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  • python基础(30):黏包、socket的其他方法(2)

>>: ').strip()
  • udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
  • err,addr=udp_client.recvfrom(bufsize)
  • out,addr=udp_client.recvfrom(bufsize)
  • if err:
  • print('error : %s'%err.decode('utf-8'),end='')
  • if out:
  • print(out.decode('utf-8'), end='')

    • 注意：只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包。

    1.2 黏包的成因

    1.2.1 TCP协议中的数据传递

    (1) TCP协议的拆包机制

    当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时，tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。 MTU是Maximum Transmission Unit的缩写。意思是网络上传送的最大数据包。MTU的单位是字节。 大部分网络设备的MTU都是1500。如果本机的MTU比网关的MTU大，大的数据包就会被拆开来传送，这样会产生很多数据包碎片，增加丢包率，降低网络速度。

    (2) 面向流的通信特点和Nagle算法

    TCP（transport control protocol，传输控制协议）是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。 收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，因此，发送端为了将多个发往接收端的包，更有效的发到对方，使用了优化方法（Nagle算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。 这样，接收端，就难于分辨出来了，必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。 对于空消息：tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），也可以被发送，udp协议会帮你封装上消息头发送过去。 可靠黏包的tcp协议：tcp的协议数据不会丢，没有收完包，下次接收，会继续上次继续接收，己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的，但是会粘包。

    (3) 基于tcp协议特点的黏包现象成因 

     

     

    socket数据传输过程中的用户态与内核态说明:

    发送端可以是一K一K地发送数据，而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据，当然也有可能一次提走3K或6K数据，或者一次只提走几个字节的数据。 也就是说，应用程序所看到的数据是一个整体，或说是一个流（stream），一条消息有多少字节对应用程序是不可见的，因此TCP协议是面向流的协议，这也是容易出现粘包问题的原因。 而UDP是面向消息的协议，每个UDP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，这一点和TCP是很不同的。 怎样定义消息呢？可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息，需要明白的是当对方send一条信息的时候，无论底层怎样分段分片，TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

    例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，在接收方看了，根本不知道该文件的字节流从何处开始，在何处结束

    此外，发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的，TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少，通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

    1.2.2 UDP不会发生黏包

    UDP（user datagram protocol，用户数据报协议）是无连接的，面向消息的，提供高效率服务。 不会使用块的合并优化算法，, 由于UDP支持的是一对多的模式，所以接收端的skbuff(套接字缓冲区）采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包，在每个UDP包中就有了消息头（消息来源地址，端口等信息），这样，对于接收端来说，就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。 对于空消息：tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），也可以被发送，udp协议会帮你封装上消息头发送过去。 不可靠不黏包的udp协议：udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y;x数据就丢失，这意味着udp根本不会粘包，但是会丢数据，不可靠。

    用UDP协议发送时，用sendto函数最大能发送数据的长度为：65535- IP头(20) – UDP头(8)＝65507字节。用sendto函数发送数据时，如果发送数据长度大于该值，则函数会返回错误。（丢弃这个包，不进行发送）。

    用TCP协议发送时，由于TCP是数据流协议，因此不存在包大小的限制（暂不考虑缓冲区的大小），这是指在用send函数时，数据长度参数不受限制。而实际上，所指定的这段数据并不一定会一次性发送出去，如果这段数据比较长，会被分段发送，如果比较短，可能会等待和下一次数据一起发送。

    1.2.3 会发生黏包的两种情况 

     (1) 情况一：发送方的缓存机制

    发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据了很小，会合到一起，产生粘包）。

    server：

    
	
      
		
    1. 
			#_*_coding:utf-8_*_
      2. 
		
    2. 
			from socket import *
      3. 
		
    3. 
			ip_port=('127.0.0.1',8080)
      4. 
		
    4. 
			 
      5. 
		
    5. 
			tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
      6. 
		
    6. 
			tcp_socket_server.bind(ip_port)
      7. 
		
    7. 
			tcp_socket_server.listen(5)
      8. 
		
    8. 
			 
      9. 
		
    9. 
			conn,addr=tcp_socket_server.accept()
      10. 
		
    10. 
			 
      11. 
		
    11. 
			data1=conn.recv(10)
      12. 
		
    12. 
			data2=conn.recv(10)
      13. 
		
    13. 
			 
      14. 
		
    14. 
			print('----->',data1.decode('utf-8'))
      15. 
		
    15. 
			print('----->',data2.decode('utf-8'))
      16. 
		
    16. 
			 
      17. 
		
    17. 
			conn.close()
      18. 
	
    

    

    
	client：
    

    
	
    
	
      
		
    1. 
			#_*_coding:utf-8_*_
      2. 
		
    2. 
			import socket
      3. 
		
    3. 
			BUFSIZE=1024
      4. 
		
    4. 
			ip_port=('127.0.0.1',8080)
      5. 
		
    5. 
			 
      6. 
		
    6. 
			s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
      7. 
		
    7. 
			res=s.connect_ex(ip_port)
      8. 
		
    8. 
			 
      9. 
		
    9. 
			s.send('hello'.encode('utf-8'))
      10. 
		
    10. 
			s.send('egg'.encode('utf-8'))
      11. 
	
    

    

    
	(2) 情况二：接收方的缓存机制
    

    
	接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包）。
    

    
	server：
    

    
	
    
	
      
		
    1. 
			#_*_coding:utf-8_*_
      2. 
		
    2. 
			from socket import *
      3. 
		
    3. 
			ip_port=('127.0.0.1',8080)
      4. 
		
    4. 
			 
      5. 
		
    5. 
			tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
      6. 
		
    6. 
			tcp_socket_server.bind(ip_port)
      7. 
		
    7. 
			tcp_socket_server.listen(5)
      8. 
		
    8. 
			 
      9. 
		
    9. 
			 
      10. 
		
    10. 
			conn,addr=tcp_socket_server.accept()
      11. 
		
    11. 
			 
      12. 
		
    12. 
			 
      13. 
		
    13. 
			data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
      14. 
		
    14. 
			data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
      15. 
		
    15. 
			 
      16. 
		
    16. 
			print('----->',data1.decode('utf-8'))
      17. 
		
    17. 
			print('----->',data2.decode('utf-8'))
      18. 
		
    18. 
			 
      19. 
		
    19. 
			conn.close()
      20. 
	
    

    

    
	client：
    

    
	
    
	
      
		
    1. 
			#_*_coding:utf-8_*_
      2. 
		
    2. 
			import socket
      3. 
		
    3. 
			BUFSIZE=1024
      4. 
		
    4. 
			ip_port=('127.0.0.1',8080)
      5. 
		
    5. 
			 
      6. 
		
    6. 
			s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
      7. 
		
    7. 
			res=s.connect_ex(ip_port)
      8. 
		
    8. 
			 
      9. 
		
    9. 
			 
      10. 
		
    10. 
			s.send('hello egg'.encode('utf-8
      



  
    
  
  
    
   
  
    
  
 
 
    
 
 
  
 
 
 
 

    




 



    


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