基于TCP通信丟包原因總結(jié)(推薦)
公司的項(xiàng)目底層,是使用的TCP,因?yàn)榭煽浚詣?dòng)斷線重連,在底層都實(shí)現(xiàn)了,但是我記得TCP也會(huì)有掉包的問題,所以這文章就誕生了——關(guān)于TCP掉包的問題,TCP是基于不可靠的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸,肯定也會(huì)存在掉包的情況。
如果通信中發(fā)現(xiàn)缺少數(shù)據(jù)或者丟包,那么,最大的可能在于程序發(fā)送的過程或者接收的過程出現(xiàn)問題。
例如服務(wù)器給客戶端發(fā)大量數(shù)據(jù),Send的頻率很高,那么就有可能在Send時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤(原因可能是又多種,可能是程序處理邏輯問題,多線程同步問題,緩沖區(qū)溢出問題等等),如果沒有對(duì)Send失敗做處理重發(fā)數(shù)據(jù),那么客戶端收到的數(shù)據(jù)就會(huì)比理論應(yīng)該收到的少,就會(huì)造成丟數(shù)據(jù),丟包的現(xiàn)象。
這種現(xiàn)象,其實(shí)本質(zhì)上來說不是丟包,也不是丟數(shù)據(jù),只是因?yàn)槌绦蛱幚碛绣e(cuò)誤,導(dǎo)致有些數(shù)據(jù)沒有成功地被socket發(fā)送出去。
常用的解決方法如下:拆包、加包頭、發(fā)送,組合包,如果客戶端、服務(wù)端掉線,常采用心跳測(cè)試。
tcp是一個(gè)“流”的協(xié)議,一個(gè)完整的包可能會(huì)被TCP拆分成多個(gè)包進(jìn)行發(fā)送,也可能把小的封裝成一個(gè)大的數(shù)據(jù)包發(fā)送,這就是所謂的TCP粘包和拆包問題。
粘包、拆包問題說明
假設(shè)客戶端分別發(fā)送數(shù)據(jù)包D1和D2給服務(wù)端,由于服務(wù)端一次性讀取到的字節(jié)數(shù)是不確定的,所以可能存在以下4種情況。
1.服務(wù)端分2次讀取到了兩個(gè)獨(dú)立的包,分別是D1,D2,沒有粘包和拆包;
2.服務(wù)端一次性接收了兩個(gè)包,D1和D2粘在一起了,被成為TCP粘包;
3.服務(wù)端分2次讀取到了兩個(gè)數(shù)據(jù)包,第一次讀取到了完整的D1和D2包的部分內(nèi)容,第二次讀取到了D2包的剩余內(nèi)容,這被稱為拆包;
4.服務(wù)端分2次讀取到了兩個(gè)數(shù)據(jù)包,第一次讀取到了部分D1,第二次讀取D1剩余的部分和完整的D2包;
如果此時(shí)服務(wù)端TCP接收滑動(dòng)窗非常小,而數(shù)據(jù)包D1和D2都很大,很有可能發(fā)送第五種可能,即服務(wù)端多次才能把D1和D2接收完全,期間多次發(fā)生拆包情況。(TCP接收滑動(dòng)窗:是接收端的大小,隨著流量大小而變化,如果我的解釋還不明確,請(qǐng)讀者自行百度,或者查閱《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》、《TCP/IP》中TCP的內(nèi)容)
粘包問題的解決策略
由于底層的TCP無法理解上層的業(yè)務(wù)邏輯,所以在底層是無法確保數(shù)據(jù)包不被拆分和重組的,這個(gè)問題只能通過上層的應(yīng)用協(xié)議棧設(shè)計(jì)來解決,根據(jù)業(yè)界的主流協(xié)議的解決方案,歸納如下:
1.消息定長(zhǎng),例如每個(gè)報(bào)文的大小為固定長(zhǎng)度200字節(jié),如果不夠,空位補(bǔ)空格;
2.在包尾增加回車換行符進(jìn)行分割,例如FTP協(xié)議;
3.將消息分為消息頭和消息體,消息頭中包含表示消息總長(zhǎng)度(或者消息體長(zhǎng)度)的字段,通常設(shè)計(jì)思路是消息頭的第一個(gè)字段用int來表示消息的總長(zhǎng)度;(我之前l(fā)inux C開發(fā),就用的這種)。
4.更復(fù)雜的應(yīng)用層協(xié)議;
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