Winsock による IPv6 マルチキャストの実装を教えてください。

Question

Winsock による IPv6 マルチキャストの実装

開発環境

OS: Winsows 7 Professional 32bit
IDE： Visual Studio 2013 EE
言語: C言語

1台のPC内でサーバとクライアントを立ててIPv6のマルチキャスト(UDP)を使ってメッセージの送受信が行えるか検証をしています。
IPv4のブロードキャストの様にAP内に接続された不特定の機器に対してメッセージを送り、対応するマシンのIPv6アドレスを取得するプログラムを作りたいと思っています。
取り合えず、IPv6アドレスを使いクライアントからサーバに対して"HELLO"メッセージを送りサーバで受信メッセージを表示するプログラムを作ってみましたが
上手く送受信が行えていません。
クライアントはsendtoで投げていますが、サーバがrecvから戻ってきません。
ログを取ろうとしてもNICを通って居ないのでWiresharkでログを拾う事も出来ません。

マルチキャストアドレスの指定などが間違っているのでしょうか？

[クライアント]
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 使わない
//static const char multicast_addr[16+1] = { 0xFF, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01 };

int __cdecl main(int argc, char **argv) 
{
	SOCKET sock;
	struct sockaddr_in6 addr = {0};
	int addr_size;
	WSADATA wsaData;
	int retval;

	retval = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);

	sock = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, 0);
	
	addr.sin6_family = AF_INET6;
	addr.sin6_port =htons(5001);


	WSAStringToAddress("ff02::1", AF_INET6, NULL, (LPSOCKADDR)& addr, &addr_size); //通信相手として IPv6 のマルチキャストアドレスを指定します
	//memcpy(addr.sin6_addr.u.Byte, multicast_addr, sizeof(multicast_addr));


	sendto(sock, "HELLO", 5, 0, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

	closesocket(sock);

	WSACleanup();

	return 0;
}

#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <wspiapi.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int __cdecl main(int argc, char **argv) 
{
    WSADATA     wsaData;
    SOCKET     server_sockets;
    int retval,
	struct sockaddr_in6 addr;
	char buf[2048];

    retval = WSAStartup(0x202,&wsaData);
    
    server_sockets = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, 0);
    
	memset( (void*)addr, 0x00, sizeof(sockaddr_in6));
    addr.sin6_family = AF_INET6;
    addr.sin6_port = htons(5001);
	addr.sin6_addr = in6addr_any;
    
    bind(server_sockets, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    
    

	memset(buf, 0, sizeof(buf));
	recv(server_sockets, buf, sizeof(buf), 0);

	 printf("%s\n", buf);

	 closesocket(server_sockets);

	 WSACleanup();

	return 0;
}
```C

Answer 1

UDPマルチキャストパケットを受信するには、受信側でマルチキャストグループに参加する必要があります。この操作は IPv4/v6 いずれでも必要です。IPv6の場合はIPPROTO_IPV6/IPV6_ADD_MEMBERSHIPソケットオプションを利用します。

詳細は UDPでマルチキャストを使う や Winsockを使って、Multicastプログラムしてみよう を参照ください。

Comments

[izuki_y]

遅くなってすみません。
回答ありがとうございました。

マルチキャストを使うためには受信側でのマルチキャストグループ参加が必須だったんですね。
オプションとばかり思ってたので気づきませんでした。
おかげで通信を行う事が出来ました。
マルチキャストグループと言うのは受信側(ここではサーバ側)が任意で決めるものなのでしょうか？
ブロードキャストの様に255.255.255.255を出すとノード全体に投げる様な仕組みを想像していたのでマルチキャストグループはクライアントとサーバで同じ物を事前に用意しておかなければいけないのか？と思っています。
もし参考資料などがあれば教えてください。

作り直したソースは自己解決の所に記載いたしました。

[yohhoy]

マルチキャストアドレスはどちらかと言えば、送受信側の両方で取り決めておくものです。例えば FF02::1 は「リンクローカルの全ノード向け」と予め決められています。

http://www.infraexpert.com/study/ipv6z10.html も参考にどうぞ。

Answer 2

yohhoy さんの回答を元にマルチキャストに対応させてみました。
アドレスの指定が本当にこれでいいかは自信がありませんが。

[クライアント側]

#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>

int __cdecl main(int argc, char **argv)
{
SOCKET client_sock;
WSADATA wsaData;
struct sockaddr_in6 addr6;

int retval;

retval = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

client_sock = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, 0);

/* init */
memset((void*)&addr6, 0x00, sizeof(sockaddr_in6));
addr6.sin6_family = AF_INET6;
addr6.sin6_port = htons(5001);
InetPton(AF_INET6, "FF02::1", &(addr6.sin6_addr));

sendto(client_sock, "HELLO", 5, 0, (struct sockaddr *)&addr6, sizeof(addr6));

closesocket(client_sock);

WSACleanup();

return 0;
}

[サーバ側]
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <stdio.h>

int __cdecl main(int argc, char **argv) 
{
    SOCKET server_sockets;
    WSADATA wsaData;
    struct sockaddr_in6 addr6;
    struct ipv6_mreq mreq6;

    int retval;
    char buf[2048]={0};

    retval = WSAStartup(0x202,&wsaData);

    server_sockets = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, 0);

    /* init */
    memset( (void*)&addr6, 0x00, sizeof(sockaddr_in6));
    addr6.sin6_family = AF_INET6;
    addr6.sin6_port = htons(5001);
    addr6.sin6_addr = in6addr_any;

    bind(server_sockets, (struct sockaddr *)&addr6, sizeof(addr6));

    // setsockoptは、bind以降で行う必要あり
    memset(&mreq6, 0, sizeof(mreq6));
    mreq6.ipv6mr_interface = INADDR_ANY;
    InetPton(AF_INET6, "FF02::1", &(mreq6.ipv6mr_multiaddr));

    // マルチキャスト受信側ではsetsocketoptの設定は必須
    if (setsockopt(server_sockets,
        IPPROTO_IPV6,
        IPV6_ADD_MEMBERSHIP,
        (char *)&mreq6, sizeof(mreq6)) != 0) {
        printf("setsockopt : %d\n", WSAGetLastError());
        return 1;
    }

    recv(server_sockets, buf, sizeof(buf), 0);

    printf("%s\n", buf);

    closesocket(server_sockets);

    WSACleanup();

    return 0;
}