C#で作成したマルチキャストデータ受信プログラムがWindows10、Windows11では、受信しない。

Question

実現したいこと

• Win10、Win11で、マルチキャストデータを受信したい。（プログラムはC#で作成）

前提

C#（.NET Framework4,Visulal Studio2019）で、マルチキャスト送信、受信プログラムを作成しました。

発生している問題・エラーメッセージ

Win7では、作成したプログラムにて送受信できたのですが、Win10、Win11では、受信ができません。

エラーメッセージは発生していません。

該当のソースコード

■マルチキャスト受信プログラム
・コマンドプロンプト実行
・実行ファイル名 multicastReceiveMonitor.exe
・実行方法 multicastReceiveMonitor.exe [マルチキャストIPアドレス] [ポート番号]

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;

namespace multicastReceiveMonitor
{
    class Program
    {
        private const int MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH = 16;
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初期値設定
            int port = 12345; // 送信者と同じポートを使用
            string multicastAddress = "239.0.0.1"; // 送信者と同じマルチキャストアドレス

            if(args.Length == 2)
            {
                try
                {
                    port = int.Parse(args[1]);
                } 
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine("パラメータの形式が誤っています。- {0}", args[1]);
                    Console.WriteLine("multicastReceiveMonitor.exe [マルチキャストIPアドレス] [ポート番号]");
                    Console.WriteLine("{0}", e.Message);
                    return;
                }
                multicastAddress = args[0];
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("引数が足りません。");
                Console.WriteLine("multicastReceiveMonitor.exe [マルチキャストIPアドレス] [ポート番号]");
                return;
            }

            try
            {
                using (UdpClient client = new UdpClient())
                {

                    client.ExclusiveAddressUse = false;
                    client.Client.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.ReuseAddress, true);
                    IPEndPoint localEp = new IPEndPoint(IPAddress.Any, port);
                    client.Client.Bind(localEp);

                    // マルチキャストグループに参加
                    client.JoinMulticastGroup(IPAddress.Parse(multicastAddress));
                    Console.WriteLine($"マルチキャストグループ {multicastAddress}:{port}に参加しました。");
                    while(true)
                    {
                        // マルチキャストメッセージを受信
                        IPEndPoint remoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, port);
                        byte[] data = client.Receive(ref remoteEndPoint);
                        StringBuilder sb = new StringBuilder();

                        // 受信データをダンプ形式で表示
                        DateTime t = DateTime.Now;
                        sb.Append(String.Format("■RECV■  {0:yyyy/MM/dd HH:mm:ss.fff}\n", t));
                        sb.Append(String.Format("{0}\n", Dump(data)));
                        Console.WriteLine(sb.ToString());
                        
                        // 受信データをファイルへ出力
                        string filePath = "multicastReceiveMonitor.log";
                        using (StreamWriter writer = new StreamWriter(filePath, true)) {
                            writer.WriteLine(sb.ToString());
                        }
                    }
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine($"エラー: {e.Message}");
            }
        }

        #region (-)ダンプ出力
        static private string Dump(byte[] data)
        {
            StringBuilder Message = new StringBuilder();

            byte[] Dump = new byte[MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH];
            int Line = (data.Length + MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH - 1) / MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH;

            for (int i = 0; i < Line; i++)
            {
                for (int j = 0; j < MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH; j++)
                {
                    int Index = i * MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH + j;

                    if (Index < data.Length)
                    {
                        Dump[j] = data[Index];
                    }
                    else
                    {
                        Dump[j] = 0x00;
                    }
                }

                Message.Append(BitConverter.ToString(Dump, 0, MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH));
                Message.Append("\r\n");
            }

            return Message.ToString();
        }
        #endregion

    }
}

■マルチキャスト送信プログラム
・コマンドプロンプト実行
・実行ファイル名 multicastSend.exe
・実行方法 multicastSend.exe [マルチキャストIPアドレス] [ポート番号] [ローカルIPアドレス] [送信データファイル名]

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;

namespace multicastSend
{
    class Program
    {
        private const int MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH = 16;
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初期化
            int port = 12345; 
            string multicastAddress = "239.0.0.1"; 
            string localAddress = "239.0.0.1"; 

            if (args.Length == 4)
            {
                try
                {
                    port = int.Parse(args[1]);
                }
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine("パラメータの形式が誤っています。- {0}", args[1]);
                    Console.WriteLine("multicastSend.exe [マルチキャストIPアドレス] [ポート番号] [ローカルIPアドレス] [送信データファイル名]");
                    Console.WriteLine("{0}", e.Message);
                    Environment.Exit(-1);
                }
                multicastAddress = args[0];
                localAddress = args[2];

                // ファイル存在チェック
                if (!File.Exists(args[3]))
                {
                    Console.WriteLine("送信データファイルが存在しません。{0}", args[2]);
                    Environment.Exit(-1);
                }
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("引数が足りません。");
                Console.WriteLine("multicastSend.exe [マルチキャストIPアドレス] [ポート番号] [ローカルIPアドレス] [送信データファイル名]");
                Environment.Exit(-1);
            }

            Console.WriteLine("マルチキャストグループ [{0}:{1}]", multicastAddress, port);
            Console.WriteLine("送信NIC [{0}]", localAddress);
            Console.WriteLine("送信ファイル [{0}]", args[3]);

            string packet_data = "";    // ダンプテキスト
            List<byte> arData = new List<byte>();   // バイナリデータ

            arData.Clear();
            using (StreamReader sr = new StreamReader(args[3], Encoding.GetEncoding("UTF-8")))
            {
                while ((packet_data = sr.ReadLine()) != null)
                {
                    string[] arPacket_data = packet_data.Split('-');
                    if (arPacket_data[0].Length == 2)
                    {
                        foreach (string wk_hex in arPacket_data)
                        {
                            string hex = wk_hex.Trim();
                            arData.Add((byte)Convert.ToInt16(hex, 16));
                        }
                    }
                }
            }

            byte[] sendData = arData.ToArray();

            IPAddress multicastIP = IPAddress.Parse(multicastAddress);
            int multicastPort = port;

            try
            {
                IPAddress localIPAddress = IPAddress.Parse(localAddress);
                using (UdpClient udpClient = new UdpClient(new IPEndPoint(localIPAddress, 0)))
                {
                    IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(multicastIP, multicastPort);
                    udpClient.Send(sendData, sendData.Length, endPoint);

                    StringBuilder sb = new StringBuilder();
                    DateTime t = DateTime.Now;
                    sb.Append(String.Format("■SEND■  {0:yyyy/MM/dd HH:mm:ss.fff}\n", t));
                    sb.Append(String.Format("{0}\n", Dump(sendData)));
                    Console.WriteLine(sb.ToString());

                    string filePath = "multicastSend.log";
                    using (StreamWriter writer = new StreamWriter(filePath, true))
                    {
                        writer.WriteLine(sb.ToString());
                    }

                }
                Environment.Exit(0);
            }
            catch (SocketException exp)
            {
                Console.WriteLine("UdpSender.SendData(): {0}\r\nStack Trace: {1}", exp.Message, exp.StackTrace);
            }
            Environment.Exit(-1);
        }

        private static string Dump(byte[] data)
        {
            StringBuilder Message = new StringBuilder();

            byte[] Dump = new byte[MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH];
            int Line = (data.Length + MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH - 1) / MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH;

            for (int i = 0; i < Line; i++)
            {
                for (int j = 0; j < MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH; j++)
                {
                    int Index = i * MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH + j;

                    if (Index < data.Length)
                    {
                        Dump[j] = data[Index];
                    }
                    else
                    {
                        Dump[j] = 0x00;
                    }
                }

                Message.Append(BitConverter.ToString(Dump, 0, MCADLL_PRINT_DUMP_LENGTH));
                Message.Append("\r\n");
            }

            return Message.ToString();
        }

        /// <summary>
        /// INT型からBYTEへ変換
        /// </summary>
        /// <param name="station_id"></param>
        /// <returns></returns>
        private byte[] cvtIntToByte(int station_id)
        {
            byte[] byteArray;
            byteArray = BitConverter.GetBytes(station_id);

            return byteArray;
        }
    }
}

■送信データファイル

01-02-03-04

試したこと

• Win11からデータ送信して、Win7でデータ受信OK。
• Win7で、送信プログラム、受信プログラムを動作して、送受信OK。
• Win7からデータ送信し、Win10でデータ受信NG。
• Win7からデータ送信し、Win11でデータ受信NG。
• Win11のWireSharkにて、マルチキャストのパケットが届いているのを確認しました。

Comments

[hqf00342]

Windows10/11のファイアウォールで受信プログラムは許可されていますか？

[nobysanz]

コメントありがとうございます。
受信プログラムは許可しております。
ファイアウォールを無効にしても、受信できませんでした。
受信できないPCにて、Firesharkのパケットキャプチャできるため、ファイアウォールでブロックされていないと考えます。

[dodox86]

対象プログラムの権限の問題かもしれません。管理者権限で動作させて試してみるとか、或いはイベントログに何かヒントとなるログが出力されているかもしれません。

[nobysanz]

コメントありがとうございます。
コマンドプロンプトを管理者権限で実行してみました。結果はNGです。
イベントログにも、マルチキャスト通信に関するエラーは発生しておりません。

Answer 1

NICが1枚しかないWin10をVirtualBoxで作るとご提示のプログラムでも受信できたので
おそらくNIC（ネットワークインターフェースカード）が複数ある状態で、受信しようとすると
どちらのNICにBindするか明示しないといけないようですね。

int port = 12345;
IPAddress mcastAddr = IPAddress.Parse("239.0.0.1");
IPAddress localIPAddr = IPAddress.Parse("受信したいNICのIPアドレス");

try
{
    var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                         SocketType.Dgram,
                         ProtocolType.Udp);

    EndPoint localEP = (EndPoint)new IPEndPoint(localIPAddr, port);
    socket.Bind(localEP);

    var mcastOption = new MulticastOption(mcastAddr, localIPAddr);
    socket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.IP,
                                SocketOptionName.AddMembership,
                                mcastOption);

    IPEndPoint groupEP = new IPEndPoint(mcastAddr, port);
    EndPoint remoteEP = (EndPoint)new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
    byte[] bytes = new Byte[100];

    while (true)
    {
        Console.WriteLine("Waiting for multicast packets.......");
        socket.ReceiveFrom(bytes, ref remoteEP);
    }
}
catch (Exception e)
{
}

MulticastOption クラス
https://learn.microsoft.com/ja-jp/dotnet/api/system.net.sockets.multicastoption?view=net-7.0

Comments

[hqf00342]

can110さんとほとんど被ってますね・・。
MulticastOptionのlocalIPの有無だけ違うようなのでチェックしてみてください。

[nobysanz]

回答ありがとうございます。
参考プログラムを動かして確認してみます！

Answer 2

Claudeの回答

この問題の原因は、Windows 10のマルチキャスト受信の仕様変更が関係していると考えられます。

Windows 10では、マルチキャスト受信用のソケットを明示的にマルチキャストグループに加入させる必要があるのに対し、Windows 7では自動的に加入されていたためと思われます。
したがって、Windows 10の受信プログラムではソケットオプションを使用してマルチキャストグループに明示的に加入する処理を追加する必要があるでしょう。

具体的には、SocketのSetSocketOptionメソッドを使用してIP_ADD_MEMBERSHIPオプションを設定することで、マルチキャストグループに加入できるはずです。

この設定を受信プログラムのソケット生成時に追加することで、Windows 10でも正常にマルチキャストを受信できるようになると考えられます。

// マルチキャストグループのアドレス
IPAddress multicastAddress = IPAddress.Parse("239.255.0.1"); 

// UDPソケットの作成
Socket receiverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

// マルチキャストグループへの加入
receiverSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.IP, SocketOptionName.AddMembership, new MulticastOption(multicastAddress));

// ポートをバインド
receiverSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 5000)); 

// データの受信 
// ...

// 使用後のソケットのクローズ
receiverSocket.Close();

しかし私の受信プログラムではUdpClientクラスのJoinMulticastGroupを利用しています。よって_マルチキャストグループへの加入はできていると認識しています。他に考えられる原因はありますか？_

はい、UdpClientのJoinMulticastGroupを使用しているのであれば、マルチキャストグループへの加入はできていますね。

そうすると、考えられる原因は以下のようなことがあると思います。

• ファイアウォールの設定を確認する

  • Windowsファイアウォールで、UdpClientのポートがブロックされている可能性

• マルチキャストのTTL設定を確認する

  • ルーターを跨いで通信する場合、TTLが小さすぎるとパケットが届かない可能性

• ネットワークアダプタの設定を確認する

  • アダプタのプロパティから、IGMP versionが3に設定されているかを確認

• Wireshark等でパケットキャプチャをする

  • パケットが本当に受信PCに届いているかを確認する

• 複数のネットワークインタフェースがある場合のバインド設定

  • 正しいインタフェースにバインドされているかを確認

などが考えられます。一つずつ確認していけば、原因が特定できるはずです。
UdpClientの使用方法としては問題ないと思われるので、他の要因を調べてみてください。

Comments

[nobysanz]

回答ありがとうございます。
Windows10は明示的に、マルチキャストグループに参加させる必要があるのですね。
ご提供いただきました、ソースにて確認しましたが、受信NGでした。
当方の受信プログラムでは、UdpClientクラスのJoinMulticastGroupメソッドを実行することで
マルチキャストグループに参加している認識でした。
Windows10では、当該メソッドは有効でないのかもしれません。
WireSharkで受信パケットが確認できて、プログラムに受信されない状況です。

[8524ba23]

JoinMulticastGroupメソッドを見落としてました。
であればこちらでの動作は未検証ですがコードにはとくだん問題ないと思います。
追記で尋ねてみましたが、あとはNIC設定くらいでしょうか。
でもそれならWireShark結果と矛盾するのかな？

[nobysanz]

コメントありがとうございます。
NIC設定確認してみます。

[nobysanz]

NICの設定にマルチキャスト受信に関する項目はありませんでした。