TCP粘包問題

tcp協議又叫流式協議，在我們利用tcp協議傳輸資料時，tcp協議有乙個優化機制，比如我們在極短的時間內連續輸入10次，每次只有乙個位元組，他會在我們記憶體中開闢乙個快取區，一次性傳輸在對方機器的快取區之中，當對方需要取資料時，再到自己的快取區取。就是因為這個原因產生粘包問題。

如昨天的學習筆記中，我們一次取1024位元組的資料，但在真實傳輸中不可能只有這麼少的資料，超過1024位元組的資料會留在快取區中，等待下次列印時候再取出，但是下次我們可能已經輸入了新的命令，但列印的是老命令的內容。

我們的解決思路是一次性取完每次的資料，但是又會有乙個新問題，我們如何知道每次傳輸過來的資料長度？如果不知道資料長度我們肯定無無法一次迴圈取完。所以我們需要在傳送這個正文資料前，先傳送一段報頭，報頭來標記後面正文的長度。

當然這只是乙個簡單的思路，我們的報頭不可能只包含資料長度，可能還需要包括資料的加密方法，資料的標題等，那麼我們又產生了乙個新問題，報頭的長度又不固定了。所以我們可以再在報頭前先發一段記錄報頭長度的資料，依次傳送，解決該問題。

須知：只有tcp有粘包現象，udp永遠不會粘包，為何，且聽我娓娓道來

首先需要掌握乙個socket收發訊息的原理

傳送端可以是一k一k地傳送資料，而接收端的應用程式可以兩k兩k地提走資料，當然也有可能一次提走3k或6k資料，或者一次只提走幾個位元組的資料，也就是說，應用程式所看到的資料是乙個整體，或說是乙個流（stream），一條訊息有多少位元組對應用程式是不可見的，因此tcp協議是面向流的協議，這也是容易出現粘包問題的原因。而udp是面向訊息的協議，每個udp段都是一條訊息，應用程式必須以訊息為單位提取資料，不能一次提取任意位元組的資料，這一點和tcp是很不同的。怎樣定義訊息呢？可以認為對方一次性write/send的資料為乙個訊息，需要明白的是當對方send一條資訊的時候，無論底層怎樣分段分片，tcp協議層會把構成整條訊息的資料段排序完成後才呈現在核心緩衝區。

例如基於tcp的套接字客戶端往服務端上傳檔案，傳送時檔案內容是按照一段一段的位元組流傳送的，在接收方看了，根本不知道該檔案的位元組流從何處開始，在何處結束

所謂粘包問題主要還是因為接收方不知道訊息之間的界限，不知道一次性提取多少位元組的資料所造成的。

此外，傳送方引起的粘包是由tcp協議本身造成的，tcp為提高傳輸效率，傳送方往往要收集到足夠多的資料後才傳送乙個tcp段。若連續幾次需要send的資料都很少，通常tcp會根據優化演算法把這些資料合成乙個tcp段後一次傳送出去，這樣接收方就收到了粘包資料。

tcp（transport control protocol，傳輸控制協議）是面向連線的，面向流的，提供高可靠性服務。收發兩端（客戶端和伺服器端）都要有一一成對的socket，因此，傳送端為了將多個發往接收端的包，更有效的發到對方，使用了優化方法（nagle演算法），將多次間隔較小且資料量小的資料，合併成乙個大的資料塊，然後進行封包。這樣，接收端，就難於分辨出來了，必須提供科學的拆包機制。即面向流的通訊是無訊息保護邊界的。

udp（user datagram protocol，使用者資料報協議）是無連線的，面向訊息的，提供高效率服務。不會使用塊的合併優化演算法，, 由於udp支援的是一對多的模式，所以接收端的skbuff(套接字緩衝區）採用了鏈式結構來記錄每乙個到達的udp包，在每個udp包中就有了訊息頭（****位址，埠等資訊），這樣，對於接收端來說，就容易進行區分處理了。即面向訊息的通訊是有訊息保護邊界的。

tcp是基於資料流的，於是收發的訊息不能為空，這就需要在客戶端和服務端都新增空訊息的處理機制，防止程式卡住，而udp是基於資料報的，即便是你輸入的是空內容（直接回車），那也不是空訊息，udp協議會幫你封裝上訊息頭，實驗略

udp的recvfrom是阻塞的，乙個recvfrom(x)必須對唯一乙個sendinto(y),收完了x個位元組的資料就算完成,若是y>x資料就丟失，這意味著udp根本不會粘包，但是會丟資料，不可靠

tcp的協議資料不會丟，沒有收完包，下次接收，會繼續上次繼續接收，己端總是在收到ack時才會清除緩衝區內容。資料是可靠的，但是會粘包。

兩種情況下會發生粘包。

傳送端需要等緩衝區滿才傳送出去，造成粘包（傳送資料時間間隔很短，資料了很小，會合到一起，產生粘包）

服務端

import subprocess
import os
import struct
import json
from socket import *
server = socket(af_inet, sock_stream)
# print(server)
server.bind(('127.0.0.1', 8082))
server.listen(5)
while true:
conn, client_addr = server.accept()
print(conn)
print(client_addr)
while true:
try:
msg = conn.recv(1024).decode('utf-8')
cmd,file_path=msg.split()
if cmd == "get":
# 一、製作報頭
header_dic=
header_json=json.dumps(header_dic)
header_json_bytes=header_json.encode('utf-8')
# 二、傳送資料
# 1、先傳送報頭的長度
header_size=len(header_json_bytes)
conn.send(struct.pack('i',header_size))
# 2、再傳送報頭
conn.send(header_json_bytes)
# 3、最後傳送真實的資料
with open(r'%s' %file_path,mode='rb') as f:
for line in f:
conn.send(line)
except exception:
break
conn.close()
server.close()

客戶端

import struct
import json
from socket import *
client = socket(af_inet, sock_stream)
# print(client)
client.connect(('127.0.0.1', 8082))
while true:
cmd = input(">>: ").strip() # get 檔案路徑
if len(cmd) == 0:
continue
client.send(cmd.encode('utf-8'))
# 1、先接收報頭的長度
res=client.recv(4)
header_size=struct.unpack('i',res)[0]
# 2、再接收報頭
header_json_bytes=client.recv(header_size)
header_json=header_json_bytes.decode('utf-8')
header_dic=json.loads(header_json)
print(header_dic)
# 3、最後接收真實的資料
total_size=header_dic['total_size']
filename=header_dic['filename']
recv_size = 0
with open(r"d:\python全棧15期\day32\**\03 定製複雜的報頭\版本2\download\%s" %filename, mode='wb') as f:
while recv_size < total_size:
data = client.recv(1024)
f.write(data)
recv_size += len(data)
client.close()

TCP粘包問題

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