UNIX网络编程——Socket/TCP粘包、多包和少包, 断包

为什么TCP 会粘包

       前几天,调试mina的TCP通信, 第一个协议包解析正常,第二个数据包不完整。为什么会这样吗,我们用mina这样通信框架,还会出现这种问题?


       TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。

       UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法,, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的

       由于TCP无消息保护边界, 需要在消息接收端处理消息边界问题。也就是为什么我们以前使用UDP没有此问题。 反而使用TCP后,出现少包的现象


粘包的分析
       上面说了原理,但可能有人使用TCP通信会出现多包/少包,而一些人不会。那么我们具体分析一下,少包,多包的情况。
       正常情况,发送及时每消息发送,接收也不繁忙,及时处理掉消息。像UDP一样。

                             


       发送粘包,多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。 这种情况和客户端处理繁忙,接收缓存区积压,用户一次从接收缓存区多个数据包的接收端处理一样。

                                                   


       发送粘包或接收缓存区积压,但用户缓冲区大于接收缓存区数据包总大小。此时需要考虑处理一次处理多数据包的情况,但每个数据包都是完整的。

                                              


       发送粘包或接收缓存区积压, 用户缓存区是数据包大小的整数倍。 此时需要考虑处理一次处理多数据包的情况,但每个数据包都是完整的。

                             


       发送粘包或接收缓存区积压, 用户缓存区不是数据包大小的整数倍。 此时需要考虑处理一次处理多数据包的情况,同时也需要考虑数据包不完整。

                                


       我们的情况就属于最后一种,发生了数据包不完整的情况。


       就两种情况下会发生粘包:

  • 发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包;
  • 接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收。


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