刷題

	# UDP多點通信核心要點
	## 基礎通信模式
	### 單播通信
	- 一對一通信方式
	- UDP默認通信模式
	- 地址指向具體目標主機
	### 廣播通信
	- 一對多通信機制
	- 地址范圍：`xxx.xxx.xxx.255`
	- 僅限局域網傳輸
	- 需設置SO_BROADCAST標志
	### 組播通信
	- 多對多群組通信
	- 地址范圍：224.0.0.0~239.255.255.255
	- 需加入組播IP（IP_ADD_MEMBERSHIP）
	## 核心函數配置
	### setsockopt參數
	#### 通用配置
	- `SO_REUSEADDR`：端口復用
	- `SO_RCVTIMEO`：接收超時
	- `SO_SNDTIMEO`：發送超時
	#### 廣播配置
	- `SO_BROADCAST`：廣播權限
	- 綁定地址：`255.255.255.255`
	#### 組播配置
	- `IP_ADD_MEMBERSHIP`：加入組播
	- `struct ip_mreqn`結構體：
	```c
	struct ip_mreqn {
	struct in_addr imr_multiaddr; // 組播IP
	struct in_addr imr_address; // 本地IP
	int imr_ifindex; // 網絡接口索引
	};

通信實現邏輯

廣播服務器

1. 創建DGRAM套接字
2. 綁定廣播地址或0.0.0.0
3. 設置SO_REUSEADDR
4. 循環接收數據

組播客戶端

1. 創建DGRAM套接字
2. 加入組播組（IP_ADD_MEMBERSHIP）
3. 綁定組播IP地址
4. 接收群組消息

特殊處理機制

超時控制

• 接收超時結構體：

  	struct timeval {
  	__kernel_time_t tv_sec; // 秒
  	__kernel_suseconds_t tv_usec; // 微秒
  	};

錯誤檢測

• 返回值檢測：
  • recvfrom返回0表示空數據包
  • EAGAIN錯誤處理非阻塞狀態
  • 發送失敗重試機制

通信限制對比

特性	單播	廣播	組播
地址范圍	具體IP	255結尾地址	224-239網段
跨路由器	支持	不支持	支持
適用場景	精準傳輸	局域網通知	群組通信
資源消耗	低	高	中等

代碼結構示例

組播接收端

	// 加入組播組
	struct ip_mreqn mreq;
	mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3");
	mreq.imr_address.s_addr = inet_addr("192.168.1.100");
	mreq.imr_ifindex = 0;
	setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

廣播發送端

	// 啟用廣播權限
	int broadcast = 1;
	setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &broadcast, sizeof(broadcast));

	# 心跳包核心要點
	## 基本概念
	- **定義**：用于維持長連接的活躍狀態，防止網絡設備斷開空閑連接
	- **核心目的**：
	- 檢測客戶端存活狀態
	- 避免防火墻/NAT誤判連接失效
	## 實現機制
	### 時間戳維護
	- **客戶端**：發送業務消息或心跳包時更新最后通信時間
	- **服務端**：
	- 接收消息后更新時間戳
	- 維護客戶端列表（IP+Port+最后通信時間）
	### 心跳包發送
	- **周期觸發**：客戶端每30秒發送空數據包
	- **信號機制**：
	```c
	signal(SIGALRM, handler); // 注冊ALRM信號處理函數
	alarm(5); // 每5秒觸發信號

超時檢測

• 定時任務：服務端每秒檢查時間差
• 超時閾值：60秒無通信判定離線
• 清理邏輯：

  	if(time(NULL) - tm > 4) {
  	刪除客戶端記錄
  	}

關鍵函數

時間處理

• time()：獲取1970年至今秒數
• localtime()：轉換時間戳為tm結構體
• strftime()：格式化時間輸出（如"%Y-%m-%d %H:%M:%S"）

網絡通信

• recvfrom()：接收UDP數據包
• sendto()：發送心跳包或業務數據

數據結構

消息類型

enum type_t { CHAR, HEART }; // CHAR=業務消息，HEART=心跳包

消息結構體

	typedef struct msgbuf {
	enum type_t type; // 消息類型
	char text[128]; // 消息內容
	} msgbuf_t;

客戶端狀態記錄

	typedef struct timebuf {
	unsigned int ip; // 客戶端IP
	unsigned short port;// 端口號
	time_t tm; // 最后通信時間
	} timebuf_t;

代碼結構

服務端邏輯

1. 創建UDP套接字并綁定端口
2. 啟動獨立線程檢測超時客戶端
3. 接收消息后分類處理：
   • CHAR類型：更新通信時間并處理業務
   • HEART類型：僅更新時間戳

客戶端邏輯

1. 創建UDP套接字連接服務端
2. 設置定時器發送心跳包：

   	handler() {
   	sendto(HEART包);
   	alarm(5); // 重置5秒定時
   	}

多線程處理

• 超時檢測線程：

  	pthread_create(&thread, NULL, cli_delete, NULL);
  	pthread_detach(thread); // 分離線程

• 清理邏輯：
• for循環遍歷客戶端列表，刪除超時記錄、
•