python socket网络编程之粘包问题详解

来源：千锋教育

发布人：xqq

时间： 2023-11-06 09:42:57

粘包问题详情

1、只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包

你的程序实际上无权直接操作网卡的，你操作网卡都是通过操作系统给用户程序暴露出来的接口，那每次你的程序要给远程发数据时，其实是先把数据从用户态copy到内核态，这样的操作是耗资源和时间的，频繁的在内核态和用户态之前交换数据势必会导致发送效率降低，因此socket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次数据给对方。若连续几次需要send的数据都很少，通常TCPsocket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。

2、首先需要掌握一个socket收发消息的原理

发送端可以是1k，1k的发送数据而接受端的应用程序可以2k，2k的提取数据，当然也有可能

是3k或者多k提取数据，也就是说，应用程序是不可见的，因此TCP协议是面来那个流的协议，

这也是容易出现粘包的原因而UDP是面向无连接的协议，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，不能一次提取任一字节的数据，这一点和TCP是很同的。怎样定义

消息呢?认为对方一次性write/send的数据为一个消息，需要命的是当对方send一条信息的

时候，无论鼎城怎么样分段分片，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器端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，

在接收方看来更笨不知道文件的字节流从何初开始，在何处结束。

3、粘包的原因

3-1直接原因

所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的

3-2根本原因

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。

3-3总结

TCP(transportcontrolprotocol，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。

UDP(userdatagramprotocol，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。

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)，那也不是空消息，udp协议会帮你封装上消息头，实验略

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

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。

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