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c++实现广播通讯详解

作者：wh_xia_jun

这篇文章主要为大家详细介绍了c++实现广播通讯的相关知识,文中的示例代码讲解详细,具有一定的借鉴价值,有需要的小伙伴可以参考一下

概念大家都很清楚，不赘述。

广播必然用UDP这套东西。

setsockopt() 函数及其在广播中的应用：

在 C++ 网络编程中，setsockopt() 函数用于设置套接字选项，这些选项可以控制套接字的各种行为。对于广播通信，我们特别关心的是 SO_BROADCAST 选项，它允许套接字发送广播消息。

setsockopt() 函数原型

int setsockopt(int sockfd, int level, int option_name, const void *option_value, socklen_t option_len);

sockfd：要设置选项的套接字描述符。

level：指定选项所在的协议层。对于大多数套接字选项，这一层是 SOL_SOCKET，表示选项与套接字层本身相关。

option_name：要设置的选项的名称。对于广播选项，这是 SO_BROADCAST。

option_value：指向一个变量的指针，该变量包含要设置的选项的值。对于 SO_BROADCAST，这个值通常是一个整数，非零表示启用广播，零表示禁用（尽管禁用广播通常不是必需的，因为默认情况下它可能是禁用的，除非特别启用）。

option_len：option_value 指向的变量的长度，以字节为单位。对于 SO_BROADCAST，这通常是 sizeof(int)。

SO_BROADCAST 选项

作用：允许套接字发送广播消息。广播消息是发送到网络上的所有主机的消息，这些主机都监听特定的广播地址和端口。

默认值：在大多数系统上，套接字默认不允许发送广播消息，必须显式启用。

使用场景：当您希望向网络上的多个主机发送相同的信息时，广播非常有用。例如，在局域网中查找服务或设备时。

框架示例代码

以下是如何在 C++ 中使用 setsockopt() 启用 SO_BROADCAST 选项的示例代码：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
 
int main() {
    int sockfd;
    int broadcastEnable = 1; // 启用广播
 
    // 创建 UDP 套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket creation failed");
        return 1;
    }
 
    // 启用广播选项
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcastEnable, sizeof(broadcastEnable)) < 0) {
        perror("setsockopt(SO_BROADCAST) failed");
        close(sockfd);
        return 1;
    }
 
    // ... 在这里发送广播消息 ...
 
    // 关闭套接字
    close(sockfd);
    return 0;
}

在这个例子中，我们首先创建了一个 UDP 套接字，然后使用 setsockopt() 函数启用了 SO_BROADCAST 选项。之后，我们可以使用 sendto() 函数发送广播消息。最后，我们关闭了套接字。

完整的广播的过程：

在 C++ 中使用套接字（socket）进行广播通信，通常涉及以下几个步骤：

下面是一个简单的示例代码，展示了如何在 C++ 中使用套接字进行广播通信：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
 
#define PORT 8080
#define BROADCAST_IP "255.255.255.255"
#define BUFFER_SIZE 1024
 
int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in broadcastAddr;
    const char *message = "Hello, this is a broadcast message!";
    char buffer[BUFFER_SIZE];
 
    // 创建 UDP 套接字
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    int broadcastEnable = 1;
    // 启用广播选项
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcastEnable, sizeof(broadcastEnable)) < 0) {
        perror("setsockopt(SO_BROADCAST) failed");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    // 设置广播地址和端口
    memset(&broadcastAddr, 0, sizeof(broadcastAddr));
    broadcastAddr.sin_family = AF_INET;
    broadcastAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(BROADCAST_IP);
    broadcastAddr.sin_port = htons(PORT);
 
    // 发送广播消息
    if (sendto(sockfd, message, strlen(message), MSG_CONFIRM, (const struct sockaddr*)&broadcastAddr, sizeof(broadcastAddr)) < 0) {
        perror("sendto failed");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    std::cout << "Broadcast message sent: " << message << std::endl;
 
    // 关闭套接字
    close(sockfd);
 
    return 0;
}

注意事项

接收广播消息

要接收广播消息，你需要创建一个监听特定端口和地址（通常是 INADDR_ANY）的套接字，然后等待接收数据。以下是一个简单的接收广播消息的示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
 
#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
 
int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
    socklen_t addrLen = sizeof(clientAddr);
    char buffer[BUFFER_SIZE];
 
    // 创建 UDP 套接字
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        perror("socket creation failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    // 绑定套接字到指定端口
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(PORT);
 
    if (bind(sockfd, (const struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
        perror("bind failed");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    // 接收广播消息
    ssize_t numBytes = recvfrom(sockfd, buffer, BUFFER_SIZE - 1, MSG_WAITALL, (struct sockaddr*)&clientAddr, &addrLen);
    if (numBytes < 0) {
        perror("recvfrom failed");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    buffer[numBytes] = '\0';
    std::cout << "Received broadcast message: " << buffer << std::endl;
 
    // 关闭套接字
    close(sockfd);
 
    return 0;
}

这个接收程序将监听指定的端口，并打印接收到的广播消息。确保接收程序和发送程序在相同的网络环境中运行，并且端口号匹配。

这里服务器套接字被绑定到了指定的端口（PORT，即8080），并且它准备好接收来自任何IP地址的数据报（因为serverAddr.sin_addr.s_addr被设置为INADDR_ANY）。由于套接字是UDP类型的，并且没有设置特定的广播接收选项（实际上，对于UDP套接字来说，接收广播消息是默认启用的），因此该套接字能够接收发送到该端口上的任何UDP数据报，包括广播消息。

然而，代码本身并没有特别指定它只接收来自某个特定广播地址的消息。当recvfrom()函数被调用时，它会阻塞（除非套接字被设置为非阻塞模式），直到有数据报到达绑定的端口。一旦数据报到达，recvfrom()会填充clientAddr结构体以反映发送方的IP地址和端口号。

要知道广播消息的实际来源广播地址，您可以检查clientAddr.sin_addr字段。这个字段包含了发送方的IP地址，如果这是一个广播消息，那么它应该是您网络上的广播地址（比如255.255.255.255对于本地广播，或者是子网 特定的广播地址，比如192.168.1.255对于子网192.168.1.0/24）。但是，请注意，如果发送方不在同一个子网内，并且是通过路由器发送的广播消息（这通常是不被允许的，因为广播消息通常不会跨子网路由），那么clientAddr可能会显示发送方的实际IP地址，而不是广播地址。

在实际应用中，如果您想要接收特定广播地址上的消息，您通常需要在网络上有一个已知的广播地址，并且您的应用程序需要知道这个地址。然而，由于UDP广播的本地性质，您的应用程序通常只能接收到来自同一子网内的广播消息，除非有特殊的路由配置允许跨子网的广播。

另外，值得注意的是，在现代网络环境中，由于安全和维护方面的原因，许多网络都配置为不允许或限制广播消息的传播。因此，在实际部署基于UDP广播的应用程序时，您可能需要考虑这些因素。

到此这篇关于c++实现广播通讯详解的文章就介绍到这了,更多相关c++广播通讯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！

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