面试：TCP/UDP如何解决丢包问题？

拼搏现实的明天。 2023-02-21 14:19 15阅读 0赞

### 目录 ###

*   *   *  TCP传输协议中如何解决丢包问题
         *   *  首先TPC为什么会丢包？
             *  如何解决TCP丢包的问题
         *  UDP丢包的问题
         *   *  一、主要丢包原因
             *  解决UDP丢包的问题

### TCP传输协议中如何解决丢包问题 ###

#### 首先TPC为什么会丢包？ ####

1.  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。
2.  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。  
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#### 如何解决TCP丢包的问题 ####

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

### UDP丢包的问题 ###

#### 一、主要丢包原因 ####

1、**接收端处理时间过长导致丢包**：  
调用recv方法接收端收到数据后，处理数据花了一些时间，处理完后再次调用recv方法，在这二次调用间隔里,发过来的包可能丢失。对于这种情况可以修改接收端，将包接收后存入一个缓冲区，然后迅速返回继续recv。

2、**发送的包巨大丢包**：  
虽然send方法会帮你做大包切割成小包发送的事情，但包太大也不行。例如超过50K的一个udp包，不切割直接通过send方法发送也会导致这个包丢失。这种情况需要切割成小包再逐个send。

3、**发送的包较大，超过接受者缓存导致丢包**：  
包超过mtu size数倍，几个大的udp包可能会超过接收者的缓冲，导致丢包。这种情况可以设置socket接收缓冲。以前遇到过这种问题，我把接收缓冲设置成64K就解决了。

4、**发送的包频率太快**：  
虽然每个包的大小都小于mtu size 但是频率太快，例如40多个mut size的包连续发送中间不sleep，也有可能导致丢包。这种情况也有时可以通过设置socket接收缓冲解决，但有时解决不了。所以在发送频率过快的时候还是考虑sleep一下吧。

5、**局域网内不丢包，公网上丢包**：  
这个问题我也是通过切割小包并sleep发送解决的。如果流量太大，这个办法也不灵了。总之udp丢包总是会有的，如果出现了用我的方法解决不了，还有这个几个方法： 要么减小流量，要么换tcp协议传输，要么做丢包重传的工作。

#### 解决UDP丢包的问题 ####

1.**发送频率过高导致丢包**

很多人会不理解发送速度过快为什么会产生丢包，原因就是UDP的SendTo不会造成线程阻塞，也就是说，UDP的SentTo不会像TCP中的SendTo那样，直到数据完全发送才会return回调用函数，它不保证当执行下一条语句时数据是否被发送。（SendTo方法是异步的）这样，如果要发送的数据过多或者过大，那么在缓冲区满的那个瞬间要发送的报文就很有可能被丢失。至于对“过快”的解释，作者这样说：“A few packets a second are not an issue; hundreds or thousands may be an issue.”（一秒钟几个数据包不算什么，但是一秒钟成百上千的数据包就不好办了）。 要解决接收方丢包的问题很简单，首先要保证程序执行后马上开始监听（如果数据包不确定什么时候发过来的话），其次，要在收到一个数据包后最短的时间内重新回到监听状态，其间要尽量避免复杂的操作（比较好的解决办法是使用多线程回调机制）。

2.**报文过大丢包**

至于报文过大的问题，可以通过控制报文大小来解决，使得每个报文的长度小于MTU。以太网的MTU通常是1500 bytes，其他一些诸如拨号连接的网络MTU值为1280 bytes，如果使用speaking这样很难得到MTU的网络，那么最好将报文长度控制在1280 bytes以下。

3.**发送方丢包**

发送方丢包：内部缓冲区（internal buffers）已满，并且发送速度过快（即发送两个报文之间的间隔过短）； 接收方丢包：Socket未开始监听； 虽然UDP的报文长度最大可以达到64 kb，但是当报文过大时，稳定性会大大减弱。这是因为当报文过大时会被分割，使得每个分割块（翻译可能有误差，原文是fragmentation）的长度小于MTU，然后分别发送，并在接收方重新组合（reassemble），但是如果其中一个报文丢失，那么其他已收到的报文都无法返回给程序，也就无法得到完整的数据了。

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