一、课程信息

打卡时间：2022.8.4
课程名称：C/C++气象数据中心实战，手把手教你做工业级项目
章节名称：开发基于tcp协议的文件传输子系统
讲师： 长歌_吴从周

二、今日课程

课程内容：（1）解决TCP报文粘包/分包的问题 （2）学习使用封装的socket函数

三、学习心得

3.1 粘包/分包问题

粘包和分包产生的原因主要有三种：滑动窗口、MSS/MTU限制、Nagle算法。
滑动窗口造成粘包/分包的原因是：TCP流量控制主要使用滑动窗口，滑动窗口是接受数据段使用的窗口大小，用来告诉发送方接收端的缓存大小，以此来控制发送端发送数据的大小，达到流量控制的目的。如果接收方处理信号不及时，那么发送方发送的报文会被缓存到接收缓冲区中，当缓存区缓存多个报文时，对于接收方而言就发生了粘包。同理，当接收方的接受窗口较小时，小于发送方一个完整报文的长度时，发送方需要将报文进行拆分，这就发生了分包。
MSS/MTU限制造成粘包/分包的原因是：当发送方发送数据大于MSS时就发生了分包。
Nagle算法造成粘包/分包的原因是：TCP/IP协议中，无论发送多少数据，总是要在DATA前加上协议头，同时对方接收到数据，也需要发送ACK表示确认。如果发送方每次只是发送少量数据无疑会带来巨大开销，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。因此较小的数据包会被缓存在发送缓冲区，这就造成了粘包。使用原生的send和revc函数会造成粘包和分包的问题。
如何解决粘包/分包问题呢？
采用自定义的报文格式：数据长度+报文内容 0010abcdefghi

3.2 封装的socket函数调用细节

CTcpClient类封装了socket的api，方便使用，可以将更多的精力放在业务逻辑上面。需要注意的是，一般需要在TCP进程中忽略SIGPIPE信号。在TCP通信中，当通信的双方中的一方close一个连接时，若另一方接着发数据，根据TCP协议的规定，会收到一个RST响应报文，若再往这个服务器发送数据时，系统会发出一个SIGPIPE信号给进程，告诉进程这个连接已经断开了，不能再写入数据。同时我们在服务器上需要开启SO_REUSEADDR选项，一般而言父进程负责监听socket，fork出的子进程用于处理，当父进程终止后，TCP客户端处于 timewait状态，子进程继承父进程的socket，需要等到子进程终止后才能使用这个socket。SO_REUSEADDR 这个套接字选项通知内核，如果端口忙，但TCP状态位于 TIME_WAIT ，可以重用端口。如果端口忙，而TCP状态位于其他状态，重用端口时依旧得到一个错误信息，指明"地址已经使用中"。如果你的服务程序停止后想立即重启，而新套接字依旧使用同一端口，此时SO_REUSEADDR 选项非常有用。

四 课程学习截图