C++ Qt开发之使用QUdpSocket实现组播通信

2024-03-20 10:35:50 作者：lyshark

Qt 是一个跨平台C++图形界面开发库,利用Qt可以快速开发跨平台窗体应用程序,本文将重点介绍如何运用QUdpSocket组件实现基于UDP的组播通信,感兴趣的可以了解下

Qt 是一个跨平台C++图形界面开发库，利用Qt可以快速开发跨平台窗体应用程序，在Qt中我们可以通过拖拽的方式将不同组件放到指定的位置，实现图形化开发极大的方便了开发效率，本章将重点介绍如何运用QUdpSocket组件实现基于UDP的组播通信。

组播是一种一对多的通信方式，允许一个发送者将数据报文发送到多个接收者，这些接收者通过共享相同的组播IP地址进行通信。在设置组播地址时需要注意，该范围被限制在239.0.0.0～239.255.255.255以内，这是预留给组播的地址范围。

setSocketOption 设置套接字

在Qt中使用组播，首先需要调用setSocketOption函数，该函数是 QUdpSocket 类的成员函数，用于设置套接字的选项。

该函数原型如下：

bool QUdpSocket::setSocketOption(
    QAbstractSocket::SocketOption option, 
    const QVariant & value
)

option：要设置的套接字选项，这里应该是 QAbstractSocket::MulticastTtlOption，表示设置多播 TTL 选项。
value：选项的值，这里应该是 TTL 的值。在 IPv4 中，TTL 是一个 8 位的字段，表示数据报在网络中允许经过的最大路由器数量。通常情况下，TTL 值越大，数据报能够传播的范围就越广。

函数返回一个 bool 类型的值，表示是否成功设置了选项。如果设置成功，返回 true，否则返回 false。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    udpSocket=new QUdpSocket(this);

    // 设置为多播
    udpSocket->setSocketOption(QAbstractSocket::MulticastTtlOption,1);
}

bind 绑定套接字地址

接着就是对特定端口的绑定，绑定端口可以通过调用bind函数，该函数用于将 QUdpSocket 绑定到指定的本地地址和端口，并设置特定的绑定选项。

在我们的课件中，使用 bind() 将 QUdpSocket 绑定到 IPv4 的任意地址，并指定了一个组播（Multicast）端口，同时设置了共享地址（ShareAddress）选项。

该函数原型如下：

void QUdpSocket::bind(
    const QHostAddress & address, 
    quint16 port, 
    BindMode mode = DefaultForPlatform
)

address：要绑定的本地地址，这里使用 QHostAddress::AnyIPv4 表示绑定到 IPv4 的任意地址。
port：要绑定的本地端口号，这里应该是组播端口号。
mode：绑定模式，指定套接字的行为。这里使用 QUdpSocket::ShareAddress 表示共享地址选项，它允许多个套接字同时绑定到相同的地址和端口。

函数将 QUdpSocket 绑定到指定的地址和端口，并且允许多个套接字同时共享相同的地址和端口。

joinMulticastGroup 加入组播

joinMulticastGroup() 函数是 QUdpSocket 类的成员函数，用于将 QUdpSocket 加入指定的多播组。

该函数原型如下：

bool QUdpSocket::joinMulticastGroup(
    const QHostAddress & groupAddress, 
    const QNetworkInterface & iface = QNetworkInterface()
)

groupAddress：要加入的多播组的组播地址。
iface：要加入多播组的网络接口。默认情况下，会选择默认的网络接口。

函数返回一个 bool 类型的值，表示是否成功加入了多播组。如果成功加入多播组，返回 true；否则返回 false。通过调用 joinMulticastGroup() 函数，QUdpSocket 将成为指定多播组的成员，并能够接收该多播组发送的数据报。

// 开始组播
void MainWindow::on_pushButton_start_clicked()
{
    // 获取IP
    QString IP= ui->lineEdit_address->text();
    groupAddress=QHostAddress(IP);

    // 获取端口
    quint16 groupPort = ui->lineEdit_port->text().toUInt();

    // 绑定端口
    if (udpSocket->bind(QHostAddress::AnyIPv4, groupPort, QUdpSocket::ShareAddress))
    {
        // 加入组播
        udpSocket->joinMulticastGroup(groupAddress);
        ui->plainTextEdit->appendPlainText("[*] 加入组播 " + IP + ":" + QString::number(groupPort));
    }
}

leaveMulticastGroup 退出组播

leaveMulticastGroup() 函数用于将 QUdpSocket 从指定的多播组中移除。通过调用该函数，QUdpSocket 将不再是指定多播组的成员，不再接收该多播组发送的数据报。

该函数原型如下：

bool QUdpSocket::leaveMulticastGroup(
    const QHostAddress & groupAddress, 
    const QNetworkInterface & iface = QNetworkInterface()
)

groupAddress：要离开的多播组的组播地址。
iface：要离开多播组的网络接口。默认情况下，会选择默认的网络接口。

函数返回一个 bool 类型的值，表示是否成功离开了多播组。如果成功离开多播组，返回 true；否则返回 false。

// 关闭组播
void MainWindow::on_pushButton_stop_clicked()
{
    // 退出组播
    udpSocket->leaveMulticastGroup(groupAddress);
    udpSocket->abort();
    ui->plainTextEdit->appendPlainText("[-] 退出组播");
}

writeDatagram 发送数据报

writeDatagram() 函数是 QUdpSocket 类的成员函数，用于发送数据报到指定的多播组。通过调用该函数，可以将数据报发送到指定的多播组和端口，让其他成员接收到该数据报。

其函数原型如下：

qint64 QUdpSocket::writeDatagram(
    const QByteArray & datagram, 
    const QHostAddress & groupAddress, 
    quint16 port
)

datagram：要发送的数据报的内容，通常是一个 QByteArray 对象。
groupAddress：要发送到的多播组的组播地址。
port：要发送到的多播组的端口号。

函数返回一个 qint64 类型的值，表示实际发送的字节数。如果发送成功，返回发送的字节数；否则返回 -1。

// 发送组播消息
void MainWindow::on_pushButton_send_clicked()
{
    quint16 groupPort = ui->lineEdit_port->text().toUInt();
    QString msg=ui->lineEdit_msg->text();
    QByteArray datagram=msg.toUtf8();

    udpSocket->writeDatagram(datagram,groupAddress,groupPort);
}

readDatagram 接收数据报

readDatagram() 函数是 QUdpSocket 类的成员函数，用于从套接字中读取数据报，并将其存储到指定的缓冲区中。通常情况下，可以使用这个函数来接收来自其他主机的数据报。通过使用该函数可从套接字中读取数据报，并获取数据报的源地址和端口号。

其函数原型如下：

qint64 QUdpSocket::readDatagram(
    char * data, qint64 maxSize, 
    QHostAddress * address = nullptr, 
    quint16 * port = nullptr
)

data：指向用于存储接收数据的缓冲区的指针。
maxSize：缓冲区的最大大小，即最多可以接收的字节数。
address：指向用于存储发送数据报的源地址的 QHostAddress 对象的指针。
port：指向用于存储发送数据报的源端口号的 quint16 类型的指针。

该函数返回一个 qint64 类型的值，表示实际接收的字节数。如果接收成功，返回接收的字节数；否则返回 -1。

// 读取数据报
void MainWindow::onSocketReadyRead()
{
    while(udpSocket->hasPendingDatagrams())
    {
        QByteArray datagram;
        datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
        QHostAddress peerAddr;
        quint16 peerPort;
        udpSocket->readDatagram(datagram.data(),datagram.size(),&peerAddr,&peerPort);

        QString str=datagram.data();

        QString peer="[从 "+peerAddr.toString()+":"+QString::number(peerPort)+" 发送] ";

        ui->plainTextEdit->appendPlainText(peer+str);
    }
}

大家可自行运行课件程序，并在多台电脑中配置相同网段，当点击发送消息时所有同网段的程序都将收到广播，如下图所示；

到此这篇关于C++ Qt开发之使用QUdpSocket实现组播通信的文章就介绍到这了,更多相关Qt QUdpSocket组播通信内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

C++ Qt开发之使用QUdpSocket实现组播通信

setSocketOption 设置套接字

bind 绑定套接字地址

joinMulticastGroup 加入组播

leaveMulticastGroup 退出组播

writeDatagram 发送数据报

readDatagram 接收数据报

您可能感兴趣的文章: