好记性不如铅笔头

编程

有关TCP和UDP粘包和消息保护边界

参考链接
http://www.cnblogs.com/lancidie/archive/2013/10/28/3392428.html

在socket网络程序中,TCP和UDP分别是面向连接和非面向连接的。因此TCP的socket编程,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。 对于UDP,不会使用块的合并优化算法,这样,实际上目前认为,是由于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。
那么什么是保护消息边界和流呢?保护消息边界,就是指传输协议把数据当作一条独立的消息在网上传输,接收端只能接收独立的消息.也就是说存在保护消息边界,接收端一次只能接收发送端发出的一个数据包. 而面向流则是指无保护消息保护边界的,如果发送端连续发送数据,接收端有可能在一次接收动作中,会接收两个或者更多的数据包.我们举个例子来说,例如,我们连续发送三个数据包,大小分别是2k,  4k , 8k,这三个数据包,都已经到达了接收端的网络堆栈中,如果使用UDP协议,不管我们使用多大的接收缓冲区去接收数据,我们必须有三次接收动作,才能够把所有的数据包接收完.而使用TCP协议,我们只要把接收的缓冲区大小设置在14k以上,我们就能够一次把所有的数据包接收下来.只需要有一次接收动作.这就是因为UDP协议的保护消息边界使得每一个消息都是独立的.而流传输,却把数据当作一串数据流,他不认为数据是一个一个的消息. 所以有很多人在使用tcp协议通讯的时候,并不清楚tcp是基于流的传输,当连续发送数据的时候,他们时常会认识tcp会丢包.其实不然,  因为当他们使用的缓冲区足够大时,他们有可能会一次接收到两个甚至更多的数据包,而很多人往往会忽视这一点,只解析检查了第一个数据包,而已经接收的其他数据包却被忽略了.所以大家如果要作这类的网络编程的时候,必须要注意这一点.
结论:根据以上所说,可以这样理解,TCP为了保证可靠传输,尽量减少额外开销(每次发包都要验证),因此采用了流式传输,面向流的传输, 相对于面向消息的传输,可以减少发送包的数量。从而减少了额外开销。但是,对于数据传输频繁的程序来讲,使用TCP可能会容易粘包。 当然,对接收端的程序来讲,如果机器负荷很重,也会在接收缓冲里粘包。这样,就需要接收端额外拆包,增加了工作量。因此,这个特别适合的是数据要求可靠传输,但是不需要太频繁传输的场合(  两次操作间隔100ms,具体是由TCP等待发送间隔决定的,取决于内核 中的socket的写法) 而UDP,由于面向的是消息传输,它把所有接收到的消息都挂接到缓冲 区的接受队列中,因此,它对于数据的提取分离就更加方便,但是, 它没有粘包机制,因此,当发送数据量较小的时候,就会发生数据包 有效载荷较小的情况,也会增加多次发送的系统发送开销(系统调用, 写硬件等)和接收开销。因此,应该最好设置一个比较合适的数据包 的包长,来进行UDP数据的发送。(UDP最大载荷为1472,因此最好能 每次传输接近这个数的数据量,这特别适合于视频,音频等大块数据 的发送,同时,通过减少握手来保证流媒体的实时性。

Leave a Reply

15 − 15 =

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据