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摘要：在Qt开发环境下，开发人员可以方便地使用Qt开发库提供的UDP组播通信函数进行软件开发。但在多网卡计算机环境中，使用Qt开发的软件无法绑定指定的网卡接收数据。探讨基于Qt开发环境的多网卡计算机组播通信技术，提出解决上述问题的有效方法。
关键词关键词：Qt；C++；QUdpSocket；组播
DOIDOI：10.11907/rjdk.151853
中图分类号：TP393
文献标识码：A文章编号文章
编号：16727800（2015）011014603
基金项目基金项目：
作者简介作者简介：刘彦平（1984-），男，山西五寨人，硕士，太原卫星发射中心工程师，研究方向为软件开发及维护。
0引言
Qt[1]是诺基亚公司开发的具有优良跨平台特性的C++图形用户界面应用程序框架，它提供给应用程序开发者建立艺术级图形用户界面所需的所有功能。Qt完全面向对象且很容易扩展，并且允许真正地组件编程，已经成为全球众多成功应用程序的基础[2]。Qt最初主要是为跨平台软件开发提供统一、精美的图形用户编程接口而设计，同时也提供了优秀且统一的网络编程接口。Qt的类库类似于MFC的开发库，但Qt的类库封装了适应不同操作系统访问的细节，是支持跨平台的类库，这正是Qt的魅力所在。由于Qt具有良好的跨平台性，可以减少开发者在不同开发平台下应用程序的工作量，可预见Qt的应用将更加广泛[14]。
网络编程是软件开发的主要内容之一，传统方法大多利用套接字 Socket 进行编程，由于套接字包含了众多的函数和数据结构，因此较难掌握与使用。Qt将与网络编程有关的函数和数据结构封装成各种类，使开发人员不用面对各种复杂的 API 函数与数据结构，缩短了开发周期，保证了代码的高效与简洁[5]。但是，在多网卡的计算机环境中使用Qt提供的QUdpSocket类开发应用程序进行组播数据收发时，会出现无法绑定到指定网卡接收数据的现象。本文主要通过对Qt中与UDP组播通信有关的类进行深入研究，解决Qt开发软件在多网卡计算机环境中无法绑定到指定网卡的问题。
1组播通信原理及问题描述
组播即IP多播技术始于上世纪80年代，1988年Steve Deering首次在其博士论文当中提出了IP多播的概念。在TCP/IP通信中有3种通信方式，即单播、广播和组播。单播为一对一的信息传送，对服务质量要求高。广播使用子网内的特殊IP地址，IP地址最后一段为255，进行广播时子网内所有电脑均可收到数据报，通信量巨大，智能低，所以不被允许跨越网段。组播使用IP分组的概念，在路由中建立IP组，并在子网中充分利用硬件多播的方式进行信息传送，组播通过路由传送是允许跨越网段的。由于在子网中利用了硬件多播的方式，不参加组播组的电脑不会收到组播数据报，所以实现了广播，又有效控制了流量，增大了广播范围。
1.1组播通信原理
组播使用IPv4网络中的D类IP地址，范围从224.0.0.0至239.255.255.255，在这个范围当中没有任何主机，而专门用于组播，所以D类IP不允许出现在任何形式的源地址当中[6]。组播开始时，进程首先申请加入一个组播组，之后由主机向路由器发出加入组播组的申请，路由器向所有可以联系到的路由器发出申请，以便接收组播数据。这样就完成了加入组播组的工作[7]。发送组播数据时，先将数据打包进一个UDP数据报，然后发送到路由器，路由器在可以联系到的路由当中使用同一个组的路由，并进行转发。不在同一组的路由和主机不会接收到本组的数据报[8]。通过这种方式既扩大了通信范围，又有效抑制了通信数据量。
组播使用IGMP协议（Internet Group Management Protocol）进行管理[9]。要进行组播的主机必须要有IGMP协议的支持。同时，组播也必须有支持组播的路由器支持，在已有的部分路由器当中，组播并不是默认启动的服务[10]。
3结语
本文使用Qt开发库自带的QUdpSocket类创建的Udp组播通信程序在多网卡计算机中，无法绑定到指定的网卡接收组播数据。通过深入研究Up组播通信的原理和无法接收Udp组播数据的机理，指出了Qt开发库中提供的QUdpSocket类中的bind函数存在Bug，无法在多网卡计算机中绑定到指定的网卡接收组播数据。最后，通过UdpBindFunction类将创建的套接字绑定到多网卡计算机的特定网卡接收组播数据，并巧妙地与利用QUdpSocket类创建的套接字联系在一起，进而可以方便的利用Qt的信号槽等机制实现组播数据的接收。本文可为相关开发人员提供技术参考。
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责任编辑（责任编辑：陈福时）