《TCP/IP网络编程》Go语言系列 -- 多播和广播
Go 语言多播与广播
使用Go语言重写《TCP/IP网络编程》中C代码:GitHub: haoran-mc/TCP_IP_Network
多播
多播(Multicast)方式的数据传输是基于 UDP 完成的。因此 ,与 UDP 服务器端/客户端的实现方式非常接近。区别在于,UDP 数据传输以单一目标进行,而多播数据同时传递到加入(注册)特定组的大量主机。换言之,采用多播方式时,可以同时向多个主机传递数据。
多播的数据传输方式以及流量方面的优点
多播的数据传输特点可整理如下:
- 多播服务器端针对特定多播组,只发送 1 次数据。
- 即使只发送 1 次数据,但该组内的所有客户端都会接收数据
- 多播组数可以在 IP 地址范围内任意增加
多播组是 D 类IP地址(224.0.0.0~239.255.255.255),「加入多播组」可以理解为通过程序完成如下声明:
在 D 类IP地址中,我希望接收发往目标 239.234.218.234 的多播数据
多播是基于 UDP 完成的,也就是说,多播数据包的格式与 UDP 数据包相同。只是与一般的 UDP 数据包不同。向网络传递 1 个多播数据包时,路由器将复制该数据包并传递到多个主机。像这样,多播需要借助路由器完成。如图所示:
若通过 TCP 或 UDP 向 1000 个主机发送文件,则共需要传递 1000 次。但是此时如果用多播网络传输文件,则只需要发送一次。这时由 1000 台主机构成的网络中的路由器负责复制文件并传递到主机。就因为这种特性,多播主要用于「多媒体数据实时传输」。
另外,理论上可以完成多播通信,但是不少路由器并不支持多播,或即便支持也因网络拥堵问题故意阻断多播。因此,为了在不支持多播的路由器中完成多播通信,也会使用隧道(Tunneling)技术。
实现多播 Sender 和 Receiver
多播中用「发送者」(以下称为 Sender) 和「接收者」(以下称为 Receiver)替代服务器端和客户端。顾名思义,此处的 Sender 是多播数据的发送主体,Receiver 是需要多播组加入过程的数据接收主体。下面是示例,示例的运行场景如下:
- Sender : 向 AAA 组广播(Broadcasting)信息;
- Receiver : 接收传递到 AAA 组的新闻信息;
下面是两个代码:
编译运行:
go run news_receiver.go
go run news_sender.go
结果:
因为发送方不停地发送信息,所以无论先运行发送方还是接收方都能接收到信息。
广播
广播(Broadcast)在「一次性向多个主机发送数据」这一点上与多播类似,但传输数据的范围有区别。多播即使在跨越不同网络的情况下,只要加入多播组就能接受数据。相反,广播只能向同一网络中的主机传输数据。
广播的理解和实现方法
广播是向同一网络中的所有主机传输数据的方法。与多播相同,广播也是通过 UDP 来完成的。根据传输数据时使用的IP地址形式,广播分为以下两种:
- 直接广播(Directed Broadcast)
- 本地广播(Local Broadcast)
二者在实现上的差别主要在于IP地址。直接广播的IP地址中除了网络地址外,其余主机地址全部设置成 1。例如,希望向网络地址 192.12.34 中的所有主机传输数据时,可以向 192.12.34.255 传输。换言之,可以采取直接广播的方式向特定区域内所有主机传输数据。
反之,本地广播中使用的IP地址限定为 255.255.255.255 。例如,192.32.24 网络中的主机向 255.255.255.255 传输数据时,数据将传输到 192.32.24 网络中所有主机。
实现广播数据的 Sender 和 Receiver
下面是广播数据的 Sender 和 Receiver的代码:
编译运行:
go run news_receiver_brd.go
go run news_sender_brd.go
结果:
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