文章目录
- TCP分包和粘包
- TCP分包
- TCP 粘包
- 分包和粘包解决方案:
TCP分包和粘包
TCP分包
- 场景:发送方发送字符串”helloworld”,接收方却分别接收到了两个数据包:字符串”hello”和”world”发送端发送了数量较多的数据,接收端读取数据时候数据分批到达,造成一次发送多次读取;
造成分包的原因:
TCP是以段(Segment)为单位发送数据的,建立TCP链接后,有一个最大消息长度(MSS).如果应用层数据包超过MSS,就会把应用层数据包拆分,分成两个段来发送.
这个时候接收端的应用层就要拼接这两个TCP包,才能正确处理数据。
相关的,路由器有一个MTU( 最大传输单元)一般是1500字节,除去IP头部20字节,留给TCP的就只有MTU-20字节。所以一般TCP的MSS为MTU-20=1460字节
当应用层数据超过1460字节时,TCP会分多个数据包来发送。
TCP 粘包
- 场景:发送方发送两个字符串”hello”和”world”,接收方却接收到了字符串”helloworld”
- 发送端发送了几次数据,接收端一次性读取了所有数据,造成多次发送一次读取;通常是网络流量优化,把多个小的数据段集满达到一定的数据量,从而减少网络链路中的传输次数
造成TCP粘包的原因:
- TCP为了提高网络的利用率,会使用一个叫做Nagle的算法.
- 该算法是指,发送端即使有要发送的数据,如果很少的话,会延迟发送.
- 如果应用层给TCP传送数据很快的话,就会把两个应用层数据包“粘”在一起,TCP最后只发一个TCP数据包给接收端.
分包和粘包解决方案:
发送数据前,给数据附加的长度:
- 粘包解决方案:传入数据长度,告诉服务器我本次发送的数据只有这么多,你可别读多了。
- 分包解决方案:传入数据长度,告诉服务器我本次发送的数据有这么多,你可别读少了。
- 特殊标识: 包头部的特殊标识,用来标识包的开始 (自定义)
- 数据长度:数据包的大小,固定长度,2、4 或者8字节。
- 数据内容:数据内容,长度为数据头定义的长度大小。
- 一旦接收方发现标识FBEB,代表接下来N个字节代表数据长度
实际操作如下:
a)客户端:先发送包表示和长度,再发送数据内容。
b)服务端:先解析本次数据包,获取数据大小N,再读取N个字节,这N个字节就是一个完整的数据内容。
程序由回声服务器修改而来 , 客户端发送小写字母 , 服务端接收后把他转化为大写字母发送给客户端
先上结果
echo_sever.c
#include #include #include #include #include #include #include #define SERVER_PORT 9999const int DATA_LEN_BYTES = 4; // 长度字段定义为两个字节const char *TAG = "ABCD";// 标志位int read_package(int client_sock , char *buf){ int tag_len = strlen(TAG); // 读取前8个字节 即读取标志位和数据长度 int readLen = read(client_sock , buf , tag_len + DATA_LEN_BYTES); int data_len = 0; if(strncmp(buf ,TAG , 4) == 0){ // 有标志位 那么就要读取数据长度 data_len = *((int* )(buf + tag_len)); int count = 0;// 当前已经读取的字节数 int len = 0;// 本次读取的字节数 // 把标志位和数据长度清空,放数据 memset(buf,'0',tag_len + DATA_LEN_BYTES); while(count < data_len){ // 数据量比较大的话有可能一次读不完,要读取很多次 // 直到读取的数据长度为data_len // 每次期望读取data_len - count 实际读取为len // len = read(client_sock , buf + count , data_len - count); // 读取数据写1,是为了模拟多次读取 len = read(client_sock , buf + count , 2); printf("本次读取数据量为 %d\n" , len); count += len; } }else{ /*如果没有标志位,表示传过来的是普通数据 这里先不做处理*/ } return data_len;}int main(void){ int sock; // 代表信箱 struct sockaddr_in server_addr; // 1.美女创建信箱 sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 2.清空标签,写上地址和端口号 bzero(&server_addr, sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family = AF_INET; // 选择协议族IPV4 server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 监听本地所有IP地址 server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); // 绑定端口号 // 实现标签贴到收信得信箱上 bind(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)); // 3.把信箱挂置到传达室,这样,就可以接收信件了 listen(sock, 128); // 万事俱备,只等来信 printf("等待客户端的连接\n"); int done = 1; while (done) { struct sockaddr_in client; int client_sock, len, i; char client_ip[64]; char buf[256]; socklen_t client_addr_len; client_addr_len = sizeof(client); client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *)&client, &client_addr_len); // 打印客服端IP地址和端口号 printf("client ip: %s\t port : %d\n", inet_ntop(AF_INET, &client.sin_addr.s_addr, client_ip, sizeof(client_ip)), ntohs(client.sin_port)); /*读取客户端发送的数据*/ len = read_package(client_sock , buf); buf[len] = '\0'; printf("receive[%d]: %s\n", len, buf); // 转换成大写 for (i = 0; i < len; i++) { buf[i] = toupper(buf[i]); } len = write(client_sock, buf, len); printf("finished. len: %d\n", len); close(client_sock); } close(sock); return 0;}
echo_client.c
#include #include #include #include #include #include #define SERVER_PORT 9999#define SERVER_IP "127.0.0.1"const int DATA_LEN_BYTES = 4; // 长度字段定义为两个字节const char *TAG = "ABCD";// 标志位int main(int argc, char *argv[]){ int sockfd; char *message; struct sockaddr_in servaddr; int n; char *buf = NULL; if(argc != 2){ fputs("Usage: ./echo_client message \n", stderr); exit(1); } message = argv[1]; printf("message: %s\n", message); sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); memset(&servaddr, '\0', sizeof(struct sockaddr_in)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &servaddr.sin_addr); servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); /**********************************************/ // 组装数据包 int ms_len = strlen(message); int tag_len = strlen(TAG); // 标志位 + 数据长度 + 数据 + \0 buf = (char *)malloc(tag_len + DATA_LEN_BYTES + ms_len); strcpy(buf , TAG);// 标志位 *((int*)(buf + tag_len)) = ms_len;// 数据长度 memcpy(buf + tag_len + DATA_LEN_BYTES , message , ms_len);//数据 // 发送数据 write(sockfd , buf , tag_len + DATA_LEN_BYTES);// 发送标志位和数据长度 sleep(1); write(sockfd , buf + tag_len + DATA_LEN_BYTES , ms_len);// 发送数据 n = read(sockfd, buf, sizeof(buf)-1); if(n>0){ buf[n]='\0'; printf("receive: %s\n", buf); }else { printf("read error\n"); } printf("finished.\n"); close(sockfd); return 0;}