​​​​网络编程探索系列之——广播原理剖析

hello ！大家好呀！ 欢迎大家来到我的网络编程系列之广播原理剖析，在这篇文章中，

你将会学习到如何在网络编程中利用广播来与局域网内加入某个特定广播组的主机！

希望这篇文章能对你有所帮助，大家要是觉得我写的不错的话，那就点点免费的小爱心吧！

                    

目录

 一.什么是广播？

   1.1 广播的概念

 1.2 广播通信原理

二 .如何实现广播通信

2.1 广播的IP地址

IPv4

IPv6

特殊用途的广播地址

2.2 实现步骤 

 2.3 网卡接口信息

 三.广播代码实例

 一.什么是广播？

   1.1 广播的概念

广播是一种网络通信技术，允许数据包（如 IP 数据包）被发送到网络上的所有设备。在广播通信中，数据包不是发送给特定的接收者，而是发送给网络中的所有设备。每个设备都会接收到这个数据包，但只有特定地址的设备会响应。广播通常用于局域网（LAN）中，允许设备之间直接通信，而不需要通过路由器。这种通信方式可以提高网络的效率，因为它避免了数据包在网络中的不必要的转发。

 1.2 广播通信原理

广播通信的工作原理如下：

  1. 发送方：发送方将数据包发送到广播地址。在 IP 网络中，广播地址是一个特殊的 IP 地址，通常是 255.255.255.255。

  2. 网络设备：网络中的每个设备都会接收到这个广播数据包。每个设备都会检查数据包的目的地 IP 地址，以确定是否应该响应。

  3. 响应：如果数据包的目的地 IP 地址与设备自己的 IP 地址匹配，或者设备被配置为响应广播数据包，那么该设备将发送一个响应数据包。

  4. 接收方：发送方（或广播请求的发起方）会接收到来自响应设备的响应数据包。

广播通信通常用于以下场景：

  • DHCP 服务器：在局域网中，DHCP 服务器使用广播来发现并分配 IP 地址给新加入网络的设备。
  • 网络管理：网络管理员可以使用广播来诊断网络问题或发送通知给网络中的所有设备。
  • 组播：虽然组播（multicast）与广播类似，但它允许数据包发送给一组特定的接收者，而不是所有设备。组播通常用于多媒体流等应用。

在实际网络环境中，广播通信可能会受到一些限制，例如防火墙规则或网络设备的配置。此外，由于广播通信可能会导致网络拥塞，一些网络设备可能会限制或阻止广播流量。

二 .如何实现广播通信

2.1 广播的IP地址

在 IP 网络中，广播地址用于将数据包发送到网络上的所有设备。广播地址可以是 IP 地址的一部分，具体取决于网络的地址类型和配置。以下是不同 IP 地址类型中的广播地址：

IPv4

在 IPv4 网络中，广播地址通常与子网掩码有关。广播地址可以通过将子网掩码中的所有主机位设置为 1 来计算。例如，如果你有一个子网掩码 255.255.255.0，那么对于地址 192.168.1.10，其广播地址将是 192.168.1.255。

IPv6

在 IPv6 网络中，广播地址的格式是 ff00::/8。这个地址范围是专门用于广播和多播的。然而，与 IPv4 不同，IPv6 网络中通常不使用广播地址来与网络中的所有设备通信。相反，IPv6 使用多播地址，如 ff02::1，来代替广播地址。

特殊用途的广播地址

除了上述通用广播地址外，还有一些特殊用途的广播地址：

  • 224.0.0.0/4：这是一个特殊的多播地址范围，用于多播组播。
  • 255.255.255.255：这是一个用于直接连接的广播地址，通常在同一网络段内使用。

广播地址的目的是将数据包发送到网络中的所有设备。在实际应用中，广播地址的用法和实现可能会因网络配置和协议的不同而有所差异。在 IPv4 网络中，广播地址通常与子网掩码有关；而在 IPv6 网络中，广播地址的用法相对较少，多播地址更为常见。

例如：我在centos系统上查看我的网卡信息：

我的ens33网卡ip地址为192.168.80.132 那么我的该接口的广播地址为192.168.80.255

2.2 实现步骤 

当我们了解了广播的ip地址后，我们就可以着手与广播的编程实现了，在编程中实现广播通信通常涉及使用特定的网络编程接口，如 UDP 套接字。以下是一个基本的步骤，用于在 C 语言中实现广播编程：

  1. 创建套接字： 使用 socket 函数创建一个 UDP 套接字。你需要指定协议族（如 AF_INET）和协议类型（如 SOCK_DGRAM）。

  2. 设置套接字选项： 你可能需要设置套接字选项，如 SO_BROADCAST，以允许广播通信。

  3. 绑定套接字： 使用 bind 函数将套接字绑定到一个地址和端口。这个地址通常是广播地址，端口是你选择的用于广播通信的端口。

  4. 发送广播消息： 使用 sendto 函数发送广播消息。你需要指定广播地址和端口，以及消息内容。

  5. 接收广播消息： 如果服务器端需要接收广播消息，可以使用 recvfrom 函数来接收来自广播地址的消息。

  6. 关闭套接字： 完成通信后，使用 close 函数关闭套接字

 这是一般步骤，其中我们还需要更加多的细节和基础知识，大家可以去看我前面博客哦，这里给出相关链接：[C++/Linux] UDP编程-CSDN博客 ， [C++/Linux] socket套接字函数-CSDN博客

 2.3 网卡接口信息

同时，对于客户端代码来说，我们需要获取某个网卡接口的信息，以便我们得到其多播地址，那就要涉及到struct ifreq  ， 这个结构通常用于获取和设置网络接口的参数：

struct ifreq {char ifr_name[IFNAMSIZ]; /* Interface name */union {struct sockaddr ifr_addr;struct sockaddr ifr_dstaddr;struct sockaddr ifr_broadaddr;struct sockaddr ifr_netmask;struct sockaddr ifr_hwaddr;};short ifr_flags;          /* Flags */int ifr_ifindex;          /* Interface index */int ifr_metric;           /* Metric */int ifr_mtu;              /* MTU */// 可能还有其他字段...
};

这个结构中的字段包括：

  • ifr_name: 网络接口的名称，例如 “eth0” 或 “wlan0”。
  • ifr_addr 等字段: 网络接口的地址信息，包括 IP 地址、子网掩码、广播地址等。
  • ifr_flags: 接口的标志，如 IFF_UP（接口已启动）、IFF_RUNNING（接口正在运行）等。
  • ifr_ifindex: 网络接口的索引。
  • ifr_metric: 接口的度量值，用于路由选择。
  • ifr_mtu: 接口的最大传输单元。

要使用 struct ifreq，你通常会创建一个实例，设置适当的字段，然后通过 ioctl 调用来获取或设置网络接口的属性。例如，获取指定接口的 IP 地址，你可以这样做：

int sockfd;
struct ifreq ifr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);// 复制接口名称到ifr_name
strncpy(ifr.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);// 使用SIOCGIFADDR ioctl命令获取接口地址
if (ioctl(sockfd, SIOCGIFADDR, &ifr) == -1) {perror("ioctl");return 1;
}// 现在ifr.ifr_addr包含IP地址
printf("IP Address: %s\n", inet_ntoa(((struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_addr)->sin_addr));close(sockfd);

这段代码打开了一个数据报套接字，将接口名称设置为 “eth0”，然后使用 ioctl 获取该接口的 IP 地址，并将其打印出来。 

 三.广播代码实例

在这个例子中，服务器在局域网上侦听，当有数据到来的时候，判断udp数据报中是否含有关键字   IP_FOUND，如果有，说明此为某客户端的广播通讯消息，服务器会回应含IP_FOUND_ACK关键字的消息给客户端，如果客户端收到这条消息，就会判断该局域网上目前存在服务器，同时可以在消息里说明服务器的ip地址，这样客户端更能了解到当前局域网上的服务器信息，由于是UDP数据报，我们使用sendto发送数据，recvfrom接收消息。

服务器代码：

#include<t_stdio.h>
#include<t_file.h>
#include <sys/types.h>      
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
#include<stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#define DBGPRINT printfvoid sig_process(int signo){//信号处理函数printf("catch a exit signal..\n");_exit(0);
}int main(int argc ,char * argv[]){int ret = -1;int  sock = -1;int  count;socklen_t from_len;struct sockaddr_in local_addr ; //本地地址struct sockaddr_in client_addr ; //客户端地址fd_set readfd ; //文件描述符集合,用于接收客户端请求char buffer[32];//设置数据数组，用于数据接收发送struct timeval timeout ;//超时设置timeout.tv_sec = 2;timeout.tv_usec = 0;signal(SIGINT,sig_process);//添加sigint信号到信号掩码//创建数据报套接字sock = socket(AF_INET , SOCK_DGRAM , 0);if(sock < 0) E_MSG("socket",-1);//本地地址数据清零//memset((void *)local_addr, 0 , sizeof(struct sockaddr_in));//设置本地地址数据local_addr.sin_family = AF_INET;local_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//本地地址local_addr.sin_port = htons(8888); //用8888端口进行监听//本地绑定ret = bind(sock , (struct sockaddr *)&local_addr, sizeof(local_addr));if(ret!=0)E_MSG("bind",-1);//主处理过程while(1){//先将文件描述符清零FD_ZERO(&readfd);//将套接字文件描述符加入读集合FD_SET(sock,&readfd);//监听是否有数据到来ret = select(sock+1 , &readfd , NULL,NULL,&timeout);printf("ret is : %d/n" , ret);switch (ret){case -1 ://发生错误，break;case 0 :// 超时break;default: //有数据到来if(FD_ISSET(sock , &readfd)){//接收数据from_len = sizeof(client_addr); // 初始化from_lencount = recvfrom(sock , buffer , 32 , 0 ,(struct sockaddr *) & client_addr, from_len);DBGPRINT("recv msg is %s\n", buffer);//打印接收的信息if(strstr(buffer , "IP_FOUND")){//查看是否为ip广播请求数据报//将应答数据复制进去memcpy(buffer , "IP_FOUND_ACK" , strlen("IP_FOUND_ACK")+1);//发送应答数据count = sendto(sock , buffer , strlen(buffer) , 0 ,(struct sockaddr *)&client_addr,from_len);}}}}return 0;
}

客户端代码：

#include<t_stdio.h>
#include<t_file.h>
#include <sys/types.h>      
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
#include<stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#include<net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>
#define DBGPRINT printfvoid sig_process(int signo){//信号处理函数printf("catch a exit signal..\n");_exit(0);
}int main(int argc ,char * argv[]){int ret = -1 , sock = -1 , so_broadcast = 1, from_len = 0, count = 0;struct ifreq ifr;struct sockaddr_in broadcast_addr ; //本地广播地址struct sockaddr_in server_addr ; //服务器地址fd_set readfd ; //设置接收信息合集，和服务器代码一样char buffer[32];//设置数据数组，用于数据接收发送struct timeval timeout ;//超时设置timeout.tv_sec = 2;timeout.tv_usec = 0;signal(SIGINT,sig_process);//添加sigint信号到信号掩码sock = socket(AF_INET , SOCK_DGRAM , 0); //创建UDP数据报套接字if(sock < 0 ) E_MSG("socket" , -1);//将需要使用的网络接口字符串复制到网卡结构中strcpy(ifr.ifr_name , "ens33");//获取广播地址if(ioctl(sock,SIOCGIFBRDADDR, &ifr ) == -1){E_MSG("ioctl",-1);}//将获得的广播地址给本地广播地址结构memcpy(&broadcast_addr , &ifr.ifr_broadaddr , sizeof(struct sockaddr_in));//设置广播端口broadcast_addr.sin_port = htons(8888) ; //设置广播端口//设置套接字可以进行广播操作ret = setsockopt(sock , SOL_SOCKET , SO_BROADCAST , &so_broadcast ,sizeof(so_broadcast));//开始发送广播信息int times = 10 , i = 0 ;for(i = 0 ; i < times ; i++){//广播发送服务器地址请求ret = sendto(sock , "IP_FOUND" , strlen("IP_FOUND") , 0 ,(struct sockaddr * ) &broadcast_addr , sizeof(broadcast_addr));if(ret == -1)continue ; //发送失败就继续下一次发送//先将文件描述符清零FD_ZERO(&readfd);//将套接字文件描述符加入读集合FD_SET(sock,&readfd);//监听是否有数据到来ret = select(sock+1 , &readfd , NULL,NULL,&timeout); //这里和服务器代码一样switch (ret){case -1://发生错误break;case 0 ://超时break;default://成功监听到服务器回应if(FD_ISSET(sock , &readfd)){count = recvfrom(sock , buffer , 32 , 0 ,(struct sockaddr *)&server_addr , &from_len );DBGPRINT("recv msg is %s\n" , buffer);//判断是否为广播回应消息if(strstr(buffer , "IP_FOUND_ACK")){printf("found server IP is %s\n", inet_ntoa(server_addr.sin_addr));//打印服务器ip地址}break;}}}return 0;
}

好啦！到这里这篇文章就结束啦，关于实例代码中我写了很多注释，如果大家还有不懂得，可以评论区或者私信我都可以哦！！ 感谢大家的阅读，我还会持续创造网络编程相关内容的，记得点点小爱心和关注哟！

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/820043.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

从零开始写 Docker(十一)---实现 mydocker exec 进入容器内部

从零开始写 Docker(十一)---实现 mydocker exec 进入容器内部

本文为从零开始写 Docker 系列第十一篇&#xff0c;实现类似 docker exec 的功能&#xff0c;使得我们能够进入到指定容器内部。 完整代码见&#xff1a;https://github.com/lixd/mydocker 欢迎 Star 推荐阅读以下文章对 docker 基本实现有一个大致认识&#xff1a; 核心原理&…
阅读更多...
「51媒体」如何有效进行媒体邀约，提升宣传传播效果？

「51媒体」如何有效进行媒体邀约，提升宣传传播效果？

传媒如春雨&#xff0c;润物细无声&#xff0c;大家好&#xff0c;我是51媒体网胡老师。 进行有效的媒体邀约&#xff0c;提升宣传传播效果的关键在于策略性和专业性。以下是具体的做法&#xff1a; 明确目标&#xff1a;要确立清晰的品牌推广目标和策略&#xff0c;包括确定目…
阅读更多...
软考-系统集成项目管理中级--范围管理（输入输出很重要！！！）

软考-系统集成项目管理中级--范围管理（输入输出很重要！！！）

本章历年考题分值统计 本章重点常考知识点汇总清单(掌握部分可直接理解记忆) 12、标杆对照将实际或计划的做法(如流程和操作过程)与其他可比组织的做法进行比较&#xff0c;以便识别最佳实践&#xff0c;形成改进意见&#xff0c;并为绩效考核提供依据。标杆对照所采用的可比组…
阅读更多...
【YOLOv8改进[损失函数]】使用结合InnerIoU和Focaler的各种损失函数助力YOLOv8更优秀

【YOLOv8改进[损失函数]】使用结合InnerIoU和Focaler的各种损失函数助力YOLOv8更优秀

目录 一 回归损失函数&#xff08;Bounding Box Regression Loss&#xff09; 1 Inner-IoU 2 Focaler-IoU&#xff1a;更聚焦的IoU损失 二 改进YOLOv8的损失函数 1 总体修改 ① ultralytics/utils/metrics.py文件 ② ultralytics/utils/loss.py文件 ③ ultralytics/uti…
阅读更多...
亚马逊云科技直冲云霄训练营活动开始啦（送考试半价券）

亚马逊云科技直冲云霄训练营活动开始啦（送考试半价券）

小李哥分享的是亚马逊科技官方免费直冲云霄训练营学习活动&#xff0c;通过该活动可以薅到以下的羊毛 1️⃣免费系统性技能培训&#xff0c;成为AWS技术大牛 2️⃣考试半价券&#xff0c;最高可省1086元人民币 3️⃣分享活动获得精美礼品 4️⃣亚马逊云科技年度全球技术大会门票…
阅读更多...
什么是T型槽铸铁平板中内应力——河北北重厂家

什么是T型槽铸铁平板中内应力——河北北重厂家

T型槽铸铁平板中的内应力指的是平板内部受到的内部力&#xff0c;包括拉应力和剪应力。在T型槽铸铁平板使用过程中&#xff0c;由于自身重量、外力加载等原因&#xff0c;会产生内部应力。这些内应力是平板内部各部分之间的相互作用力&#xff0c;使得平板各部分受到不同的拉伸…
阅读更多...
FreeSWITCH 1.10.10 简单图形化界面1 - docker/脚本/ISO镜像安装[YouCanSee]

FreeSWITCH 1.10.10 简单图形化界面1 - docker/脚本/ISO镜像安装[YouCanSee]

FreeSWITCH 1.10.10 简单图形化界面1 - docker/脚本/ISO镜像安装 0. 界面预览00. 使用手册在这里1. Docker安装1.1 下载docker镜像1.2 启动docker镜像1.3 登录 2. 脚本安装2.1 下载2.2 安装2.3 登录2.4 卸载程序 3. 镜像安装3.1 下载镜像3.2 安装镜像3.3 登录 0. 界面预览 网站…
阅读更多...
基于SpringBoot+Vue的在线教育系统（源码+文档+包运行）

基于SpringBoot+Vue的在线教育系统（源码+文档+包运行）

一.系统概述 随着信息技术在管理上越来越深入而广泛的应用&#xff0c;管理信息系统的实施在技术上已逐步成熟。本文介绍了在线教育系统的开发全过程。通过分析在线教育系统管理的不足&#xff0c;创建了一个计算机管理在线教育系统的方案。文章介绍了在线教育系统的系统分析部…
阅读更多...
ETL工具-nifi干货系列 第十三讲 nifi处理器QueryDatabaseTable查询表数据实战教程

ETL工具-nifi干货系列 第十三讲 nifi处理器QueryDatabaseTable查询表数据实战教程

1、处理器QueryDatabaseTable&#xff0c;该组件生成一个 SQL 查询&#xff0c;或者使用用户提供的语句&#xff0c;并执行它以获取所有在指定的最大值列中值大于先前所见最大值的行。查询结果将被转换为 Avro 格式&#xff0c;如下图所示&#xff1a; 本示例通过QueryDatabase…
阅读更多...
【模板】差分

【模板】差分

本题链接&#xff1a;登录—专业IT笔试面试备考平台_牛客网 题目&#xff1a; 样例&#xff1a; 输入 3 2 1 2 3 1 2 4 3 3 -2 输出 5 6 1 思路&#xff1a; 一直以来&#xff0c;我总是不太理解差分和树状数组操作区别。 现在摸了一下开始有所理解了。 差分和树状数组的区别…
阅读更多...
硬件开源--Model 3C(简称M3)芯片驱动RGB接口86中控屏PCBA原理图

硬件开源--Model 3C(简称M3)芯片驱动RGB接口86中控屏PCBA原理图

针对市场IOT应用需求&#xff0c;基于启明智显的Model3C芯片(简称M3)设计开发的一款超高性价比的86型中控屏PCBA原理图开源。 Model3C芯片(简称M3)是一款基于 RISC-V 的高性能、国产自主、工业级高清显示与智能控制 MCU&#xff0c;配备强大的 2D 图形加速处理器、PNG/JPEG 解码…
阅读更多...
LeetCode 202. 快乐数

LeetCode 202. 快乐数

LeetCode 202. 快乐数 1、题目 力扣题目链接&#xff1a;202. 快乐数 编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。 「快乐数」 定义为&#xff1a; 对于一个正整数&#xff0c;每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和。然后重复这个过程直到这个数变为 1&#xff0c;…
阅读更多...
关于 Windows10 计算机丢失 MSVCP120.dll 的解决方法

关于 Windows10 计算机丢失 MSVCP120.dll 的解决方法

今天学长跟平时一样打开电脑开始发布文章需要用到Adobe Photoshop CC 2018的时候居然给我来个Photoshop.exe-系统错误、无法启动此程序&#xff0c;因为计算机中丢失MSVCP120.dll 尝试重新安装该程序以解决此问题&#xff0c;安装上面的说明重新安装了我的Photoshop CC 打开还是…
阅读更多...
财务数字化转型如何找到打通业财融合的关键点

财务数字化转型如何找到打通业财融合的关键点

随着企业信息联网核查系统上线及即将到来的金税四期&#xff0c;企业将面临全业务、全方位、全流程的监控&#xff0c;企业“合不合规、经不经得起核查”&#xff0c;成为企业经营的一个重大考题。在此大环境下&#xff0c;财税安全成为企业经营中重要一环&#xff0c;尤为突出…
阅读更多...
算法打卡day46|动态规划篇14| Leetcode 1143.最长公共子序列、1035.不相交的线、53. 最大子序和

算法打卡day46|动态规划篇14| Leetcode 1143.最长公共子序列、1035.不相交的线、53. 最大子序和

算法题 Leetcode 1143.最长公共子序列 题目链接:1143.最长公共子序列 大佬视频讲解&#xff1a;1143.最长公共子序列视频讲解 个人思路 本题和718. 最长重复子数组很相像&#xff0c;思路差不多还是用动态规划。区别在于这题不要求是连续的了&#xff0c;但要有相对顺序 解…
阅读更多...
PHP婚恋小程序开发源码支持微信+公众号+APP

PHP婚恋小程序开发源码支持微信+公众号+APP

随着社会的发展和人们生活节奏的加快&#xff0c;传统的相亲方式已经不能满足现代人的需求。在此背景下&#xff0c;有人想到通过线上小程序的方式来满足更多的人进行相亲&#xff0c;所以在此情况下&#xff0c;婚恋相亲小程序由此出现。婚恋相亲小程序的功能有会员功能&#…
阅读更多...
MobX进阶:从基础到高级特性全面探索

MobX进阶:从基础到高级特性全面探索

MobX 提供了丰富的高级特性,包括计算属性、反应式视图、中间件、异步流程控制、依赖注入和动态 observable 、在服务端渲染和 TypeScript 支持方面提供了良好的集成。这些特性进一步增强了 MobX 在状态管理方面的灵活性和可扩展性,使其成为一个功能强大、易于使用的状态管理解决…
阅读更多...
openkylin系统通过网线连接ubuntukylin系统上网攻略

openkylin系统通过网线连接ubuntukylin系统上网攻略

openkylin系统通过网线连接ubuntukylin系统上网攻略 主机1&#xff1a;x64 amd &#xff0c;系统&#xff1a;ubuntukylin 22.04 &#xff0c;状态&#xff1a;通过wifi连接热点进行上网&#xff0c;并共享网络。 主机2&#xff1a;x64 intel &#xff0c;系统&#xff1a;ope…
阅读更多...
大世界基尼斯见证辉煌，云仓酒庄首届酒类培训新高度诞生

大世界基尼斯见证辉煌，云仓酒庄首届酒类培训新高度诞生

近日&#xff0c;一场规模盛大的酒类培训盛会&#xff0c;在云仓酒庄的精心组织下圆满落幕。此次培训活动以其卓着的成果和盛大的规模&#xff0c;创下了大世界基尼斯纪录&#xff0c;为酒类培训领域树立了新的标杆。这一成就的取得&#xff0c;背后是云仓酒庄团队无数的心血与…
阅读更多...
GPT 作词 + Suno 作曲｜2 分钟成就一个音乐梦想！

GPT 作词 + Suno 作曲｜2 分钟成就一个音乐梦想！

嗨&#xff01;我是小谷&#xff0c;大家好久不见~ 今天&#xff0c;我要和大家宣布一个好消息&#xff01;&#xff01;&#xff01; 我出歌啦&#xff01;&#xff01; 词曲都是我自己&#xff08;借助 AI&#xff09;创作的 作为个人第一支单曲&#xff0c; 我给这首歌取…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023

友情链接： 我的编程经验分享 一条长河网 尧图网站开发 尧图建网站