java 单播、广播、组播详解及实例代码

java 单播、广播、组播详解及实例代码

在当前网络通信中（TCP/IP也不例外）有三种通信模式：单播、广播、组播(又叫多播, 个人感觉叫多播描述的有点不恰当)，其中多播出现的时间最晚，但同时具备单播和广播的优点，最具有发展前景。   

一.通信方式分类：   

1.单播：单台主机与单台主机之间的通信；   

2.广播：单台主机与网络中所有主机的通信；   

3.组播：单台主机与选定的一组主机的通信；        

二.单播：   

单播是网络通信中最常见的，网络节点之间的通信 就好像是人们之间的对话一样。如果一个人对另外一个人说话，   

那么用网络技术的术语来描述就是“单播”，此时信息的接收和传递只在两个节点之间进行。   

1. 单播的优点：   

(1)服务器以及响应客户端的请求；   

(2)服务器能针对每个客户端的不同请求发送不同的响应，容易显示个性化服务；   

2. 单播的缺点：   

(1)服务器针对每个客户机发送数据流，服务器流量＝客户机数量×客户机流量；在客户数量大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负；   

3. 应用场景：   

单播在网络中得到了广泛的应用，网络上绝大部分的数据都 是以单播的形式传输的。例如：收发电子邮件、游览网页时，必须与邮件服务器、   

服务器建立连接，此时使用的就是单播通信方式；   

三.广播：   

“广播”可以比方为：一个人通过广播喇叭对在场的全体说话(他才不管你是否乐意听)。换句话说: 广播是一台主机对某一个网络上的所有主机发送数据报包。   

这个网络可能是网络，也可能时子网，还有可能是所有子网。   

广播有两类：本地广播和定向广播：   

定向广播：将数据报包发送到本网络之外的特定网络的所有主机，然而，由于互联网上的大部分路由器都不转发定向广播消息，所以这里不深入介绍了  

本地广播：将数据报包发送到本地网络的所有主机，IPv4的本地广播地址为“255.255.255.255”，路由器不会转发此广播；   

1.广播的优点：   

(1)通信的效率高，信息一下子就可以传递到某一个网络上的所有主机。   

(2)由于服务器不用向每个客户端单独发送数据，所以服务器流量比较负载低；   

2.广播的缺点：   

(1)非常占用网络的带宽；   

(2)缺乏针对性,也不管主机是否真的需要接收该数据, 就强制的接收数据；   

3.应用场景：  

(1)有线电视就是典型的广播型网络  

四.组播：   

”组播“可以比方为：你对着大街喊：”是男人的来一下，一人发一百块”，那么男的过来，女就不会过来,因为没有钱发她不理你(组播：其中所有的男生就是一个组)，    换句话说: 组播是一台主机向指定的一组主机发送数据报包，因为如果采用单播方式，逐个节点传输，有多少个目标节点，就会有多少次传送过程，这种方式显然效率 极低，是不可取  的；如果采用不区分目标、全部发送的广播方式，虽然一次可以传送完数据，但是显然达不到区分特定数据接收对象的目的，又会占用网络带宽。采用组播方式，既可以 实现一次传送所   

有目标节点的数据，也可以达到只对特定对象传送数据的目的。   

IP网络的组播一般通过组播IP地址来实现。组播IP地址就是D类IP地址，即224.0.0.0至239.255.255.255之间的IP地址。   

1.组播的优点：   

(1)具备广播所具备的所有优点；   

(2)与单播相比，提供了发送数据报包的效率，与广播相比，减少了网络流量；   

2.组播的缺点：  

  (1)与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和QOS加以弥补；   

五.应用实例：   

1.UDP单播的例子  

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketAddress;

// 客户端
public class ClientTest
{
 private static final int MAXRECEIVED = 255;

 public static void main(String[] args) throws IOException
 {
  byte[] msg = new String("connect test successfully!!!").getBytes();

  DatagramSocket client = new DatagramSocket();

  InetAddress inetAddr = InetAddress.getLocalHost();
  SocketAddress socketAddr = new InetSocketAddress(inetAddr, 8888);

  DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(msg, msg.length,
    socketAddr);

  client.send(sendPacket);

  client.close();
 }
}

服务端：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.util.Arrays;

//服务端
public class ServerTest
{
 private static final int MAXREV = 255;

 public static void main(String[] args) throws IOException
 {
  DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);
  DatagramPacket recvPacket = new DatagramPacket(new byte[MAXREV], MAXREV);

  while (true)
  {
   server.receive(recvPacket);

   byte[] receiveMsg = Arrays.copyOfRange(recvPacket.getData(),
     recvPacket.getOffset(),
     recvPacket.getOffset() + recvPacket.getLength());

   System.out.println("Handing at client "
     + recvPacket.getAddress().getHostName() + " ip "
     + recvPacket.getAddress().getHostAddress());

   System.out.println("Server Receive Data:" + new String(receiveMsg));

   server.send(recvPacket);

  }

 }
}

2.UDP广播的例子  

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

//客户端
public class BroadcastSender
{
 public static void main(String[] args) throws IOException
 {
  byte[] msg = new String("connection successfully!!!").getBytes();
  /*
   * 在Java UDP中单播与广播的代码是相同的,要实现具有广播功能的程序只需要使用广播地址即可, 例如：这里使用了本地的广播地址
   */
  InetAddress inetAddr = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
  DatagramSocket client = new DatagramSocket();

  DatagramPacket sendPack = new DatagramPacket(msg, msg.length, inetAddr,
    8888);

  client.send(sendPack);
  System.out.println("Client send msg complete");
  client.close();
 }
}

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.util.Arrays;

//服务端
public class BroadcastReceive
{
 public static void main(String[] args) throws IOException
 {

  DatagramPacket receive = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
  DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);

  System.out.println("---------------------------------");
  System.out.println("Server current start......");
  System.out.println("---------------------------------");

  while (true)
  {
   server.receive(receive);

   byte[] recvByte = Arrays.copyOfRange(receive.getData(), 0,
     receive.getLength());

   System.out.println("Server receive msg:" + new String(recvByte));
  }

 }
}

 3.UDP组播的例子  

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;

//客户端
public class MulticastSender
{
 public static void main(String[] args) throws IOException
 {
  int port = 8888;
  byte[] msg = "Connection successfully!!!".getBytes();

  InetAddress inetRemoteAddr = InetAddress.getByName("224.0.0.5");

  /*
   * Java UDP组播应用程序主要通过MulticastSocket实例进行通信,它是DatagramSocket的是一个子类,
   * 其中包含了一些额外的可以控制多播的属性.
   *
   * 注意：
   *
   * 多播数据报包实际上可以通过DatagramSocket发送,只需要简单地指定一个多播地址。
   * 我们这里使用MulticastSocket,是因为它具有DatagramSocket没有的能力
   */
  MulticastSocket client = new MulticastSocket();

  DatagramPacket sendPack = new DatagramPacket(msg, msg.length,
    inetRemoteAddr, port);

  client.send(sendPack);

  System.out.println("Client send msg complete");

  client.close();

 }
}

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
import java.util.Arrays;

//服务端
public class MulticastReceive
{
 public static void main(String[] args) throws IOException
 {
  InetAddress inetRemoteAddr = InetAddress.getByName("224.0.0.5");

  DatagramPacket recvPack = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);

  MulticastSocket server = new MulticastSocket(8888);

  /*
   * 如果是发送数据报包,可以不加入多播组; 如果是接收数据报包,必须加入多播组; 这里是接收数据报包,所以必须加入多播组;
   */
  server.joinGroup(inetRemoteAddr);

  System.out.println("---------------------------------");
  System.out.println("Server current start......");
  System.out.println("---------------------------------");

  while (true)
  {
   server.receive(recvPack);

   byte[] recvByte = Arrays.copyOfRange(recvPack.getData(), 0,
     recvPack.getLength());

   System.out.println("Server receive msg:" + new String(recvByte));
  }

 }
}

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