Socket 基础/进阶-2

Posted 2021-02-11 mr-allen

what is 粘包?

　　!!! : 只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包

　　socket收发消息的原理:

　　

　　

　　应用程序所看到的数据是一个整体，或说是一个流（stream），一条消息有多少字节对应用程序是不可见的，因此TCP协议是面向流的协议，这也是容易出现粘包问题的原因。而UDP是面向消息的协议，每个UDP段都是一条消息，应用程序必须以消息为单位提取数据，不能一次提取任意字节的数据，这一点和TCP是很不同的。怎样定义消息呢？可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息，需要明白的是当对方send一条信息的时候，无论底层怎样分段分片，TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

　　例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，在接收方看了，根本不知道该文件的字节流从何处开始，在何处结束.

　　SO  所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

　　此外，发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的，TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少，通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

 

　　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。
tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），
那也不是空消息，udp协议会帮你封装上消息头，实验略

　　udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失，这意味着udp根本不会粘包，但是会丢数据，不可靠.

tcp的协议数据不会丢，没有收完包，下次接收，会继续上次继续接收，己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的，但是会粘包。

 

发生粘包情况：

　　发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据了很小，会合到一起，产生粘包）

 1 服务端：
 2 
 3 #_*_coding:utf-8_*_
 4 __author__ = ‘Linhaifeng‘
 5 from socket import *
 6 ip_port=(‘127.0.0.1‘,8080)
 7 
 8 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 9 tcp_socket_server.bind(ip_port)
10 tcp_socket_server.listen(5)
11 
12 
13 conn,addr=tcp_socket_server.accept()
14 
15 
16 data1=conn.recv(10)
17 data2=conn.recv(10)
18 
19 print(‘----->‘,data1.decode(‘utf-8‘))
20 print(‘----->‘,data2.decode(‘utf-8‘))
21 
22 conn.close()
23 
24 
25 
26 客户端
27 
28 #_*_coding:utf-8_*_
29 __author__ = ‘Linhaifeng‘
30 import socket
31 BUFSIZE=1024
32 ip_port=(‘127.0.0.1‘,8080)
33 
34 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
35 res=s.connect_ex(ip_port)
36 
37 
38 s.send(‘hello‘.encode(‘utf-8‘))
39 s.send(‘feng‘.encode(‘utf-8‘))

View Code

　　接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包） 

 1 服务端
 2 
 3 #_*_coding:utf-8_*_
 4 __author__ = ‘Linhaifeng‘
 5 from socket import *
 6 ip_port=(‘127.0.0.1‘,8080)
 7 
 8 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 9 tcp_socket_server.bind(ip_port)
10 tcp_socket_server.listen(5)
11 
12 
13 conn,addr=tcp_socket_server.accept()
14 
15 
16 data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
17 data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
18 
19 print(‘----->‘,data1.decode(‘utf-8‘))
20 print(‘----->‘,data2.decode(‘utf-8‘))
21 
22 conn.close()
23 
24 
25 
26 客户端
27 
28 #_*_coding:utf-8_*_
29 __author__ = ‘Linhaifeng‘
30 import socket
31 BUFSIZE=1024
32 ip_port=(‘127.0.0.1‘,8080)
33 
34 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
35 res=s.connect_ex(ip_port)
36 
37 
38 s.send(‘hello feng‘.encode(‘utf-8‘))

View Code

 

注意几点：

　　

1.   tcp是可靠传输，udp是不可靠传输

2.   send(字节流)和recv(1024)及sendall

    recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据
send的字节流是先放入己端缓存，然后由协议控制将缓存内容发往对端，如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间，那么数据丢失，用sendall就会循环调用send，数据不会丢失

 

参考： http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6129246.html#_label8