TCP通信丢包原因总结

Posted 2020-09-30

公司的项目底层，是使用的TCP，因为可靠，自动断线重连，在底层都实现了，但是我记得TCP也会有掉包的问题，所以这文章就诞生了——关于TCP掉包的问题，TCP是基于不可靠的网络实现可靠的传输，肯定也会存在掉包的情况。

    如果通信中发现缺少数据或者丢包，那么，最大的可能在于程序发送的过程或者接收的过程出现问题。

    例如服务器给客户端发大量数据，Send的频率很高，那么就有可能在Send时发生错误（原因可能是又多种，可能是程序处理逻辑问题，多线程同步问题，缓冲区溢出问题等等），如果没有对Send失败做处理重发数据，那么客户端收到的数据就会比理论应该收到的少，就会造成丢数据，丢包的现象。

    这种现象，其实本质上来说不是丢包，也不是丢数据，只是因为程序处理有错误，导致有些数据没有成功地被socket发送出去。

 

    常用的解决方法如下：拆包、加包头、发送，组合包，如果客户端、服务端掉线，常采用心跳测试。

 

tcp是一个“流”的协议，一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送，也可能把小的封装成一个大的数据包发送，这就是所谓的TCP粘包和拆包问题。

粘包、拆包问题说明

假设客户端分别发送数据包D1和D2给服务端，由于服务端一次性读取到的字节数是不确定的，所以可能存在以下4种情况。

• 1.服务端分2次读取到了两个独立的包，分别是D1,D2,没有粘包和拆包；
• 2.服务端一次性接收了两个包，D1和D2粘在一起了，被成为TCP粘包;
• 3.服务端分2次读取到了两个数据包，第一次读取到了完整的D1和D2包的部分内容,第二次读取到了D2包的剩余内容，这被称为拆包；
• 4.服务端分2次读取到了两个数据包，第一次读取到了部分D1，第二次读取D1剩余的部分和完整的D2包；

如果此时服务端TCP接收滑动窗非常小,而数据包D1和D2都很大，很有可能发送第五种可能，即服务端多次才能把D1和D2接收完全，期间多次发生拆包情况。（TCP接收滑动窗：是接收端的大小，随着流量大小而变化，如果我的解释还不明确，请读者自行百度，或者查阅《计算机网络》、《TCP/IP》中TCP的内容）

粘包问题的解决策略

由于底层的TCP无法理解上层的业务逻辑，所以在底层是无法确保数据包不被拆分和重组的，这个问题只能通过上层的应用协议栈设计来解决，根据业界的主流协议的解决方案，归纳如下：

• 1.消息定长，例如每个报文的大小为固定长度200字节,如果不够，空位补空格；
• 2.在包尾增加回车换行符进行分割，例如FTP协议；
• 3.将消息分为消息头和消息体，消息头中包含表示消息总长度（或者消息体长度）的字段，通常设计思路是消息头的第一个字段用int来表示消息的总长度；（我之前linux C开发，就用的这种）。
• 4.更复杂的应用层协议；