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Python使用socket實現(xiàn)組播與發(fā)送二進制數(shù)據(jù)

瀏覽:95日期:2022-06-16 14:55:18
什么是組播

點對點連接可以處理很多通信需求,不過隨著直接連接數(shù)的增加,在多對通信方之間傳遞相同的消息會變得越來越困難。

單獨地向各個接收方發(fā)送消息會耗費額外的處理時間和帶寬,這對于諸如完成流視頻或音頻操作的應(yīng)用來說,代碼會出現(xiàn)顯著的性能問題。

而使用組播(multicast)向多個端點同時發(fā)送消息可以得到更好的效率,因為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以確保數(shù)據(jù)包會被傳送到所有接收方。

組播消息總是使用UDP發(fā)送,因為TCP需要提供一對通信系統(tǒng)。組播的地址被稱為組播組,這是常規(guī)的IPv4地址范圍的一個子集(224.0.0.0~230.255.255.255),專門為主播通信預(yù)留。

這些地址會由網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機進行特殊的處理,所以發(fā)送到組的消息可以在互聯(lián)網(wǎng)上被分發(fā)到加入這個組的所有接收方。

需要注意的是,大多數(shù)托管的路由器與交換機默認會禁止組播通信。如果后續(xù)運行程序有問題,那么可以檢查你的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。

發(fā)送組播消息

由于無法知道會收到多少響應(yīng),所以需要對套接字使用一個超時值,以避免等待回答時無限阻塞。

TTL(Time-To-Live value)是一個生存時間值,會控制多少網(wǎng)絡(luò)接收這個數(shù)據(jù)包。要使用IP_MULTICAST_TTL選項與setsockopt()函數(shù)來設(shè)置TTL。默認值1表示路由器不會把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到當(dāng)前網(wǎng)段之外。TTL最大取值255,應(yīng)包包裝為1個字節(jié)。

示例代碼如下:

import socketimport struct# 1.創(chuàng)建一個套接字sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)multicast_group = (’224.3.29.71’, 10000)sock.settimeout(10)ttl = struct.pack(’b’, 1)#本博主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法第10篇對struct二進制結(jié)構(gòu)體進行介紹sock.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_MULTICAST_TTL, ttl)try: msg = '群發(fā)的消息,你不必回'.encode(’UTF-8’) sent = sock.sendto(msg, multicast_group) while True:try: data, server = sock.recvfrom(1024)except socket.timeout: print(’time out’) breakelse: print(data, server)finally: sock.close()

這里的代碼與UDP類似,除了sock.setsockopt()的調(diào)用。

接收組播消息

建立組播接收者的第一步是創(chuàng)建UDP套接字。創(chuàng)建常規(guī)的套接字并綁定到一個端口后,可以使用setsockopt()改變IP_ADD_MEMBERSHIP選項,增加安東組播組。

這個選項值是組播地址的一個8字節(jié)的打包表示,后面是服務(wù)器監(jiān)聽通信流的網(wǎng)絡(luò)接口,由其IP地址標(biāo)識。這里,接收者使用INADDR_ANY監(jiān)聽所有接口。

示例代碼如下:

import socketimport structmulticast_group = ’224.3.29.71’server_address = (’’, 10000)sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)sock.bind(server_address)group = socket.inet_aton(multicast_group)mreq = struct.pack(’4sL’, group, socket.INADDR_ANY)sock.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, mreq)while True: data, address = sock.recvfrom(1024) print(data.decode(’UTF-8’), address) sock.sendto(’組播消息已經(jīng)收到’.encode(’UTF-8’), address)

接收者的循環(huán)與UDP服務(wù)器類似。

運行之后,效果如下:

Python使用socket實現(xiàn)組播與發(fā)送二進制數(shù)據(jù)

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