Java网络编程之TCP粘包拆包

简介:

TCP是个“流”协议,所谓流,就是没有界限的一串数据。大家可以想象河里的流水,他们是连成一片的,其间并没有分界线。TCP底层并不了解上层业务数据的具体含义,他会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分,所以在业务上认为,一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送,也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送。这就是TCP所谓的拆包和粘包的问题。

一、TCP粘包/拆包问题说明

我们可以通过图解对TCP粘包和拆包问题进行说明,粘包问题如图。

image

假设客户端分别发送了两个数据包D1和D2给服务端,由于服务端一次读取到的字节数是不确定的,故可能存在以下4中情况。

  • 服务端分两次读取到了两个独立的数据包,分别是D1和D2,没有粘包和拆包。
  • 服务端一次接收到了两个数据包,D1和D2粘在一起,被称为TCP粘包
  • 服务端分两次读取到了两个数据包,第一次读取到了完整的D1包和D2包的部分内容,第二次读取到了D2包的剩余内容,这被称为TCP拆包。
  • 服务端分两次读取到了两个数据包,第一次读取到了D1包的部分内容D1_1,第二次读取到了D1包的剩余内容D1_2和D2包的整包。

如果此时服务端TCP接收滑窗非常小,而数据包D1和D2比较大,很有可能会发生第五种可能,即服务端分多次才能将D1和D2包接收完全,期间发生多次拆包。

二、TCP粘包/拆包发生的原因

问题产生的原因有三个,分别如下。

  • 应用程序write写入的字节大小大于套接口发送缓冲区大小。
  • 进行MSS大小的TCP分段。
  • 以太网帧的payload大于MTU进行IP分片。

三、粘包问题的解决策略

由于底层的TCP无法理解上层的业务数据,所以在底层是无法保证数据包不被拆分和重组的,这个问题只能通过上层的应用协议栈设计来解决,根据业界的主流协议的解决方案,可以归纳如下。

  • 消息定长,例如每个报文的大小为固定长度200字节,如果不够,空位补空格
  • 在包尾增加回车换行符进行分割,例如FTP协议
  • 将消息分为消息头和消息体,消息头中包含表示消息总长度(或者消息体长度)的字段,通常涉及思路为消息头的第一个字段使用int32来表示消息的总长度
  • 更复杂的应用层协议。
目录
相关文章
|
9天前
|
负载均衡 网络协议 算法
不为人知的网络编程(十九):能Ping通,TCP就一定能连接和通信吗?
这网络层就像搭积木一样,上层协议都是基于下层协议搭出来的。不管是ping(用了ICMP协议)还是tcp本质上都是基于网络层IP协议的数据包,而到了物理层,都是二进制01串,都走网卡发出去了。 如果网络环境没发生变化,目的地又一样,那按道理说他们走的网络路径应该是一样的,什么情况下会不同呢? 我们就从路由这个话题聊起吧。
38 4
不为人知的网络编程(十九):能Ping通,TCP就一定能连接和通信吗?
|
2天前
|
前端开发 网络协议 安全
【网络原理】——HTTP协议、fiddler抓包
HTTP超文本传输,HTML,fiddler抓包,URL,urlencode,HTTP首行方法,GET方法,POST方法
|
1月前
|
Linux iOS开发 网络架构
如何使用 Ping 命令监测网络丢包情况?
如何使用 Ping 命令监测网络丢包情况?
291 48
|
5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。
|
1月前
|
安全 Windows
【Azure Cloud Service】在Windows系统中抓取网络包 ( 不需要另外安全抓包工具)
通常,在生产环境中,为了保证系统环境的安全和纯粹,是不建议安装其它软件或排查工具(如果可以安装,也是需要走审批流程)。 本文将介绍一种,不用安装Wireshark / tcpdump 等工具,使用Windows系统自带的 netsh trace 命令来获取网络包的步骤
72 32
|
16天前
|
Web App开发 网络协议 安全
网络编程懒人入门(十六):手把手教你使用网络编程抓包神器Wireshark
Wireshark是一款开源和跨平台的抓包工具。它通过调用操作系统底层的API,直接捕获网卡上的数据包,因此捕获的数据包详细、功能强大。但Wireshark本身稍显复杂,本文将以用抓包实例,手把手带你一步步用好Wireshark,并真正理解抓到的数据包的各项含义。
68 2
|
1月前
|
监控 网络协议 网络性能优化
网络通信的核心选择:TCP与UDP协议深度解析
在网络通信领域,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)是两种基础且截然不同的传输层协议。它们各自的特点和适用场景对于网络工程师和开发者来说至关重要。本文将深入探讨TCP和UDP的核心区别,并分析它们在实际应用中的选择依据。
59 3
|
1月前
|
Java Android开发
Eclipse 创建 Java 包
Eclipse 创建 Java 包
33 1
|
1月前
|
网络协议 算法 网络性能优化
计算机网络常见面试题(一):TCP/IP五层模型、TCP三次握手、四次挥手,TCP传输可靠性保障、ARQ协议
计算机网络常见面试题(一):TCP/IP五层模型、应用层常见的协议、TCP与UDP的区别,TCP三次握手、四次挥手,TCP传输可靠性保障、ARQ协议、ARP协议
|
7月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 网络协议
TCP/IP五层(或四层)模型,IP和TCP到底在哪层?
TCP/IP五层(或四层)模型,IP和TCP到底在哪层?
136 4