Linux网络编程TCP粘包问题解析及解决方法

本文涉及的产品
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
云解析 DNS,旗舰版 1个月
简介: Linux网络编程TCP粘包问题解析及解决方法

前言

本篇文章将引入一个重要的知识:TCP的粘包问题,在发送数据的时候可能会出现粘包的问题,很多初学者应该都不知道什么是粘包,那么本篇文章将讲解什么是粘包,又怎么样解决粘包,这将是一个重点问题,希望大家好好理解。

下面我们先做一个小实验。


一、一次发送多个数据实验

改写之前编写的client程序:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char **argv)
{
    int sockfd = 0;
    int n = 0;
    char* send_buf;
    struct sockaddr_in servaddr;
    if(argc != 2)
    {
        printf("parameter is err\n");
    }
    if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
    {
        printf(" socket is err\n ");
    }
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(8888);
    if(inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0)
    {
        printf("inet_pton is err\n");
    }
    if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
    {
        printf("connect is err\n");
    }
    send(sockfd, "Hello", 5, 0);
    send(sockfd, "World", 5, 0);
    send(sockfd, "Client", 6, 0);
    // while (1)
    // {
    //     printf("input :\n");
    //     scanf("%s", send_buf);
    //     send(sockfd, send_buf, strlen(send_buf) + 1, 0); 
    //     printf("\n");
    // }
    if(n < 0)
    {
        printf("read err\n");
    }
    close(sockfd);
    return 0;    
}

这里使用send函数连续发送三个字符串给服务端,正常我们认为输出的结果应该是:

Hello

World

Client

因为我们是分开三次发送的,但是结果却不是这样的。

运行服务端输出结果如下:

caa60073c93c41e8a50bc651f3873939.png

输出的结果是这三个字符串都连在一起了,这就是我们说的粘包问题,当一次性发送多个字符串时就会发生这样的问题。


二、导致问题的原因

在网络传输中,TCP 协议传输的是数据流,而非数据包。因此,服务端不知道发送方发送的消息的具体边界。因为在数据发送过程中,TCP 会对较小的数据包进行合并,从而减少发送频率和网络流量,这就可能导致数据在接收方处出现黏包的情况。


三、解决方案之一:延时发送

每次发送过后都延时一段时间,这样处理服务端可以接收到我们想要的结果。

但是这样的处理有一个很明显的缺点就是大量使用了延时函数,这样处理会降低程序的效率。所以这个处理方法是不太可行的。

那么为什么使用延时函数后服务端可以打印出我们想要的结果呢?

使用了延时函数这样能够使数据缓冲区有时间将数据发送给接收方并进行处理,避免了第二条或第三条消息被阻塞或黏包的情况。

send(sockfd, "Hello", 5, 0);
sleep(1);
send(sockfd, "World", 5, 0);
sleep(1);
send(sockfd, "Client", 6, 0);
sleep(1);

四、知识点补充发送缓冲区和接收缓冲区

初学者会有一个很大的误区。会认为客户端和服务端之前的数据传递是直接的,其实这是不正确的,他们之间的数据传递需要通过缓冲区来实现。

788bcabbdd0c459c98b00732a68e750c.png

发送缓冲区是一个缓存区,它存放着客户端或服务端将要发送的数据。


接收缓冲区用来存放接收到的数据,接收端从接收缓冲区中取出数据,并将它们合并成完整的数据,再提供给上层应用程序使用。


当发送数据时数据会先发送到发送缓冲区中,接收数据时也需要从接收缓冲区中接收数据。并不是直接发送数据到对端的。


在网络通信中,发送方应用程序把要发送的数据存储在发送缓冲区中,操作系统会负责将缓冲区中的数据封装成网络数据包,并通过网络将数据包发送给接收方。


这就是为什么连续发送三次数据读取出来的时候数据是粘连在一起的原因了。发送数据的速度是非常快的,发送的数据都会保存在发送缓冲区当中,操作系统不知道这是发送的三次数据,他只负责运输数据,所以他将这三次的数据当成一次数据全部发送过去了。


使用了延时函数后操作系统有足够时间处理一次数据的接收和发送,所以这样不会出现粘包问题。


五、解决方法

使用自定义的协议,规定好数据包的格式和数据长度,以及数据包之间的分隔符,从而在接收端可以正确解析数据包,避免数据粘包等问题。


解决这个问题可以使用指定通信协议的方法来解决,规定数据的首部尾部等,这样对端根据制定的通信协议就能够知道是发送了几次数据了,并将正确的所需要的数据解析出来。


总结

本篇文章是非常重要的,希望大家好好吸收和消化,理解TCP发送数据的工程中为什么会出现粘包问题。

后续的文章将会讲解如何指定通信协议。


相关文章
|
2月前
|
安全 虚拟化
在数字化时代,网络项目的重要性日益凸显。本文从前期准备、方案内容和注意事项三个方面,详细解析了如何撰写一个优质高效的网络项目实施方案,帮助企业和用户实现更好的体验和竞争力
在数字化时代,网络项目的重要性日益凸显。本文从前期准备、方案内容和注意事项三个方面,详细解析了如何撰写一个优质高效的网络项目实施方案,帮助企业和用户实现更好的体验和竞争力。通过具体案例,展示了方案的制定和实施过程,强调了目标明确、技术先进、计划周密、风险可控和预算合理的重要性。
48 5
|
2月前
|
SQL 安全 网络安全
网络安全的护城河:漏洞防御与加密技术的深度解析
【10月更文挑战第37天】在数字时代的浪潮中,网络安全成为守护个人隐私与企业资产的坚固堡垒。本文将深入探讨网络安全的两大核心要素——安全漏洞和加密技术,以及如何通过提升安全意识来强化这道防线。文章旨在揭示网络攻防战的复杂性,并引导读者构建更为稳固的安全体系。
98 1
|
1月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
深入解析图神经网络:Graph Transformer的算法基础与工程实践
Graph Transformer是一种结合了Transformer自注意力机制与图神经网络(GNNs)特点的神经网络模型,专为处理图结构数据而设计。它通过改进的数据表示方法、自注意力机制、拉普拉斯位置编码、消息传递与聚合机制等核心技术,实现了对图中节点间关系信息的高效处理及长程依赖关系的捕捉,显著提升了图相关任务的性能。本文详细解析了Graph Transformer的技术原理、实现细节及应用场景,并通过图书推荐系统的实例,展示了其在实际问题解决中的强大能力。
173 30
|
16天前
|
网络协议
TCP报文格式全解析:网络小白变高手的必读指南
本文深入解析TCP报文格式,涵盖源端口、目的端口、序号、确认序号、首部长度、标志字段、窗口大小、检验和、紧急指针及选项字段。每个字段的作用和意义详尽说明,帮助理解TCP协议如何确保可靠的数据传输,是互联网通信的基石。通过学习这些内容,读者可以更好地掌握TCP的工作原理及其在网络中的应用。
|
16天前
|
存储 监控 网络协议
一次读懂网络分层:应用层到物理层全解析
网络模型分为五层结构,从应用层到物理层逐层解析。应用层提供HTTP、SMTP、DNS等常见协议;传输层通过TCP和UDP确保数据可靠或高效传输;网络层利用IP和路由器实现跨网数据包路由;数据链路层通过MAC地址管理局域网设备;物理层负责比特流的物理传输。各层协同工作,使网络通信得以实现。
|
16天前
|
网络协议 安全 网络安全
探索网络模型与协议:从OSI到HTTPs的原理解析
OSI七层网络模型和TCP/IP四层模型是理解和设计计算机网络的框架。OSI模型包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,而TCP/IP模型则简化为链路层、网络层、传输层和 HTTPS协议基于HTTP并通过TLS/SSL加密数据,确保安全传输。其连接过程涉及TCP三次握手、SSL证书验证、对称密钥交换等步骤,以保障通信的安全性和完整性。数字信封技术使用非对称加密和数字证书确保数据的机密性和身份认证。 浏览器通过Https访问网站的过程包括输入网址、DNS解析、建立TCP连接、发送HTTPS请求、接收响应、验证证书和解析网页内容等步骤,确保用户与服务器之间的安全通信。
71 1
|
1月前
|
SQL 安全 算法
网络安全之盾:漏洞防御与加密技术解析
在数字时代的浪潮中,网络安全和信息安全成为维护个人隐私和企业资产的重要防线。本文将深入探讨网络安全的薄弱环节—漏洞,并分析如何通过加密技术来加固这道防线。文章还将分享提升安全意识的重要性,以预防潜在的网络威胁,确保数据的安全与隐私。
72 2
|
2月前
|
安全 算法 网络安全
网络安全的盾牌与剑:漏洞防御与加密技术深度解析
在数字信息的海洋中,网络安全是航行者不可或缺的指南针。本文将深入探讨网络安全的两大支柱——漏洞防御和加密技术,揭示它们如何共同构筑起信息时代的安全屏障。从最新的网络攻击手段到防御策略,再到加密技术的奥秘,我们将一起揭开网络安全的神秘面纱,理解其背后的科学原理,并掌握保护个人和企业数据的关键技能。
66 3
|
2月前
|
网络协议
网络通信的基石:TCP/IP协议栈的层次结构解析
在现代网络通信中,TCP/IP协议栈是构建互联网的基础。它定义了数据如何在网络中传输,以及如何确保数据的完整性和可靠性。本文将深入探讨TCP/IP协议栈的层次结构,揭示每一层的功能和重要性。
81 5
|
2月前
|
网络协议 安全 文件存储
动态DNS(DDNS)技术在当前网络环境中日益重要,它允许使用动态IP地址的设备通过固定域名访问
动态DNS(DDNS)技术在当前网络环境中日益重要,它允许使用动态IP地址的设备通过固定域名访问,即使IP地址变化,也能通过DDNS服务保持连接。适用于家庭网络远程访问设备及企业临时或移动设备管理,提供便捷性和灵活性。示例代码展示了如何使用Python实现基本的DDNS更新。尽管存在服务可靠性和安全性挑战,DDNS仍极大提升了网络资源的利用效率。
87 6
下一篇
开通oss服务