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Meine Idee wäre, dass der Client per UDP ein Paket mit seiner IP an die Broadcastadresse 255.255.255.255 sendet (Bei UDP Broadcasts wird soweit ich weiß, keine Absenderadresse mitgeschickt), der Server antwortet, indem er seinerseits ein Paket an den Client schickt (entweder mit impliziter oder expliziter Absenderadresse) und somit kriegt der Client eine komplette Liste aller Server, die sich in seinem Subnetz befinden.
Das ist die gängigste Methode. So funktioniert es auch in den Spielen.
Bei der Broadcastadresse werden alle Teilnehmer in einem Teilnetz angesprochen. So viel ich weiss, kann man noch über dem TTL- (IPv4) bzw. mit dem Hop-Counter- (IPv6) Feld, im IP-Header, noch die Reichweite einstellen, wieviele Teilnetze, in einem LAN, er ansprechen soll.