通过TCP套接字接收可变大小的数据

receiving variable size of data over TCP sockets

本文关键字：数据 TCP 套接字 通过      更新时间：2023-10-16

我在通过（TCP）套接字传输数据时遇到了一个小问题。关于我正在做的事情的小背景：

我将数据从A端发送到B端。发送的数据可以是可变长度的，假设最大大小为1096字节。

A) send(clientFd, buffer, size, NULL)

在B上，由于我不知道期望的大小，我总是尝试接收1096字节：

B) int receivedBytes = receive(fd, msgBuff, 1096, NULL)

然而，当我这样做的时候：我意识到A在发送小块数据。。比如大约80-90字节。在几次突发发送之后，B将它们组合在一起，接收字节数为1096。这显然破坏了数据，导致混乱。

为了解决这个问题，我将数据分为两部分：标头和数据。

struct IpcMsg
{
   long msgType;
   int devId;
   uint32_t senderId;
   uint16_t size; 
   uint8_t value[IPC_VALUES_SIZE]; 
};

A面：

A) send(clientFd, buffer, size, NULL)

在B上，我首先接收报头并确定要接收的有效载荷的大小：然后接收剩余的有效载荷。

B) int receivedBytes = receive(fd, msgBuff, sizeof(IpcMsg) - sizeof( ((IpcMsg*)0)->value ), 0);
int sizeToPoll = ((IpcMsg*)buffer)->size;
printf("Size to poll: %dn", sizeToPoll);
if (sizeToPoll != 0)
{
        bytesRead = recv(clientFd, buffer + receivedBytes, sizeToPoll, 0); 
}

所以，对于每一个有有效负载的发送，我都会调用receive两次。这对我很有效，但我想知道是否有更好的方法？

您的想法是正确的，发送一个包含以下数据的基本信息的标头，然后发送数据本身。然而，这并不总是有效的：

int receivedBytes = receive(fd, msgBuff, sizeof(IpcMsg) - sizeof( ((IpcMsg*)0)->value ), 0);
int sizeToPoll = ((IpcMsg*)buffer)->size;

原因是，TCP可以根据自己对应用于所谓拥塞控制策略的底层网络条件的评估，自由地将您的头分段并按其认为合适的数量发送。在局域网上，你几乎总是把你的头放在一个数据包里，但通过互联网在世界各地尝试，你一次可能会得到更少的字节数。

答案是不要直接调用TCP的"receive"（通常为recv），而是将其抽象为一个小的实用程序函数，该函数占用了您真正必须接收的大小和一个缓冲区。进入接收和附加数据包的循环，直到所有数据到达或出现错误。

如果您需要异步并同时为多个客户端提供服务，则应用相同的主体，但您需要调查"select"调用，该调用允许您在数据到达时收到通知。

TCP/IP是用于发送数据的"原始"接口。它确实保证，如果发送了字节，它们都在那里，并且顺序正确，但对分块没有任何保证，对您发送的数据一无所知。

因此，如果通过TCP/IP发送要处理的"数据包"，您必须通过以下技术之一知道何时拥有完整的数据包：

  • 固定大小的数据包。在您的情况下为1096字节
  • 首先发送/接收一个已知的"标头"，它会告诉您发送的数据包的大小
  • 使用某种"数据包结束"符号

在前两种情况下，您都知道期望接收的字节数，因此需要缓冲接收到的任何内容，直到收到完整的消息，然后进行处理。

如果您收到的数量超过预期，即溢出到下一个数据包中，则将其拆分，处理完成的数据包，并将剩余的数据包缓冲以供后续处理。

在后一种情况下，如果您有一个数据包结束符号，它可能在消息中的任何位置，所以它后面的任何东西都会缓冲下一个数据。

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