包含消息长度的两字节标头上的部分 recv() 怎么样？

Posted 2023-02-17

【中文标题】包含消息长度的两字节标头上的部分 recv() 怎么样？

【英文标题】：What about partial recv() on two byte header containing message length?

【发布时间】：2016-12-16 09:28:49

【问题描述】：

我一直在阅读一些套接字指南，例如 Beej 的网络编程指南。现在很清楚，不能保证在单个 recv() 调用中接收到多少字节。因此，例如机制应发送说明消息长度的前两个字节，然后发送消息。所以接收者接收前两个字节，然后循环接收，直到接收到整个消息。一切都很好，花花公子！？

一位同事问我有关消息不同步的问题。例如。如果不知何故，我在一次 recv() 调用中收到两个字节，它们实际上位于消息本身的中间，并且它会显示为某个值的整数？这是否意味着发送的其余数据将不同步？那么部分接收报头呢，即一次一个字节？

也许这是多虑了，但我在任何地方都找不到提到这一点，我只是想确保如果它可能对通信的完整性构成威胁，我会处理这个问题。

谢谢。

【问题讨论】：

为什么消息会不同步？如果您使用 TCP 连接，则操作系统的 TCP/IP 堆栈负责正确地重新排列数据包并以正确的顺序传送字节。如果您使用 UDP，那么您将获得内部字节顺序正确的整个数据报。只有完整的数据报可能出现故障。

好的。想象一下消息由 2 个字节的标头和 10 个字节的有效负载组成。我连接并开始接收一些东西。出于某种原因，发送方开始发送有效负载而不是标头，并且由于无法保证我一次收到全部 10 个字节，因此它可能看起来像这样：假设地说，4 字节、3 字节、2 字节和最后 1 字节。在有效载荷的中间，我收到 2 个字节，因此假设这是一个标头。如果我真的不走运，这些字节可能代表一个数字，例如 21。然后我假设我期望有效负载为 21 个字节，依此类推......

那行不通。发送方知道何时建立连接。他不能从消息中间开始，而必须始终传输完整的有效消息。否则任何接收器都无法可靠地处理数据。

【参考方案1】：

这不是想太多。 TCP 呈现一个流，所以你应该这样对待它。很多关于 TCP 的问题是由于网络问题，在开发过程中可能不会发生。

以您可以查找的（4 字节）魔法开始一条消息，后跟按预期顺序（通常为大端）的（4 字节）长度。接收时，读取当时标头的每个字节，这样无论接收到的字节如何，您都可以处理它。基于此，您可以在持久的 TCP 连接中接受消息。

请注意，在每条消息开始新连接时，您知道起点。不过，如果只是过滤掉一些无效消息，发送魔法也无妨。

校验和不是必需的，因为 TCP 显示了一个可靠的字节流，它已经被 TCP 的接收部分检查过了，并且只有在发送/接收出现编码问题时才需要同步。

另一方面，UDP 发送数据包，因此您知道会发生什么，但无法保证交付和订单。

【参考方案2】：

你的同事弄错了。 TCP 数据不能乱序到达。但是，您应该调查recv() 的 MSG_WAITALL 标志，以克服两个长度字节分别到达的可能性，并在接收消息正文时消除循环的需要。

【参考方案3】：

让你的客户端和服务器同步在一起是你的责任，但是在 TCP 中没有乱序交付，如果你通过调用 recv() 得到了一些东西，你可以认为背后没有任何东西你没有'没有收到。

那么问题是如何同步发送者和接收者？正如 stefaanv 所说，这很容易，发送者和接收者都知道他们的起点。所以你可以为你的网络通信定义一个协议。例如，可以这样定义协议：

4 字节的报头，包括消息类型和负载长度

消息的其余部分是有效负载长度

因此，您必须在发送实际有效负载之前发送 4 字节标头，然后再发送实际有效负载。

由于 TCP 已保证 Inorder 可靠交付，您可以为每个包调用两次 recv()。一个长度为 4 字节的 recv() 调用用于获取下一个有效负载大小，另一个调用 recv() 其大小在标头中指定。有必要让两个 recv() 一直阻塞以保持同步。

一个例子是这样的：

#define MAX_BUF_SIZE       1024 // something you know

char  buf[MAX_BUF_SIZE];

int recvLen = recv(fd, buff, 4, MSG_PEEK);
if(recvLen==4)
    recvLen = recv(fd, buff, 4);
    if(recvLen != 4)
          // fatal error
    
    int payloadLen = extractPayloadLenFromHeader(buf);

    recvLen = recv(fd, buff, payloadLen, MSG_PEEK);

    if(recvLen == payloadLen)
        recvLen = recv(fd, buff, payloadLen); // actual recv
        if(recvLen != payloadLen)
             // fatal error
        
        // do something with received payload
     

如您所见，我首先使用 MSG_PEEK 标志调用 recv 以确保是否真的有 4 个字节可用，然后收到实际的标头。有效载荷相同

【讨论】：

即使是同步的，也不能保证收到您请求的字节数。始终检查结果的长度是否正确。

for(int i = 0; i < 4; ) int recvLen = recv(fd, buff, 1); if (recvLen == 1) len << 1; len += buff; ++i; 不是用于接收多个字节的夸张代码，它会使程序明显变慢。它甚至仍然缺少处理套接字错误的代码（recvLen

我错过了，通常我会用 MSG_PEEK 调用 recv 以确保是否有 N 个字节可用

没问题，这是另一种方法，但是，看看你的 else 代码会很有趣

我刚刚在第二条评论中看到了我的错字。 “它将使...”显然应该是“它不会使...”