说一下 TCP 粘包是怎么产生的？怎么解决粘包问题的？

超、凢脫俗 2024-02-05 14:00 97阅读 0赞

TCP粘包问题是指在网络传输中，由于TCP协议的特性导致的数据包边界不清晰，使得接收方无法正确识别数据包的内容。粘包问题通常发生在多字节数据包传输时，特别是在高并发、网络质量不稳定的环境下更容易出现。

TCP粘包的产生主要有以下几个原因：

1.  TCP协议的滑动窗口机制：TCP使用滑动窗口机制来平衡发送和接收方的流量，即窗口大小是动态可调的。当窗口内有数据包丢失时，窗口会缩小，直到找到合适的分割点，否则整个数据包会被视为一个整体数据包。这会导致发送方不会精确地知道接收方的缓冲区大小，也无法确保接收方会精确地接收每个数据包。
2.  网络延迟和抖动：网络延迟和抖动可能导致数据包到达顺序与发送顺序不一致，从而破坏了数据包的边界。
3.  客户端和服务器处理速度不匹配：如果客户端和服务器处理数据的速度不匹配，也可能会导致数据包无法正确分割。

解决TCP粘包问题的方法主要有以下几种：

1.  使用额外的标识字段：在数据包中添加额外的标识字段，以便接收方可以正确地分割数据包。例如，在应用层协议中添加一个长度字段或特殊的分隔符，以区分不同的数据包。
2.  使用流控制机制：通过流控制机制来控制发送方和接收方的流量，避免窗口大小过小或过大。可以使用TCP的拥塞控制机制来实现流控制，例如慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法。
3.  使用可靠传输协议：使用可靠的传输协议，如HTTP/2或WebSocket，它们可以确保数据包的顺序和完整性。
4.  在应用层处理粘包问题：在应用层可以根据具体的业务场景来处理粘包问题。例如，对于聊天应用，可以在接收方收到数据包后进行拆包和重组；对于日志收集应用，可以在接收方对数据进行过滤和处理，以避免不必要的拆包操作。

需要注意的是，解决TCP粘包问题的方法需要根据具体的业务场景和网络环境来选择合适的方法。同时，良好的代码设计和测试也是避免粘包问题的关键。

上文中讲 TCP 和 UDP 区别的时候提到 TCP 传输数据基于字节流，从应用层到 TCP 传输层的多个数据包是一连串的字节流是没有边界的，而且 TCP 首部并没有记录数据包的长度，所以 TCP 传输数据的时候可能会发送粘包和拆包的问题；而 UDP 是基于数据报传输数据的，UDP 首部也记录了数据报的长度，可以轻易的区分出不同的数据包的边界。

造成粘包和拆包现象的原因：  
TCP 发送缓冲区剩余空间不足以发送一个完整的数据包，将发生拆包；要发送的数据超过了最大报文长度的限制，TCP 传输数据时进行拆包；  
![在这里插入图片描述][d84455045dc34022a4ea51ef8eedcdf7.png]

要发送的数据包小于 TCP 发送缓冲区剩余空间，TCP 将多个数据包写满发送缓冲区一次发送出去，将发生粘包；  
接收端没有及时读取 TCP 发送缓冲区中的数据包，将会发生粘包。  
粘包拆包的解决方法：  
发送端给数据包添加首部，首部中添加数据包的长度属性，这样接收端通过首部中的长度字段就可以知道数据包的实际长度啦；  
针对发送的数据包小于缓冲区大小的情况，发送端可以将不同的数据包规定成同样的长度，不足这个长度的补充 0，接收端从缓冲区读取固定的长度数据这样就可以区分不同的数据包； 发送端通过给不同的数据包添加间隔符合确定边界，接收端通过这个间隔符合就可以区分不同的数据包。

[d84455045dc34022a4ea51ef8eedcdf7.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/d3d50850cc4a4997b88a96cbdc071973.png