TCP 粘包拆包

Posted 2020-12-11 niejunlei

一、什么是粘包拆包？

粘包拆包是TCP协议传输中一种现象概念。TCP是传输层协议，他传输的是“流”式数据，TCP并不知道传输是哪种业务数据，或者说，并不关心。它只是根据缓冲区状况将数据进行包划分，然后进行传输。

在这个前提下，就有可能发生发生同一个业务数据被分割程多个数据包，或者多个业务数据被打包到同一个数据包进行发送。但是对于业务数据接收方，则必须拥有能够重新拆解或者组装完整业务数据的能力。这个现象，我们称之为TCP粘包拆包。

 

如上图，三个业务数据A、B、C被打包成一个数据包进行传输；D被分割为连个数据包进行传输。

所以综上，影响粘包拆包发生的原因：

1、业务数据的大小<>TCP 套接字缓冲区大小

如果需要写入的应用数据大于当前设置的TCP套接字缓冲区，则需要对应用数据进行分次写入。

SO_SNDBUF：发送缓冲区大小。

SO_RCVBUF：接收缓冲区大小。

应用首先将数据写入TCP套接字缓冲区，然后等待发送。默认情况下，多数操作系统支持动态调节SO_SNDBUF大小以进行自适应，但是如果有主动设置，则自动调节会失效。

2、MSS大小传输线制

标识TCP传往另一段的最大数据长度，建立连接时，双发通告自己允许的MSS（只能出现在SYN报文中）。

3、MTU大小限制

网路中主机之间的MTU不是一个常数，取决于所选择的路由，而且路径不一定对称（A到B的选路，B到A的选路）.

因为每一次发送报文都会包含IP及TCP首部，所以，发送的报文段越大，效率越高，但是以不发生报文分段及双方都接受为基础。否则以较小的MTU发送。

关于MTU MSS相关知识可以参照：MTU(Maximum transmission unit) 最大传输单元

二、怎么处理粘包拆包？

传输层是业务无感知的，因此粘包拆包只能由业务层处理。通过指定收发两端共同的约定规约，发送方按照特定的规则组装数据，接收方按照同样的规则拆解数据。

这个共同的约定规约，我们通常称之为应用层协议；发送方组装数据的过程称之为编码；接收方拆解数据的过程称之为解码。

常见的协议处理有如下：

1、固定长度消息

在预知最大报文不超特定长度的情况下，可以规定报文大小固定，业务数据不足则以特定的空间占位。

2、特定分隔符分割消息

每条消息尾部加特定分割符进行消息分割。

3、消息头+消息体

每一条消息包含一个消息头和一个消息体，消息头使用固定长度占位，内部写入当前消息消息体的数据长度。接收方首先读取消息头数据，然后根据指明的消息长度进行消息体的读取。

应用协议没有统一的规则限制，如上，我们只是简要说明可能使用的应用协议形式，实际应用中，也会根据特定的场景需求进行定向的优化。