IP多播技术及其编程(2)

二、IP多播应用的编程方法
在实际应用中，编程人员通常需要自己编制底层网络应用程序来实现网上的底层通信，如具体实现IP多播通信的功能。编制底层网络应用程序通常要借助于网络数据通信编程接口，而在不同的操作系统中所提供的网络编程接口是有所不同的，如在Microsoft Windows环境下的网络编程接口就是Windows套接字（Windows Socket，简称Winsock）。

Winsock提供了包括TCP/IP、IPX等多种通信协议下的编程接口。不同的Windows版本支持不同的Winsock版本，其中Windows 95等早期版本本身只支持Winsock1.1（16位）下的编程（可以通过安装相关的软件包使其支持Winsock2.0），而Windows98、Windows NT4.0、Windows 2000则直接支持Winsock2.0（32位）。Winsock2.0是Winsock1.1的扩展，除兼容Winsock1.1 API外，还定义了一套可支持IP多播的与协议无关的API。

使用Winsock 2.0实现IP多播的一般步骤如下：

1．初始化Winsock资源

在使用Winsock之前，必须调用WSAStartup()函数初始化Windows Sockets DLL。它允许应用程序或DLL指定Windows Sockets API要求的版本。

2．创建套接字

调用WSASocket()函数可以创建一个使用UDP协议的套接字，它是加入多播组的初始化套接字，并且以后数据的发送和接收都在该套接字上进行。针对IP多播通信，可将参数dwFlags设置为WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF、WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF和WSA_FLAG_OVERLAPPED的位和，指明IP多播通信在控制层面和数据层面都是“无根的”，只存在叶节点，它们可以任意加入一个多播组，而且从一个叶节点发送的数据会传送到每一个叶节点（包括它自己）；创建的套接字具有重叠属性。

3．设置套接字的选项

调用setsockopt()函数为套接字设置SO_REUSEADDR选项，以允许套接字绑扎到一个已在使用的地址上。

4．绑定套接字

调用bind()函数绑定套接字，从而将创建好的套接字与本地地址和本地端口联系起来。对于多播通信来说，发送和接收数据通常采用同一个端口。

5．设置多播套接字的模式

WSAIoctl()函数的命令码SIO_MULTICAST_LOOP用来允许或禁止多播通信时发送出去的通信流量是否也能够在同一个套接字上被接收（即多播返回）。值得注意的是，在Windows 95/98/NT 4中，默认是允许多播返回，但不能设置禁止，否则会出错；只有在Windows 2000以上版本中，才能设置允许/禁止多播返回。

WSAIoctl()函数的命令码SIO_MULTICAST_SCOPE用来设置多播传播的范围，即生存时间TTL。每当多播路由器转发多播数据包时，数据包中的TTL值都会被减1，若数据包的TTL减少到0，则路由器将抛弃该数据包。TTL的值是多少，多播数据便最多能经过多少个多播路由器。例如，TTL值为0，则多播只能在本地主机的多个套接字间传播，而不能传播到“网线”上；TTL值为1（默认值），则多播数据遇到第一个路由器，便会被它“无情”地丢弃，不允许传出本地网络之外，即只有同一个网络内的多播组成员才能收到多播数据。

6．加入一个多播组

调用WSAJoinLeaf()函数可加入一个多播组并指定角色（发送者/接收者）。调用时，参数dwFlags可指定套接字作为发送者（JL_SENDER_ONLY）、接收者（JL_RECEIVER_ONLY）或身兼两者（JL_BOTH）。调用成功后会返回一个多播套接字，调用closesocket()函数关闭该套接字就离开了多播组，此时可以调用WSAJoinLeaf()函数再次加入多播组。注意，对多播组数据的接收和发送不能在该套接字上完成。

7．向多播组发送数据

调用sendto()函数，可在指定的UDP套接字上向指定的多播组发送多播数据。调用时，参数to应指向多播组的IP地址。值得注意的是，若一个应用程序只是打算给多播组发送数据，便不必加入一个多播组。