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四. 网络编程(TCP 黏包)

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-06-21 14:06 出处:网络 作者:运维开发网整理
一 .黏包现象(TCP) 1.黏包成因 TCP协议中的数据传递 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

一 .黏包现象(TCP)

1.黏包成因

TCP协议中的数据传递
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

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。

                                                         

四. 网络编程(TCP 黏包)

 
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

subprocess模块是python从2.4版本开始引入的模块。

让我们基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(命令ls -l ; lllllll ; pwd)

import subprocess # subprocess模块是python从2.4版本开始引入的模块。 # 主要用来取代 一些旧的模块方法,如os.system、os.spawn*、os.popen*、commands.*等。subprocess通过子进程来执行外部指令 cmd=subprocess.Popen("dir",shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE) print(cmd.stderr.read().decode("gbk")) print(cmd.stdout.read().decode("gbk"))

2.基于tcp协议实现的黏包

server1

我们基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(命令ls -l ; lllllll ; pwd)

import socket # import subprocess server=socket.socket() server.bind(("192.168.59.1",8600)) server.listen(5) conn,addr=server.accept() while True: cmd = input("请输入你终端命令:") conn.send(cmd.encode("utf-8")) ret = conn.recv(1024) print(ret.decode("utf-8"),"这是服务器哈哈哈") conn.close() server.close()

client1 我们基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(命令ls -l ; lllllll ; pwd)

import socket import subprocess client=socket.socket() client.connect(("192.168.59.1",8600)) while True: msg=client.recv(1024) ret = subprocess.Popen(msg.decode(‘gbk‘), shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE) err=‘我是err‘+(ret.stderr.read()).decode("gbk") out=‘我是out‘+(ret.stderr.read()).decode("gbk") print(err) print(out) client.send(err.encode("utf-8")) client.send(out.encode("utf-8")) print(msg.decode("utf-8")) client.close()

server2 from socket import *
import subprocess
ip_port=(‘127.0.0.1‘,8888)
server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
server.bind(ip_port)
server.listen(5)
while True:
    conn,addr=server.accept()
    print(‘客户端‘,addr)
    while True:
        cmd=conn.recv(1024)
        if len(cmd) == 0:break
        res=subprocess.Popen(cmd.decode(‘utf-8‘),shell=True,
                         stdout=subprocess.PIPE,
                         stdin=subprocess.PIPE,
                         stderr=subprocess.PIPE)
        stderr=res.stderr.read()
        stdout=res.stdout.read()
        conn.send(stderr)
        conn.send(stdout)
client1 import socket
ip_port=(‘127.0.0.1‘,8888)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(ip_port)
while True:
    msg=input(‘请输入命令哈: ‘).strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == ‘quit‘:break

    s.send(msg.encode(‘utf-8‘))

    act_res=s.recv(1024)
    print(act_res.decode(‘utf-8‘),end=‘‘)

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) 

总结

黏包现象只发生在tcp协议中:

1.从表面上看,黏包问题主要是因为发送方和接收方的缓存机制、tcp协议面向流通信的特点。

2.实际上,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

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