Python使用socket實(shí)現(xiàn)組播與發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)

什么是組播

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(duì)通信方之間傳遞相同的消息會(huì)變得越來(lái)越困難。

單獨(dú)地向各個(gè)接收方發(fā)送消息會(huì)耗費(fèi)額外的處理時(shí)間和帶寬，這對(duì)于諸如完成流視頻或音頻操作的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，代碼會(huì)出現(xiàn)顯著的性能問題。

而使用組播（multicast）向多個(gè)端點(diǎn)同時(shí)發(fā)送消息可以得到更好的效率，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以確保數(shù)據(jù)包會(huì)被傳送到所有接收方。

組播消息總是使用UDP發(fā)送，因?yàn)門CP需要提供一對(duì)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(gè)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(huì)由網(wǎng)絡(luò)路由器和交換機(jī)進(jìn)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(gè)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(jī)默認(rèn)會(huì)禁止組播通信。如果后續(xù)運(yùn)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(wú)法知道會(huì)收到多少響應(yīng)，所以需要對(duì)套接字使用一個(gè)超時(shí)值，以避免等待回答時(shí)無(wú)限阻塞。

TTL（Time-To-Live value）是一個(gè)生存時(shí)間值，會(huì)控制多少網(wǎng)絡(luò)接收這個(gè)數(shù)據(jù)包。要使用IP_MULTICAST_TTL選項(xiàng)與setsockopt()函數(shù)來(lái)設(shè)置TTL。默認(rèn)值1表示路由器不會(huì)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(gè)字節(jié)。

示例代碼如下：

import socket
import struct

# 1.創(chuàng)建一個(gè)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(duì)struct二進(jìn)制結(jié)構(gòu)體進(jìn)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')
            break
        else:
            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(gè)端口后，可以使用setsockopt()改變IP_ADD_MEMBERSHIP選項(xiàng)，增加安東組播組。

這個(gè)選項(xiàng)值是組播地址的一個(gè)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(shí)。這里，接收者使用INADDR_ANY監(jiān)聽所有接口。

示例代碼如下：

import socket
import struct

multicast_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(yùn)行之后，效果如下：

到此這篇關(guān)于Python使用socket實(shí)現(xiàn)組播與發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python 組播與發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！