使用 SO_REUSEADDR 时接收发送到 127.0.0.1 的 UDP 数据包

Question

我正在尝试使一组应用程序使用 UDP 和广播消息相互发现。应用程序将定期发送一个 UDP 数据包，说明他们是谁以及他们可以做什么。最初我们只用于广播到 INADDR_BROADCAST。

所有应用程序共享同一个端口来监听（因此是 SO_REUSEADDR）。事件内核对象附加到套接字，因此当我们可以获取新数据包并在 WaitFor 循环中使用它时，我们会收到通知。套接字使用异步。

打开套接字：

FBroadcastSocket := socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP );
if FBroadcastSocket = INVALID_SOCKET then Exit;
i := 1;
setsockopt( FBroadcastSocket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, Pointer( @i ), sizeof( i ) );
i := 1;
setsockopt( FBroadcastSocket, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, Pointer( @i ), sizeof( i ) );
System.FillChar( A, sizeof( A ), 0 );
A.sin_family      := AF_INET;
A.sin_port        := htons( FBroadcastPort );
A.sin_addr.S_addr := INADDR_ANY;
if bind( FBroadcastSocket, A, sizeof( A ) ) = SOCKET_ERROR then begin
    CloseBroadcastSocket();
    Exit;
end;
WSAEventSelect( FBroadcastSocket, FBroadcastEvent, FD_READ );

将数据发送到指定的地址列表：

for i := 0 to High( FBroadcastAddr ) do begin
    if sendto( FBroadcastSocket, FBroadcastData[ 0 ], Length( FBroadcastData ), 0, FBroadcastAddr[ i ], sizeof( FBroadcastAddr[ i ] ) ) < 0 then begin
        TLogging.Error( C_S505, [ GetWSAError() ] );
    end;
end;

接收数据包：

procedure TSocketHandler.DoRecieveBroadcast();
var
    RemoteAddr:    TSockAddrIn;
    i, N:          Integer;
    NetworkEvents: WSANETWORKEVENTS;
    Buffer:        TByteDynArray;
begin
    // Sanity check.
    FillChar( NetworkEvents, sizeof( NetworkEvents ), 0 );
    WSAEnumNetworkEvents( FBroadcastSocket, 0, @NetworkEvents );
    if NetworkEvents.ErrorCode[ FD_READ_BIT ] <> 0 then Exit;

    // Recieve the broadcast buffer
    i := sizeof( RemoteAddr );
    SetLength( Buffer, MaxUDPBufferSize );
    N := recvfrom( FBroadcastSocket, Buffer[ 0 ], Length( Buffer ), 0, RemoteAddr, i );
    if N <= 0 then begin
        N := WSAGetLastError();
        if N = WSAEWOULDBLOCK then Exit;
        if N = WSAEINTR then Exit;
        TLogging.Error( C_S504, [ GetWSAError() ] );
        Exit;
    end;

    DoProcessBroadcastBuffer( Buffer, N, inet_ntoa( RemoteAddr.sin_addr ) );
end;

当我们使用 INADDR_BROADCAST 发送广播数据时，本地广播地址 (192.168.1.255) 或本地 IP 地址一切正常。在我们使用 127.0.0.1 “广播”到的那一刻，接收是零星的，但通常不起作用。

有没有人知道如何解决这个问题（地址列表是可变的）？如果一切都失败了，我将查找所有本地 IP 地址并用它替换 127.0.0.1 但是当 IP 地址更改时会留下问题。

更新： 当你第一次启动 App1 时，App1 会收到数据包。 接下来启动 App2。现在 App1 仍会收到数据包，但 App2 不会。 如果您停止 App1，App2 将开始接收数据包。 如果你启动 App3，App2 会收到它的数据包，但 App3 不会。

因此：当使用 127.0.0.1 时，只有一个应用程序会收到数据包。

同样使用 setsocketopt 将 IPPROTO_IP、IP_MULTICAST_LOOP 设置为 1 不会改变任何内容。

Answer 1

您似乎想要对广播地址进行硬编码，而不用担心机器使用的实际 IP 地址。您的第一个问题是，由于这是一个新应用程序，您应该使用多播而不是广播。然后，您可以使用一个特殊的多播地址，该地址在任何地方都可以相同，而不管机器实际拥有什么地址。我假设所有这些应用程序都在同一台机器上运行。

这是一个用 Perl 编写的示例程序。您应该能够相当容易地调整代码。在不同的窗口中启动几个副本，看看它是如何工作的。基本上，它分叉一个发送者和接收者，并发送发送者的日期时间和 pid。您需要从 CPAN 安装 Socket::Multicast 包才能运行它。

#!/usr/bin/perl -w
# This example is a reimplementation of Steven's sendrecv Multicast example from UNP
use strict;
use diagnostics;
use Socket;
use Socket::Multicast qw(:all); # Has to be installed from CPAN

my $sendSock;

socket($sendSock, PF_INET, SOCK_DGRAM, getprotobyname('udp'))   
    || die "socket: $!";
setsockopt($sendSock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, pack("l", 1))   
    || die "setsockopt: $!";
# create socket with ephemeral port for sending $port = 0
bind($sendSock, sockaddr_in(0, INADDR_ANY))  || die "bind: $!"; 

# create socket for multicast receive
my $recvSock;
my $mcastIP = '239.255.1.2';
my $mcastPort = 9999;

socket($recvSock, PF_INET, SOCK_DGRAM, getprotobyname('udp'))   
   || die "socket: $!";
setsockopt($recvSock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, pack("l", 1))   
   || die "setsockopt: $!";

# join to specific port and IPV4 address to select mcast interface
my $imr_multicast = inet_aton($mcastIP);
my $imr_interface = INADDR_ANY;
my $ip_mreq = pack_ip_mreq($imr_multicast, $imr_interface);
my $ip = getprotobyname( 'ip' );

setsockopt($recvSock, $ip, IP_ADD_MEMBERSHIP, $ip_mreq)     
    || die "setsockopt IP_ADD_MEMBERSHIP failed: $!";

# bind to multicast address to prevent reception of unicast packets on this port
bind($recvSock, sockaddr_in($mcastPort, inet_aton($mcastIP)))  || die "bind: $!"; 

# disable multicast loopback so I don't get my own packets
# only do this if you're running instances on seperate machines otherwise you won't
# get any packets
# setsockopt( $recvSock, $ip, IP_MULTICAST_LOOP, pack( 'C', $loop ) ) 
  #  || die( "setsockopt IP_MULTICAST_LOOP failed: $!" );

# fork sender and receiver
my $pid = fork();
if ( $pid == 0) {
    mrecv();
} else {
    msend();
}    

sub msend {
    close($recvSock);
    while (1) {
        my $datastring = `date`; chomp($datastring);
        $datastring = "$datastring :: $pid\n";
        my $bytes = send($sendSock, $datastring, 0, 
                         sockaddr_in($mcastPort, inet_aton($mcastIP)));
        if (!defined($bytes)) { 
            print("$!\n"); 
        } else { 
            print("sent $bytes bytes\n"); 
        }
        sleep(2);
    }
}

# just loop forever listening for packets
sub mrecv {
    close($sendSock);
    while (1) {
        my $datastring = '';
        my $hispaddr = recv($recvSock, $datastring, 64, 0); # blocking recv
        if (!defined($hispaddr)) {
            print("recv failed: $!\n");
            next;
        }
        print "$datastring";
    }
}