(udp_socket, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (void *)&ip_grop, ip_len);
//创建两个线程，分别用于发送数据和接受数据
pthread_t send;
pthread_t recv;
pthread_create(&send, NULL, send_msg, NULL);
pthread_create(&recv, NULL, recv_msg, NULL);
//关闭主线程
pthread_exit(NULL);
return 0;
}

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