c - Linux 上的 UDP connect() 和 recv()

Question

根据 connect(2) 手册页

If the socket sockfd is of type SOCK_DGRAM then serv_addr is the address to which datagrams are sent by default, and the only address from which datagrams are received. If the socket is of type SOCK_STREAM or SOCK_SEQPACKET, this call attempts to make a connection to the socket that is bound to the address specified by serv_addr.

我正在尝试过滤来自在同一端口上广播的两个不同多播组的数据包，我认为 connect() 可以完成这项工作，但我无法让它工作。事实上，当我将它添加到我的程序中时，我没有收到任何数据包。更多信息在此 thread .

这是我设置连接参数的方式:

memset(&mc_addr, 0, sizeof(mc_addr));
mc_addr.sin_family = AF_INET;
mc_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(multicast_addr);
mc_addr.sin_port = htons(multicast_port);
printf("Connecting...\n");
if( connect(sd, (struct sockaddr*)&mc_addr, sizeof(mc_addr)) < 0 ) {
  perror("connect");
  return -1;
}

printf("Receiving...\n");
while( (len = recv(sd, msg_buf, sizeof(msg_buf), 0)) > 0 )
  printf("Received %d bytes\n", len);

Answer 1

您的程序(可能)存在以下问题:

• 您应该使用 bind() 而不是 connect()，并且
• 您缺少 setsockopt(..., IP_ADD_MEMBERSHIP, ...)。

这是一个接收多播的示例程序。它使用 recvfrom()，而不是 recv()，但它是相同的，除了您还获取每个接收到的数据包的源地址。

要从多个多播组接收，您有三个选项。

第一个选项:为每个多播组使用一个单独的套接字，并将每个套接字绑定(bind)到一个多播地址。这是最简单的选项。

第二个选项:为每个多播组使用单独的套接字，bind() 每个套接字 INADDR_ANY，并使用套接字过滤器过滤掉除单个多播组之外的所有套接字。

因为您已经绑定(bind)到 INADDR_ANY，您可能仍会收到其他多播组的数据包。可以使用内核的套接字过滤器将它们过滤掉:

#include <stdint.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/filter.h>

/**
 * Adds a Linux socket filter to a socket so that only IP
 * packets with the given destination IP address will pass.
 * dst_addr is in network byte order.
 */
int add_ip_dst_filter (int fd, uint32_t dst_addr)
{
    uint16_t hi = ntohl(dst_addr) >> 16;
    uint16_t lo = ntohl(dst_addr) & 0xFFFF;

    struct sock_filter filter[] = {
        BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_ABS, SKF_NET_OFF + 16), // A <- IP dst high
        BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, hi, 0, 3),        // if A != hi, goto ignore
        BPF_STMT(BPF_LD + BPF_H + BPF_ABS, SKF_NET_OFF + 18), // A <- IP dst low
        BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, lo, 0, 1),        // if A != lo, goto ignore
        BPF_STMT(BPF_RET + BPF_K, 65535),                     // accept
        BPF_STMT(BPF_RET + BPF_K, 0)                          // ignore
    };

    struct sock_fprog fprog = {
        .len = sizeof(filter) / sizeof(filter[0]),
        .filter = filter
    };

    return setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_FILTER, &fprog, sizeof(fprog));
}    

第三种选择:使用单个套接字接收所有多播组的多播。

在这种情况下，您应该为每个组执行 IP_ADD_MEMBERSHIP。这样您就可以在一个套接字上获取所有数据包。

但是，您需要额外的代码来确定接收到的数据包被寻址到哪个多播组。为此，您必须:

• 使用recvmsg() 接收数据包并读取 IP_PKTINFO 或等效的辅助数据消息。然而，要让 recvmsg() 给你这个消息，你首先必须
• 使用 setsockopt() 启用 IP_PKTINFO 辅助数据消息的接收。

您需要做的具体事情取决于 IP 协议(protocol)版本和操作系统。这是我的做法(IPv6 代码未测试):enabling PKTINFO和 reading the option .

这是一个接收多播的简单程序，它演示了第一个选项(绑定(bind)到多播地址)。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAXBUFSIZE 65536

int main (int argc, char **argv)
{
    if (argc != 4) {
        printf("Usage: %s <group address> <port> <interface address>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    int sock, status, socklen;
    char buffer[MAXBUFSIZE+1];
    struct sockaddr_in saddr;
    struct ip_mreq imreq;

    // set content of struct saddr and imreq to zero
    memset(&saddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    memset(&imreq, 0, sizeof(struct ip_mreq));

    // open a UDP socket
    sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sock < 0) {
        perror("socket failed!");
        return 1;
    }

    // join group
    imreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    imreq.imr_interface.s_addr = inet_addr(argv[3]);
    status = setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP,
    (const void *)&imreq, sizeof(struct ip_mreq));

    saddr.sin_family = PF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    status = bind(sock, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(struct sockaddr_in));
    if (status < 0) {
        perror("bind failed!");
        return 1;
    }

    // receive packets from socket
    while (1) {
        socklen = sizeof(saddr);
        status = recvfrom(sock, buffer, MAXBUFSIZE, 0, (struct sockaddr *)&saddr, &socklen);
        if (status < 0) {
            printf("recvfrom failed!\n");
            return 1;
        }

        buffer[status] = '\0';
        printf("Received: '%s'\n", buffer);
    }
}