产生tcp粘包和拆包的原因
我们知道tcp是以流动的方式传输数据,传输的最小单位为一个报文段(segment)。tcp Header中有个Options标识位,常见的标识为mss(Maximum Segment Size最大消息长度)指的是,连接层每次传输的数据有个最大限制MTU(Maximum Transmission Unit),一般是1500比特,超过这个量要分成多个报文段,mss则是这个最大限制减去TCP的header,光是要传输的数据的大小,一般为1460比特。换算成字节,也就是180多字节。
MSS = MTU - header
tcp为提高性能,发送端会将需要发送的数据发送到缓冲区,等待缓冲区满了之后,再将缓冲中的数据发送到接收方。同理,接收方也有缓冲区这样的机制,来接收数据。
发生TCP粘包、拆包主要是由于下面一些原因:
应用程序写入的数据大于套接字缓冲区大小,这将会发生拆包。
应用程序写入数据小于套接字缓冲区大小,网卡将应用多次写入的数据发送到网络上,这将会发生粘包。
进行mss(最大报文长度)大小的TCP分段,当TCP报文长度-TCP头部长度>mss的时候将发生拆包。
接收方法不及时读取套接字缓冲区数据,这将发生粘包。
……
如何解决拆包粘包
既然知道了tcp是无界的数据流,且协议本身无法避免粘包,拆包的发生,那我们只能在应用层数据协议上,加以控制。通常在制定传输数据时,可以使用如下方法:
1、使用带消息头的协议、消息头存储消息开始标识及消息长度信息,服务端获取消息头的时候解析出消息长度,然后向后读取该长度的内容。
2、设置定长消息,服务端每次读取既定长度的内容作为一条完整消息。
3、设置消息边界,服务端从网络流中按消息编辑分离出消息内容。
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问题:
TCP是以段为单位进行数据包的发送的。
(1)在建立TCP连接的同时,也可以确定发送数据包的单位,称之为“最大消息长度”:MSS。最理想的情况是,最大消息长度MSS正好是IP层中不被分片处理的最大数据长度。
(2)TCP在传送大量数据的时候,是以“段=MSS的大小”将数据进行分割发送的,进行重发时也是以MSS为单位的。
(3)最大消息长度——MSS是在三次握手的时候,在两端主机之间被计算得出的。两端主机在发出“建立TCP连接请求的SYN包”时,会在SYN包的TCP首部中写入MSS选项,告诉对方自己所能够适应的MSS的大小,然后发送端主机会在两者之间选择一个较小的MSS值投入使用。
TCP为什么引入接受缓存这个数据结构?
如果没有接受缓存的话,或者说只有一个缓存的话,为了保证接受的数据是按顺序传输的,所以如果位于x序号之后的序号分组先到达目的主机的运输层的话必然丢弃,这样的话将在重传上花费很大的开销,所以一般如果有过大的序号达到接收端,那么会按照序号缓存起来等待之前的序号分许到达,然后一并交付到应用进程。
TCP 粘包/拆包的原因及解决方法
TCP是以流的方式来处理数据,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。
TCP粘包/分包的原因:
应用程序写入的字节大小大于套接字发送缓冲区的大小,会发生拆包现象,而应用程序写入数据小于套接字缓冲区大小,网卡将应用多次写入的数据发送到网络上,这将会发生粘包现象;
进行MSS大小的TCP分段,当TCP报文长度-TCP头部长度>MSS的时候将发生拆包
以太网帧的payload(净荷)大于MTU(1500字节)进行ip分片。
解决方法
消息定长:FixedLengthFrameDecoder类
包尾增加特殊字符分割:行分隔符类:LineBasedFrameDecoder或自定义分隔符类 :DelimiterBasedFrameDecoder
将消息分为消息头和消息体:LengthFieldBasedFrameDecoder类。分为有头部的拆包与粘包、长度字段在前且有头部的拆包与粘包、多扩展头部的拆包与粘包。
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