Linux报 “too many multicast memberships” 异常的原因以及解决办法

当一个Linux主机加入过多的多播组时，可能会出现 "too many multicast memberships" 的错误。这个错误通常是由于应用程序持续加入多播组而导致的。这篇文章将会讲解这个问题的原因和如何解决这个问题。

原因

Linux内核提供了一组系统调用，可以用来加入和离开多播组。这些调用允许应用程序加入和离开多个多播组。但是，Linux内核对同时加入的多播组的数量有限制。最大数量由内核参数 net.ipv4.igmp_max_memberships 和 net.ipv6.mld_max_membeships 确定。当一个应用程序尝试加入多于这个数量的多播组时，内核会返回 "too many multicast memberships" 的错误。

解决办法

这个问题可以通过增加这两个内核参数的值来解决。下面是具体的步骤：

1. 修改 /etc/sysctl.conf 文件，并添加以下两行：

net.ipv4.igmp_max_memberships = 65536
net.ipv6.mld_max_memberships = 65536

这会将允许加入多播组的最大数量设置为 65536。

1. 重新加载 sysctl.conf 以使更改生效。运行以下命令：

$ sudo sysctl -p

如果出现错误提示，请检查 sysctl.conf 文件的格式是否正确。

如果您需要在应用程序中动态添加和删除多播组，您应该确保不会一次加入过多的多播组。您可以使用eventfd, epoll或其他类似的机制更好地管理多播组。

以下是一个示例程序，可以演示如何加入和离开多播组。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <multicast_ip>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    // 创建UDP套接字
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (fd < 0) {
        perror("socket");
        return 1;
    }

    // 设置套接字选项，指定为多播套接字
    int on = 1;
    if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&on, sizeof(on)) < 0) {
        perror("setsockopt");
        return 1;
    }

    // 绑定到任意地址和端口
    struct sockaddr_in local_addr = {0};
    local_addr.sin_family = AF_INET;
    local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    if (bind(fd, (struct sockaddr *)&local_addr, sizeof(local_addr)) < 0) {
        perror("bind");
        return 1;
    }

    // 加入多播组
    struct ip_mreq mreq = {0};
    mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&mreq, sizeof(mreq)) < 0) {
        perror("setsockopt");
        return 1;
    }

    printf("Joined multicast group %s...\n", argv[1]);

    // 等待数据
    char buf[1024] = {0};
    struct sockaddr_in remote_addr = {0};
    socklen_t remote_addr_len = sizeof(remote_addr);
    ssize_t n = recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&remote_addr, &remote_addr_len);
    if (n < 0) {
        perror("recvfrom");
        return 1;
    }

    printf("Received %zd bytes from %s:%d\n", n, inet_ntoa(remote_addr.sin_addr), ntohs(remote_addr.sin_port));

    // 离开多播组
    if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, (char *)&mreq, sizeof(mreq)) < 0) {
        perror("setsockopt");
        return 1;
    }

    printf("Left multicast group %s...\n", argv[1]);

    close(fd);
    return 0;
}

该程序将会接收到来自指定多播组的数据，并在接收完数据后离开该多播组。这个程序可以通过命令行参数指定要加入的多播组地址。

$ gcc multicast.c -o multicast
$ ./multicast 239.192.0.1
Joined multicast group 239.192.0.1...
Received 5 bytes from 192.168.1.100:54321
Left multicast group 239.192.0.1...