Qt实现UDP单播和组播功能_qt udp组播

一、UDP单播、广播和组播的说明

UDP是不可靠、无连接的，所以划分为发送方和接收方更好理解 

1、单播

UDP是无连接的，进行单播通信时，必须要绑定接收方端口，发送方直接通过接收方的ip和绑定的端口进行通信。发送方可以绑定端口也可以不用绑定端口，不绑定端口的话，系统会随机分配端口。

对于多网卡来说，需要指定网卡，绑定一个网卡的ip。如果不进行显式的绑定操作，QUdpSocket 对象将会使用默认的绑定方式，自动选择一个可用的 ip 地址进行绑定。这种情况下，数据包可能通过任意一个可用的网络接口发送出去。

2、广播

对于只有1个网卡的主机来说，可以不用显示绑定ip，发送方直接发送广播就行，接收方绑定广播端口就行，这样才能看到收到的消息。 

对于多网卡来说，要指定唯一的网卡并且在广播前要绑定广播端口，ip可以不用绑定，系统分配任意一个ip。

3、组播 

对于只有1个网卡的主机来说，可以不用绑定ip，直接绑定端口后加入组播就行。系统分配任意一个ip ，相当于 QHostAddress::AnyIPv4。

对于多网卡来说，要指定唯一的网卡并且在加入组播前要绑定组播端口，ip可以不用绑定，系统分配任意一个ip。

注意：指定网卡不等于指定ip！！！ 

1、使用 setMulticastInterface 方法可以指定一个明确的网卡，但并不意味着只有一个 IP 地址。一个网卡可以绑定多个 IP 地址，例如在同一台主机上同时存在有线网卡和无线网卡，它们可能都连接到同一局域网，并分别配置了不同的 IP 地址。此时，通过 setMulticastInterface 方法指定了一个明确的网卡后，并不确定使用哪个 IP 地址来进行组播通信。

如果需要确保使用特定的 IP 地址进行组播通信，则需要使用 bind 方法来将 QUdpSocket 对象绑定到具体的 IP 地址和端口上，这样每次进行组播通信时，都会使用该 IP 地址来发送和接收数据报文。 

2、使用 QHostAddress::AnyIPv4 参数可以将 QUdpSocket 对象绑定到本机的所有 IPv4 地址。这意味着，该 QUdpSocket 对象可以接收通过本机的任意一个 IPv4 地址发送到指定端口的数据包。

然而，需要注意的是，绑定到多个 IPv4 地址并不意味着可以同时从多个地址接收数据包。在任何给定的时刻，QUdpSocket 对象只能通过一个 IP 地址接收数据包。

当有多个 IPv4 地址可用时，QUdpSocket 对象会选择其中一个地址来接收数据包。这个选择通常由操作系统或网络栈决定，并且可能会受到各种因素的影响，例如网络接口的优先级、路由表等。

因此，使用 QHostAddress::AnyIPv4 参数可以让 QUdpSocket 对象绑定到本机的所有 IPv4 地址，但实际上它只能通过其中一个地址接收数据包。具体使用哪个地址取决于操作系统和网络环境。

二、遇到的UDP通信的问题参考

      关于QT UDP组播的几个问题https://blog.csdn.net/tom06/article/details/52163665?spm=1001.2014.3001.5506

UDP多播/组播通信，同一局域网下的两台机器通信接收不到数据https://blog.csdn.net/qq_43290013/article/details/117288296?spm=1001.2014.3001.5506

QT读取网卡列表多网卡绑定组播网卡https://blog.csdn.net/qq_30727593/article/details/127441711?spm=1001.2014.3001.5506

三、效果与代码

1、在.pro文件中添加如下内容：

QT       += network

2、在.h文件中添加串口所用的头文件

#include <QUdpSocket>
#include <QNetworkInterface>

 3、添加一个QUdpSocket* socket的类成员，并在.cpp中实例化对象：

socket = new QUdpSocket;

 4、扫描可用网口

QList<QNetworkInterface> interfaceList = QNetworkInterface::allInterfaces();
    foreach (QNetworkInterface nif, interfaceList) {
        // 检查网卡是否有效并已经启用
        if (nif.isValid() && nif.flags().testFlag(QNetworkInterface::IsUp)) {
            // 将已经启用的网卡名称添加到列表中
            enabledInterfaceList.append(nif);
            QList<QNetworkAddressEntry> entries = nif.addressEntries();
            foreach (QNetworkAddressEntry entry, entries) {
                if (entry.ip().protocol() == QAbstractSocket::IPv4Protocol) {
                    ui->nif_config->addItem(entry.ip().toString());
                }
            }
        }
    }

5、对组播进行设置（可以忽略）

//组播的数据的生存期，数据报没跨1个路由就会减1.表示多播数据报只能在同一路由下的局域网内传播
socket->setSocketOption(QAbstractSocket::MulticastTtlOption,1);
//1是允许loopback模式（自发自收）,0是阻止。
socket->setSocketOption(QAbstractSocket::MulticastLoopbackOption, true);

6、初始化组播设置

int MainWindow::init_group(QUdpSocket *socket, QNetworkInterface &currentInterface, QHostAddress &localAddress, QHostAddress &targetAddress, int localPort)
{
    if (targetAddress.isMulticast()) {//isMulticast()判断是否是组播地址
        if (localPort == 0) {//判断是否指定本地端口
//bind(localAddress, QUdpSocket::ShareAddress | QUdpSocket::ReuseAddressHint)可以换成bind(QHostAddress::AnyIPv4, QUdpSocket::ShareAddress | QUdpSocket::ReuseAddressHint)
            if (socket->bind(localAddress, QUdpSocket::ShareAddress | QUdpSocket::ReuseAddressHint)) {
                socket->setMulticastInterface(currentInterface);
                if (socket->joinMulticastGroup(targetAddress, currentInterface)) {
                    qDebug() << "未指定本地端口,加入组播成功";
                    return 1;
                } else {
                    qDebug() << "未指定本地端口,加入组播失败";
                    return -1;
                }
            } else {
                qDebug() << "未指定本地端口,绑定失败";
                return -1;
            }
        } else {
            if (socket->bind(localAddress, localPort, QUdpSocket::ShareAddress | QUdpSocket::ReuseAddressHint)) {
                socket->setMulticastInterface(currentInterface);
                if (socket->joinMulticastGroup(targetAddress, currentInterface)) {
                    qDebug() << "指定本地端口,加入组播成功";
                    return 1;
                } else {
                    qDebug() << "指定本地端口,加入组播失败";
                    return -1;
                }
            } else {
                qDebug() << "指定本地端口,绑定失败";
                return -1;
            }
        }
    } else {
        qDebug() << "目标地址不是组播地址";
        return -1;
    }
 
    // 如果执行到这里，说明没有通过任何返回语句，应该是一个错误
    qDebug() << "init_group 函数执行路径错误";
    return -1; // 或者抛出异常，取决于您希望如何处理这种情况
}

7、发送消息

socket->writeDatagram(str,targetAddress,targetPort);

8、接收消息

//接收消息
connect(udpSocket,&QUdpSocket::readyRead,this,[&](){
    QByteArray datagram;
    datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
    udpSocket->readDatagram(datagram.data(), datagram.size());
    ui->recvTextEdit->append(datagram);
});

9、退出组播

int MainWindow::exit_group(QUdpSocket *socket ,QNetworkInterface &currentInterface, QHostAddress &targetAddress)
{
    if(socket->leaveMulticastGroup(targetAddress，currentInterface)){
        socket->abort();
        qDebug() << "退出组播成功";
        return 1;
    }else{
        qDebug() << "退出组播失败";
        return -1;
    }
}