UDP中的单播，多播，广播

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UDP 简单回顾

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接、不可靠的传输层协议，特点是：

• 面向报文，报文界限清晰
• 无连接，不保证数据送达、不保证顺序
• 发送简单，开销低，适合实时或广播类应用

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一、单播（Unicast）

定义

• 单播是最常见的通信方式，一对一通信。
• 发送方发送数据包到某个唯一的目标 IP 地址和端口。
• 收发双方地址都是单个的。

特点

• 定向通信，点对点。
• 网络中每个主机都有唯一的单播 IP 地址。
• 发送的数据只被目标主机接收。

应用

• 普通客户端-服务器通信，如客户端请求服务器数据。
• 设备间点对点通信。

举例

• 192.168.1.10 给 192.168.1.20 发送 UDP 数据。

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二、广播（Broadcast）

定义

• 广播是单个主机向同一子网内的所有主机发送数据。
• 发送方发送到广播地址（如 IPv4 的 192.168.1.255）。
• 同一网段内的所有主机都能收到。

特点

• 一对多，局域网内有效。
• 不穿越路由器（路由器默认不转发广播包，除非配置特殊路由）。
• 网络负载较大时可能导致“广播风暴”。

应用

• 局域网内服务发现（DHCP、NetBIOS 等）。
• 简单的组网信息广播。

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三、多播（Multicast）

定义

• 多播是一对多，但只发送给加入了指定多播组的主机。
• 通过多播 IP 地址（IPv4 范围：224.0.0.0 到 239.255.255.255）。
• 主机通过 IGMP 协议加入或离开多播组。

特点

• 只发一次，网络中只有加入多播组的主机接收。
• 多播可跨子网，路由器支持多播路由转发。
• 节省带宽和网络资源，适合多点通信。

应用

• IPTV 视频直播。
• 实时股票行情推送。
• 大规模在线会议、游戏。

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UDP 单播、广播、多播的对比总结

通信方式	发送目标	目标地址类型	通信范围	发送次数	网络开销	应用场景
单播	单个主机	单播地址	任意	每个目标一次	最低	点对点通信
广播	同一子网所有主机	广播地址（如 192.168.1.255）	局域网内	一次	高	局域网服务发现
多播	加入指定多播组的多个主机	多播地址（224.0.0.0-239.255.255.255）	跨子网，多播路由支持	一次	适中	多点分发、视频直播

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额外说明

• IPv6 没有广播，只有单播和多播。
• 多播需要网络设备（路由器、交换机）支持 IGMP/MLD 协议。
• UDP 多播发送方只需要把数据发给多播地址和端口，网络层和主机自动处理转发和接收。

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代码简要示例（C）

// 单播发送示例（发送到指定 IP 和端口）
sendto(sock, buf, len, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));// 广播发送示例（需要设置套接字选项 SO_BROADCAST）
int broadcastEnable = 1;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcastEnable, sizeof(broadcastEnable));
sendto(sock, buf, len, 0, (struct sockaddr*)&broadcast_addr, sizeof(broadcast_addr));// 多播加入组播组（接收方示例）
struct ip_mreq mreq;
mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("239.255.0.1");
mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

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如果你需要，我可以帮你写更详细的多播使用示例，或者讲解多播组管理和路由原理。需要吗？