MulticastSocket构造函数和绑定到端口或SocketAddress

Question

在这里，我可能对绑定一词有一个根本的误解，但我对MulticastSocket及其构造函数的用法感到困惑。他们不做我理解他们应该做的事，任何能帮助我澄清我误解的人都应该这样做。

首先，我所要达到的目标。我尝试编写一个简短的程序，在MulticastSocket特定的网络适配器上创建一个绑定(即侦听)，然后加入特定的多播组。我已经尝试了以下(客户端)代码的工作正常，我可以多播一个数据包到它，而不需要多播套接字超时。

public class Main {
public static final int DEFAULT_MULTICAST_PORT = 5555;
public static final String multicastGroup = "225.4.5.6";
public static final String adapterName = "eth0";
public static final int MAX_PACKET_SIZE = 65507;

CharBuffer charBuffer = null;
Charset charset = Charset.defaultCharset();
CharsetDecoder decoder = charset.newDecoder();
static ByteBuffer message = ByteBuffer.allocateDirect(MAX_PACKET_SIZE);
static boolean loop = true;

static byte[] buffer = new byte[MAX_PACKET_SIZE];

public static void main(String[] args) {

    try {
        //MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(new InetSocketAddress("192.168.2.23", DEFAULT_MULTICAST_PORT));
        MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(DEFAULT_MULTICAST_PORT);
        mSocket.setReuseAddress(true);
        mSocket.setSoTimeout(5000);
        NetworkInterface nic = NetworkInterface.getByName(adapterName);
        mSocket.joinGroup(new InetSocketAddress(multicastGroup, DEFAULT_MULTICAST_PORT),NetworkInterface.getByName(adapterName));
        DatagramPacket p = new DatagramPacket(buffer, MAX_PACKET_SIZE);
        while (loop){
            try{
                mSocket.receive(p);
                System.out.println("Packet Received.");
            } catch (SocketTimeoutException ex){
                System.out.println("Socket Timed out");
            }
        }

    } catch (IOException ex){
        System.err.println(ex);
    }

}

}

不幸的是，一旦我将MulticastSocket构造函数更改为MulticastSocket(SocketAddress bindaddr)，它就停止工作。看来我只能使用绑定到端口的构造函数才能工作，所以当调用这个构造函数时，它到底绑定到什么地方，因为在这个阶段我还没有指定一个网络适配器。(我知道稍后我会使用特定的NetworkInterface加入这个组，但是如何确保在构造函数调用期间它不会绑定到任何适配器？)

我也可以在不指定适配器的情况下加入一个组，然后我不知道它绑定到哪个适配器。

有人能解释到端口的绑定实际上只起什么作用吗?是否可以只在特定的NetworkInterface上侦听？

更新#1 **

在阅读了到目前为止的答复并与一位同事讨论了这一点之后，以下是我对Java MulticastSocket的理解：

1. MulticastSocket()创建一个多播套接字绑定随机选择的端口(由主机的底层操作系统绑定到通配符地址0.0.0.0，即所有网卡)。但是，使用null调用此构造函数将创建一个未绑定的MulticastSocket。在这个场景中，调用‘`bind(SocketAddress)方法绑定到IP和端口。
2. MulticastSocket(int端口)在每个IP地址上创建绑定到特定端口的多播套接字。
3. MulticastSocket(SocketAddress sa)创建一个绑定到指定IP地址(可以是任意IP地址，甚至是无效的多播地址)和端口的多播套接字。

使用选项2，这可能意味着发送到指定端口的任何数据包，无论其实际目的地是什么，都将传递给MulticastSocket。我可能会说，因为多播数据包只有在组已加入时才会到达(但如果端口号匹配，其他发送到非多播地址的数据包就会到达？)

使用选项3，我可以绑定到IP地址，并且只有目的地匹配的数据包才能到达套接字。使用此选项绑定到特定网络接口的IP是完全可行的，但是不会接收多播数据包，因为它们不会被发送到网卡的特定IP地址(这就是为什么我从未在代码示例中看到它们到达)。也可以绑定到有效的多播地址，但在这种情况下，不管对joinGroup()的调用如何，只有目的地与绑定多播地址匹配的特定数据包才会到达套接字。

现在，对joinGroup()的调用对套接字本身没有任何作用，而是向底层网络系统发出IGMP请求，以确保路由器、OS本身等实际上开始将指定的多播数据包路由到硬件上，并通过网络堆栈最终路由到MulticastSocket本身。

** Update 2 *引用"UNIX网络编程“，Stevens，，Rudoff：

要接收多播数据报，进程必须加入多播组，并且它还必须将UDP套接字绑定到prot编号，prot编号将用作发送到组的数据报的目标端口号。这两个操作是不同的，两者都是必需的。加入这个组会告诉主机的IP层和数据链路层接收发送给该组的多播数据报。绑定端口是应用程序如何向UDP指定它希望接收发送到该端口的数据报。除了端口之外，一些应用程序还将多播地址绑定到套接字。这将防止为该端口接收到其他单播、广播或多播地址的任何其他数据报被传递到套接字。

我想这就解释了一切。

** 更新3 *只是想发布我测试过的代码，注释解释了每个代码发生了什么。

/**
         * This first creates an UNBOUND Multicast Socket and then binds to
         * a port (but accepting the wildcard IP 0.0.0.0.
         * The Following WORKS:
         */

        /*MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(null);
        mSocket.bind(new InetSocketAddress(DEFAULT_MULTICAST_PORT));
        mSocket.setReuseAddress(true);
        mSocket.setSoTimeout(5000);
        NetworkInterface nic = NetworkInterface.getByName(adapterName);
        mSocket.joinGroup(InetAddress.getByName(multicastGroup));
        */

        /**
         * The following creates a a network socket and binds in the constructor
         * to a local adapter and port. Consequently it DOES not work because
         * it only allows destination ips that match the bound address & port
         * even though the desired group is joined.
         */

        /*MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(new InetSocketAddress("192.168.2.23", DEFAULT_MULTICAST_PORT));
        mSocket.setReuseAddress(true);
        mSocket.setSoTimeout(5000);
        NetworkInterface nic = NetworkInterface.getByName(adapterName);
        mSocket.joinGroup(InetAddress.getByName(multicastGroup));*/


        /**
         * The following binds to the same multicast group this is 'joined' later
         * and this works correctly. However if the join() is NOT called, no packets 
         * arrive at the socket, as expected.
         */

        /*MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(new InetSocketAddress(multicastGroup, DEFAULT_MULTICAST_PORT));

        mSocket.setSoTimeout(5000);
        NetworkInterface nic = NetworkInterface.getByName(adapterName);
        // Comment out the following line and it no longer workds correctly.
        mSocket.joinGroup(InetAddress.getByName(multicastGroup));*/

        /**
         * The following binds to a a specified port on 0.0.0.0 and joins 
         * a specific Multicast group on a specific adapter. This must mean that the IGMP must occur 
         * on the specified adapter.
         * 
         * ** This will ALSO receive packets addressed DIRECTLY to the ip 192.168.2.23 with the same
         * port as DEFAULT_MULTICAST_POR ***ONLY!!***
         */
        MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(DEFAULT_MULTICAST_PORT);
        mSocket.setReuseAddress(true);
        mSocket.setSoTimeout(5000);
        NetworkInterface nic = NetworkInterface.getByInetAddress(InetAddress.getByName("192.168.2.23"));
        mSocket.joinGroup(new InetSocketAddress(multicastGroup, DEFAULT_MULTICAST_PORT),NetworkInterface.getByName(adapterName));

        /**
         * The following binds to a specific address and port (i.e. adapter address)
         * and then ONLY accepts UDP packets with destination equal to that IP.
         */
        /*MulticastSocket mSocket = new MulticastSocket(new InetSocketAddress("192.168.2.23", DEFAULT_MULTICAST_PORT));
        mSocket.setReuseAddress(true);
        mSocket.setSoTimeout(5000);
        NetworkInterface nic = NetworkInterface.getByInetAddress(InetAddress.getByName("192.168.2.23"));*/

Answer 1

如果在创建或绑定本地IP地址时没有指定它，则它绑定到0.0.0.0，这意味着“通过任何NIC接受输入”。这通常是你想要的。

可以绑定到特定的IP地址，这意味着相应的NIC，但一些系统(如Linux )似乎期望多播套接字(如果绑定)绑定到多播组本身。这对我来说没有任何意义:如果你想加入另一个团体，该怎么办？

我认为最好的，也是最便携的想法是听0.0.0.0，通过一个特定的NIC，或者通过所有的NIC，一次一个。后者在多宿主中是必要的，除非您确信到多播组的默认路由是您希望发送连接请求的路由，因为如果不指定连接接口，则会发生这种情况。

Answer 2

我认为您忽略了地址绑定的要点：

http://download.java.net/jdk7/archive/b123/docs/api/java/net/MulticastSocket.html

多播组由D类IP地址和标准UDP端口号指定。D类IP地址范围为224.0.0.0至239.255.255.255 (含)。地址224.0.0.0是保留的，不应该使用。