在同一端口接收多个多播源 - C，Linux

问题描述：

我有一个应用程序正在从同一端口上的多个多播源接收数据。我能够接收数据。但是，我试图计算每个组的统计信息（即收到的消息、收到的字节数），所有数据都混在一起了。有人知道如何解决这个问题吗？如果我尝试查看发送者的地址，它不是多播地址，而是发送机器的 IP。

我正在使用以下套接字选项：

struct ip_mreq mreq;         
mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3");         
mreq.imr_interface.s_addr = INADDR_ANY;         
setsockopt(s, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

以及：

setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &reuse, sizeof(reuse));

解决方案 1：

经过几年面对这种 Linux 的奇怪行为，并使用以前的答案中描述的绑定解决方法，我意识到ip(7) 手册页描述了一种可能的解决方案：

IP_MULTICAST_ALL（自 Linux 2.6.31 起）

此选项可用于修改将多播消息传送到绑定到通配符 INADDR_ANY 地址的套接字的传送策略。该参数是一个布尔整数（默认为 1）。如果设置为 1，套接字将接收来自整个系统上已全局加入的所有组的消息。否则，它将仅传送来自此特定套接字上已明确加入（例如通过 IP_ADD_MEMBERSHIP 选项）的组的消息。

然后，您可以激活过滤器来接收加入群组的消息，使用方法如下：

int mc_all = 0;
if ((setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_ALL, (void*) &mc_all, sizeof(mc_all))) < 0) {
    perror("setsockopt() failed");
}

Redhat Bug 231899中讨论了这个问题以及启用 IP_MULTICAST_ALL 解决该问题的方法，该讨论包含重现问题和解决问题的测试程序。

解决方案 2：

[已编辑以澄清bind()实际上可能包含多播地址。]

因此，应用程序将加入多个多播组，并接收发送到其中任何一个组的消息，并发送到同一端口。SO_REUSEPORT允许您将多个套接字绑定到同一端口。除了端口之外，bind()还需要一个 IP 地址。INADDR_ANY是一个万能地址，但也可以使用 IP 地址，包括多播地址。在这种情况下，只有发送到该 IP 的数据包才会传送到套接字。即，您可以创建多个套接字，每个多播组一个。bind()每个套接字到 (group_addr, port)，并加入 group_addr。然后，发送到不同组的数据将显示在不同的套接字上，您将能够通过这种方式区分它。

我在 FreeBSD 上测试了以下操作：

#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/param.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    const char *group = argv[1];

    int s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    int reuse = 1;
    if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &reuse, sizeof(reuse)) == -1) {
        fprintf(stderr, "setsockopt: %d
", errno);
        return 1;
    }

    /* construct a multicast address structure */
    struct sockaddr_in mc_addr;
    memset(&mc_addr, 0, sizeof(mc_addr));
    mc_addr.sin_family = AF_INET;
    mc_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(group);
    mc_addr.sin_port = htons(19283);

    if (bind(s, (struct sockaddr*) &mc_addr, sizeof(mc_addr)) == -1) {
        fprintf(stderr, "bind: %d
", errno);
        return 1;
    }

    struct ip_mreq mreq;
    mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(group);
    mreq.imr_interface.s_addr = INADDR_ANY;
    setsockopt(s, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

    char buf[1024];
    int n = 0;
    while ((n = read(s, buf, 1024)) > 0) {
        printf("group %s fd %d len %d: %.*s
", group, s, n, n, buf);
    }
}

如果您针对不同的多播地址运行多个这样的进程，并向其中一个地址发送消息，则只有相关进程会收到该消息。当然，在您的例子中，您可能希望将所有套接字放在一个进程中，并且您必须使用select或poll或等效程序来读取所有套接字。

解决方案 3：

根据您的平台使用setsockopt()和IP_PKTINFO或，假设为 IPv4。这与或结合使用允许您查找每个数据包的源地址和目标地址。IP_RECVDSTADDR`recvmsg()`WSARecvMsg()

Unix/Linux，请注意 FreeBSD 使用IP_RECVDSTADDR同时支持IP6_PKTINFOIPv6。

• http://www.kernel.org/doc/man-pages/online/pages/man7/ip.7.html

Windows，还有IP_ORIGINAL_ARRIVAL_IF

• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms741645(v=VS.85).aspx

解决方案 4：

代替

mc_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

和

mc_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr (mc_addr_str);

它对我（linux）有帮助，对于每个应用程序，我从一个端口上的单独 mcast 组接收单独的 mcast 流。

您还可以查看 VLC 播放器源，它在一个端口上显示来自不同 mcast 组的许多 mcast iptv 频道，但我不知道它如何分离频道。

解决方案 5：

我必须使用多个套接字，每个套接字查看不同的多播组地址，然后单独计算每个套接字的统计信息。

如果有办法查看上述答案中提到的“收件人地址”，我就想不通了。

一个重要的点也花了我一段时间——当我像大多数 python 示例一样将每个单独的套接字绑定到一个空白地址时：

sock[i].bind(('', MC_PORT[i])

我在每个套接字上都获取了所有多播数据包（来自所有多播组），但这没有帮助。为了解决这个问题，我将每个套接字绑定到它自己的多播组

sock[i].bind((MC_GROUP[i], MC_PORT[i]))

然后它就起作用了。

解决方案 6：

IIRC recvfrom() 为每个发送者提供了不同的读取地址/端口。

您还可以在每个数据包中放置一个标头来标识源发送者。

解决方案 7：

多播地址将是数据包中的接收方地址，而不是发送方地址。查看接收方的 IP 地址。

解决方案 8：

您可以通过查看收到的数据包的目标 IP 地址（始终是多播地址）来分离多播流。这样做有点复杂：

绑定INADDR_ANY并设置IP_PKTINFO套接字选项。然后您必须使用recvmsg()接收多播 UDP 数据包并扫描IP_PKTINFO控制消息。这将为您提供接收到的 UDP 数据包的一些边带信息：

struct in_pktinfo {
    unsigned int   ipi_ifindex;  /* Interface index */
    struct in_addr ipi_spec_dst; /* Local address */
    struct in_addr ipi_addr;     /* Header Destination address */
};

查看 ipi_addr：这将是您刚刚收到的 UDP 数据包的多播地址。现在您可以处理特定于您正在接收的每个多播流（多播地址）的接收数据包。