java (多网卡环境下)发送组播广播(multicastbroadcast)失败问题

tech2022-09-19  112

java发送组播或广播包并不复杂网上有很多文章,比如下面的两篇: 《Java实现组播(multicast)简单例子》 《Java 网络编程案例:使用 MulticastSocket 实现多点广播》 这些例子都大同小异,拿来就可以用,我刚开始使用组播/广播时就是这样抄个例子,编译,运行,收到消息—完美

但是,当我们的项目在开始运行时,发现问题来了:有时会收不到某台主机发送的组播包,开始以为是路由器或交换阻止组播包通过,就改为广播.改为广播后,发现问题依然存在. 经过反复测试,发现了规律,当电脑上有多块网卡(虚拟网卡也算)时,就有可能无法发出组播包数据,但自己可以收到自己发送的组播/广播包。 哇哦,原来与多网卡环境有关。有了这个规律,再去百度发现不少关于多网卡环境下发送组播/广播包问题的文章,比如这个 《解决多网卡环境下使用特定网卡广播UDP消息的问题》 这篇文章开头的内容就给出了解决办法,如下图: 看了第一条我就明白了。这是最重要的。 一般情况下,我们向一个IP地址发送数据,我们并不需要指定用哪块网卡发送,因为目标地址明确,底层网卡驱动会帮我们选择合适的网卡发送数据, 但广播或组播就不同,广播或组播地址不是一个指向单一主机的地址,在没有明确的目标指向性的情况下,底层网卡驱动会选择找到第一块网卡做为默认网卡发送数据。如果这时这个默认网卡是一个虚拟网卡(比如我的电脑上装了虚拟机就有一块虚拟网卡),那么发送组播数据就没有真的通过物理网卡发出。而只能被自己接收到。因为这个原因,对于多网卡环境下,发送广播或组播包就必须要指定用哪块网卡发送。

所以我的解决办法就是:遍历所有物理网卡,在每一块网卡上都把组播或广播数据发送一遍,接收组播包时将要明确将每一块物理网卡加入到组播地址中。 下面是我的实现代码片段:

发送组播或广播:

/** * 向指定的组播或广播地址和端口发送组播数据 * @param group 组播或广播地址 * @param port 端口 * @param message 发送的数据 * @param ttl time-to-live for multicast packets * @param nic 指定发送数据的网卡 * @throws IOException */ public static void sendMulticast(InetAddress group,int port,byte[] message, Integer ttl,NetworkInterface nic) throws IOException{ checkArgument(null != group,"group is null"); // 如果地址不是组播或广播地址则抛出异常 checkArgument(group.isMulticastAddress() || isBroadcast(group),"group %s is not a multicast or broadcast address",group); checkArgument(message != null && message.length > 0,"message is null or empty"); checkArgument(null != nic,"nic is null"); // 获取网卡的绑定的所有IP地址枚举对象 Enumeration<InetAddress> nifAddresses = nic.getInetAddresses(); if(!nifAddresses.hasMoreElements()){ System.out.printf("NOT ADDRESS ON %s\n",nic.toString()); return; } // 从网卡上绑定的IP地址创建的InetSocketAddress 对象 InetSocketAddress inetAddr= new InetSocketAddress(nifAddresses.nextElement(),0); DatagramSocket ds = null; try { if(group.isMulticastAddress()){ // MulticastSocket 绑定到指定的网卡 @SuppressWarnings("resource") MulticastSocket ms = new MulticastSocket(inetAddr); if(ttl != null){ ms.setTimeToLive(ttl); } ds = ms; }else{ // DatagramSocket绑定到指定的网卡 ds = new DatagramSocket(inetAddr); ds.setBroadcast(true); } ds.send(new DatagramPacket(message, message.length,group,port)); } finally { if(ds != null){ ds.close(); } } } /** * 向指定的组播或广播地址和端口发送组播数据 * @param group 组播或广播地址 * @param port 端口 * @param message 发送的数据 * @param ttl time-to-live for multicast packets * @throws IOException */ public static void sendMulticast(InetAddress group,int port,byte[] message, Integer ttl) throws IOException{ checkArgument(null != group,"group is null"); // 如果地址不是组播或广播地址则抛出异常 checkArgument(group.isMulticastAddress() || isBroadcast(group),"group %s is not a multicast or broadcast address",group); checkArgument(message != null && message.length > 0,"message is null or empty"); // 遍历所有物理网卡,将数据在每个网卡上发送一次 for(NetworkInterface nic:getNICs(Filter.UP,Filter.PHYICAL_ONLY)){ sendMulticast(group,port,message,ttl,nic); } } /** * 判断一个地址是否为广播地址(255.255.255.255) * @param addr * @return */ public static boolean isBroadcast(InetAddress addr){ return addr.getHostAddress().equals("255.255.255.255"); }

接收广播或组播包代码片段

/** * socket初始化 * @return 当前对象 * @throws IOException 创建组播对象({@link MulticastSocket})时出错 */ public MultiCastDispatcher init() throws IOException{ if(null == datagramSocket){ if(NetworkUtil.isBroadcast(group)){ datagramSocket = new DatagramSocket(port); datagramSocket.setBroadcast(true); }else{ MulticastSocket multicastSocket = new MulticastSocket(port); // 遍历所有物理网卡,对每块网卡执行joinGroup for(NetworkInterface nic:NetworkUtil.getNICs(Filter.UP,Filter.PHYICAL_ONLY)){ InetSocketAddress inetAddr= new InetSocketAddress(group,0); multicastSocket.joinGroup(inetAddr,nic); } this.datagramSocket = multicastSocket; } } return this; } /** * 循环接收group,port指定的组播地址发送的数据并交给{@link #processor}处理 */ @Override public void run() { stopListener = Boolean.FALSE; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length); try { while(!Boolean.TRUE .equals(stopListener)){ try { checkArgument(datagramSocket != null,"multicastSocket is uninitizlied"); datagramSocket.receive(packet); byte[] recevied = new byte[packet.getLength()]; System.arraycopy(message, 0, recevied, 0, packet.getLength()); // 处理收到的广播/组播数据 if(!processor.apply(recevied)){ break; } } catch (Exception e) { if(!onerr.apply(e)){ break; } } } } finally { try { if(datagramSocket instanceof MulticastSocket){ // 遍历所有物理网卡,对每块网卡执行leaveGroup for(NetworkInterface nic:NetworkUtil.getNICs(Filter.UP,Filter.PHYICAL_ONLY)){ InetSocketAddress inetAddr= new InetSocketAddress(group,0); ((MulticastSocket) datagramSocket).leaveGroup(inetAddr,nic); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } datagramSocket.close(); datagramSocket = null; stopListener = null; } }

上面代码都只是示例片段,完整代码参见我的码云GIT仓库: 发送组播/广播的完整实现方法 net.gdface.utils.NetworkUtil.sendMulticast(InetAddress group, int port, byte[] message, Integer ttl) https://gitee.com/l0km/common-java/blob/master/common-base2/src/main/java/net/gdface/utils/NetworkUtil.java 接收组播/广播的完整实现类 MultiCastDispatcher https://gitee.com/l0km/common-java/blob/master/common-base2/src/main/java/net/gdface/utils/MultiCastDispatcher.java

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