tcp的粘包拆包及其解决方式
假设客户端向服务端连续发送了两个数据包,用 packet1 和 packet2 来表示,那么服务端收到的数据可以分为三种,现列举如下
当需要传输的数据大于MSS或者MTU时,数据会被拆分成多个包进行传输。由于MSS是根据MTU计算出来的,因此当发送的数据满足MSS时,必然满足MTU。
MTU是以太网(数据链路层)传输数据方面的限制
由于MTU限制了一次最多可以发送1500个字节,而TCP协议在发送DATA时,还会加上额外的TCP Header和Ip Header,因此刨去这两个部分,就是TCP协议一次可以发送的实际应用数据的最大大小,也就是MSS。
MSS长度=MTU长度-IP Header-TCP Header
TCP Header的长度是20字节,IPv4中IP Header长度是20字节,IPV6中IP Header长度是40字节,因此:在IPV4中,以太网MSS可以达到1460byte;在IPV6中,以太网MSS可以达到1440byte。
需要注意的是MSS表示的一次可以发送的DATA的最大长度,而不是DATA的真实长度。发送方发送数据时,当数据量大于MSS时,操作系统会将数据进行拆分,使得每一部分都小于MSS,这就是拆包,然后每一部分都加上TCP Header,构成多个完整的TCP报文进行发送,当然经过网络层和数据链路层的时候,还会分别加上相应的内容。
TCP流量控制主要使用滑动窗口协议,滑动窗口是接收端使用的窗口大小,用来告诉发送端接收端的缓存大小,以此可以控制发送端发送数据的大小,从而达到流量控制的目的。这个窗口大小就是我们一次传输几个数据。对所有数据帧按顺序赋予编号,发送方在发送过程中始终保持着一个发送窗口,只有落在发送窗口内的帧才允许被发送;同时接收方也维持着一个接收窗口,只有落在接收窗口内的帧才允许接收。这样通过调整发送方窗口和接收方窗口的大小可以实现流量控制。
滑动窗口大小这个字段是接收端告诉发送端自己还有多少缓冲区可以接收数据。于是发送端就可以根据这个接收端的处理能力来发送数据,而不会导致接收端处理不过来。
来看一下滑动窗口是如何造成粘包、拆包的?
Nagle算法就是为了尽可能发送大块数据,避免网络中充斥着许多小数据块。
Nagle算法的基本定义是任意时刻,最多只能有一个未被确认的小段。 所谓“小段”,指的是小于MSS尺寸的数据块,所谓“未被确认”,是指一个数据块发送出去后,没有收到对方发送的ACK确认该数据已收到。
Nagle算法的实现规则:
UDP每一段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据