使用 recv(n) 时，如果 n 大于 MTU，您能保证至少读取整个第 2 层帧吗？

Posted 2023-03-23

【中文标题】使用 recv(n) 时，如果 n 大于 MTU，您能保证至少读取整个第 2 层帧吗？

【英文标题】：When using recv(n), with n greather than the MTU are you guaranteed to read at least a whole layer 2 frame?

【发布时间】：2022-01-15 15:57:08

【问题描述】：

我想知道，假设如果没有数据可以从 TCP 套接字读取，那么一整帧 1492 字节会到达（满）。在您的代码（C 或任何支持 TCP 的语言）中，您可以说 recv 4096 字节，操作系统是否保证 recv 读取整个 1492 字节，或者内存中的帧加载和 recv 是否“交错” ，所以recv可能会变少？

【参考方案1】：

TCP 是一种面向流的协议。数据按顺序接收，但在收到所有数据之前，您不得假设必须调用 recv 多少次。 由您的应用程序重复对 recv 的调用，直到您知道自己已收到所需内容为止。

【参考方案2】：

(1) TCP 是面向流的协议。这意味着它在发送者上接受来自上层的数据流，并在接收者上将数据流返回给上层。 TCP 本身从 IP 层接收数据包，然后重构流。那就是在某些时候数据包不再存在。从理论上讲，在这个重构流的某个地方，可能只有一半传入的数据包被复制到缓冲区中，但在我看来这不太可能发生。

现在，linux man page 状态

接收调用通常会返回不超过请求数量的任何可用数据，

我会将其解释为“如果一个数据包已经到达（正确，按顺序等），您将获得整个数据包的数据”。但不能保证。

另一方面，Windows docs 表示：

recv 将返回当前可用的尽可能多的数据——最大为指定的缓冲区大小。

这听起来更像是保证。

但是请注意，只有当数据包被正确接收并且它是下一个有序数据包（具有下一个预期的序列号）时才会返回数据。

(2) 现在，TCP 层处理完整的数据包。它实际上不可能进行交错或任何事情。以太网有一个校验和，除非完全接收到数据包，否则无法计算该校验和。以太网校验和不正确的数据包应该被网卡过滤掉。 TCP 也有一个校验和，它需要计算所有的数据包数据。因此，如果网卡已将数据包传递给您的操作系统，那么数据应该是可用的。

(3) 我认为您不能假设如果收到数据包，它就立即可用。网卡的一个非常常见的特性是 TCP 分段卸载，它重构部分流并导致网卡通过一个 TCP 数据包，该数据包是从多个 TCP 数据包重构的。还可以采取其他措施来减少中断的数量，这或多或少会导致同时出现多个数据包。因此，更有可能的情况是您可能会有一些延迟，然后一次从多个数据包中接收数据。

关键是，与您描述的相反的情况很可能会发生。但是，我仍然不会编写一个应用程序来假设一次有多大的数据块可用。这否定了流的概念。