TCP传输协议中如何解决丢包问题?

发布网友 发布时间：2022-04-24 08:06

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懂视网 时间：2022-04-22 14:32

本文主要讲述的是怎么去解决tcp粘包问题，其一是分两次通讯分别传递内容大小和内容，其二是一次通讯直接传递内容大小和内容。想了解的朋友可以详细看看本篇文章，希望对你有所帮助。

第一部分：简介tcp socket通信的底层原理

原理解析图：

1 socket通信过程如图所示：首先客户端将发送内容通过send()方法将内容发送到客户端计算机的内核区，然后由操作系统将内容通过底层路径发送到服务器端的内核区，然后由服务器程序通过recv()方法从服务器端计算机内核区取出数据。
2 因此我们可以了解到，send方法并不是直接将内容发送到服务器端，recv方法也并不是直接将从客户端发来的内容接收到服务器程序内存中，而是操作自己机器的内核区。

第二部分：产生粘包的原因（只针对tcp）

产生粘包的情况有两种：

1 1：当连续发送数据时，由于tcp协议的nagle算法，会将较小的内容拼接成大的内容，一次性发送到服务器端，因此造成粘包2 3 2：当发送内容较大时，由于服务器端的recv（buffer_size）方法中的buffer_size较小，不能一次性完全接收全部内容，因此在下一次请求到达时，接收的内容依然是上一次没有完全接收完的内容，因此造成粘包现象。

也就是说：接收方不知道该接收多大的数据才算接收完毕，造成粘包。

相关教程：TCP/IP视频教程

第三部分：如何解决上述两种粘包现象？

思路一：对于第一种粘包产生方式可以在两次send（）直接使用recv（）来阻止连续发送的情况发生。代码就不用展示了。

思路二：由于产生粘包的原因是接收方的无边界接收，因此发送端可以在发送数据之前向接收端告知发送内容的大小即可。代码示例如下：

　　方式一：分两次通讯分别传递内容大小和内容

　　服务器端代码：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *
import subprocess

server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(("127.0.0.1", 8000))
server.listen(5)

while True:
 conn, addr = server.accept()
 print("创建了一个新的连接！")
 while True:
 try:
  data = conn.recv(1024)
  if not data: break
  res = subprocess.Popen(data.decode("utf-8"), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE,
     stderr=subprocess.PIPE)
  err = res.stderr.read()
  if err:
  cmd_msg = err
  else:
  cmd_msg = res.stdout.read()
  if not cmd_msg: cmd_msg = "action success!".encode("gbk")
  length = len(cmd_msg)
  conn.send(str(length).encode("utf-8"))
  conn.recv(1024)
  conn.send(cmd_msg)
 except Exception as e:
  print(e)
  break

　客户端代码：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(("127.0.0.1", 8000))
while True:
 inp = input(">>:")
 if not inp: continue
 if inp == "quit": break
 client.send(inp.encode("utf-8"))
 length = int(client.recv(1024).decode("utf-8"))
 client.send("ready!".encode("utf-8"))
 lengthed = 0
 cmd_msg = b""
 while lengthed < length:
 cmd_msg += client.recv(1024)
 lengthed = len(cmd_msg)
 print(cmd_msg.decode("gbk"))

　　方式二：一次通讯直接传递内容大小和内容

　　服务器端：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *
import subprocess
import struct

server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(("127.0.0.1", 8000))
server.listen(5)

while True:
 conn, addr = server.accept()
 print("创建了一个新的连接！")
 while True:
 try:
  data = conn.recv(1024)
  if not data: break
  res = subprocess.Popen(data.decode("utf-8"), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE,
     stderr=subprocess.PIPE)
  err = res.stderr.read()
  if err:
  cmd_msg = err
  else:
  cmd_msg = res.stdout.read()
  if not cmd_msg: cmd_msg = "action success!".encode("gbk")
  length = len(cmd_msg)
  conn.send(struct.pack("i", length))
  conn.send(cmd_msg)
 except Exception as e:
  print(e)
  break

　　客户端：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *
import struct

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(("127.0.0.1", 8000))
while True:
 inp = input(">>:")
 if not inp: continue
 if inp == "quit": break
 client.send(inp.encode("utf-8"))
 length = struct.unpack("i",client.recv(4))[0]
 lengthed = 0
 cmd_msg = b""
 while lengthed < length:
 cmd_msg += client.recv(1024)
 lengthed = len(cmd_msg)
 print(cmd_msg.decode("gbk"))

上述两种方式均可以解决粘包问题。

热心网友 时间：2022-04-22 11:40

一、回答这个问题之前，要考虑TCP协议为什么会丢包，在什么样的情况下会丢包。

1、TCP协议定义（Transimission Control Protocol）是以一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

2、TCP是基于不可靠的网路实现可靠传输，肯定会存在丢包问题。

3、如果在通信过程中，发现缺少数据或者丢包，那边么最大的可能性是程序发送过程或者接受过程中出现问题。

例如：我有2台服务器 ，A和B服务器。

A服务器发送数据给B服务器频率过高时，B服务器来不及处理，造成数据丢包。（原因可能是程序逻辑问题，多线程同步问题，缓冲区溢出问题）

如果A服务器不对发送频率进行控制，或者数据进行重发的话，那么B服务器收到数据就会少。就会造成丢失数据

二、TCP协议丢包后，如何解决丢包的问题

为了满足TCP协议不丢包。TCP协议有如下规定

1、数据分片：发送端对数据进行分片，接受端要对数据进行重组，由TCP确定分片的大小并控制分片和重组

2、到达确认：接收端接收到分片数据时，根据分片数据序号向发送端发送一个确认

3、超时重发：发送方在发送分片时设置超时定时器，如果在定时器超时之后没有收到相应的确认，重发分片数据

4、滑动窗口：TCP连接的每一方的接受缓冲空间大小固定，接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，TCP在滑动窗口的基础上提供流量控制，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出

5、失序处理：作为IP数据报来传输的TCP分片到达时可能会失序，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层；

6、重复处理：作为IP数据报来传输的TCP分片会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据；

7、数据校验：TCP将保持它首部和数据的检验和，这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到分片的检验或有差错，TCP将丢弃这个分片，并不确认收到此报文段导致对端超时并重发

热心网友 时间：2022-04-22 12:58

TCP是一个“流”协议，一个详细的包将会被TCP拆分为好几个包上传，也是将会把小的封装成大的上传，这就是说TCP粘包和拆包难题。

热心网友 时间：2022-04-22 14:33

1.确认网络链路问题，ping测和traceroute确认链路是否健康。如果链路有问题，找对应网络管理员排查网络。
2.确认系统问题，通过wireshark或者tcpmp在应用系统两端抓包，定位问题所在，排查是发送或者接受系统网卡、性能问题
3.从tcp应用本身排查，通过在程序上添加调试代码，核查是否应用逻辑处理问题

热心网友 时间：2022-04-22 16:24

从tcp应用本身排查，通过在程序上添加调试代码，核查是否应用逻辑处理问题

热心网友 时间：2022-04-22 18:32

确认网络链路问题，确认系统问题，从tcp应用本身排查

热心网友 时间：2022-04-22 20:57

将一个大的拆成好几个小的传输

热心网友 时间：2022-04-22 23:38

看看网络是否卡顿，是否流畅

热心网友 时间：2022-04-23 02:36

可以通过代码调试，从而解决丢包

热心网友 时间：2022-04-23 05:51

这个你给加固它的传输通道。

热心网友 时间：2022-04-23 09:22

这个得看你的网络是否稳定

热心网友 时间：2022-04-23 13:10

确认网络链路问题，ping测和traceroute确认链路是否健康。如果链路有问题，找对应网络管理员排查网络