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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