【转】关于TCP和UDP协议消息保护边界的介绍

在 socket网络程序中，TCP和UDP分别是面向链接和非面向链接的。所以TCP的socket编程，收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的 socket，所以，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），将屡次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，而后进行封包。这样，接收端，就难于分辨出来了，必须提供科学的拆包机制。
对于UDP，不会使用块的合并优化算法，这样，实际上目前认为，是因为UDP支持的是一对多的模式，因此接收端的skbuff(套接字缓冲区）采用了链式结构来记录每个到达的UDP包，在每一个UDP包中就有了消息头（消息来源地址，端口等信息），这样，对于接收端来讲，就容易进行区分处理了。

保护消息边界和流

那么什么是保护消息边界和流呢?

保护消息边界，就是指传输协议把数据看成一条独立的消息在网上传输,接收端只能接收独立的消息.也就是说存在保护消息边界,接收
端一次只能接收发送端发出的一个数据包.而面向流则是指无保护消息保护边界的,若是发送端连续发送数据,接收端有可能在一次接收动做中,会接收两个或者更多的数据包.

咱们举个例子来讲,例如,咱们连续发送三个数据包,大小分别是2k,4k , 8k,这三个数据包,都已经到达了接收端的网络堆栈中,若是使用UDP协议,无论咱们使用多大的接收缓冲区去接收数据,咱们必须有三次接收动做,才可以把全部的数据包接收完.而使用TCP协议,咱们只要把接收的缓冲区大小设置在14k以上,咱们就可以一次把全部的数据包接收下来.只须要有一次接收动做.

这就是由于UDP协议的保护消息边界使得每个消息都是独立的.而流传输,却把数据看成一串数据流,他不认为数据是一个一个的消息.

因此有不少人在使用tcp协议通信的时候,并不清楚tcp是基于流的传输,当连续发送数据的时候,他们时常会认识tcp会丢包.其实否则,
由于当他们使用的缓冲区足够大时,他们有可能会一次接收到两个甚至更多的数据包,而不少人每每会忽视这一点,只解析检查了第一个
数据包,而已经接收的其余数据包却被忽略了.因此你们若是要做这类的网络编程的时候,必需要注意这一点.

结论：
根据以上所说，能够这样理解，TCP为了保证可靠传输，尽可能减小额外开销（每次发包都要验证），所以采用了流式传输，面向流的传输，
相对于面向消息的传输，能够减小发送包的数量。从而减小了额外开销。可是，对于数据传输频繁的程序来说，使用TCP可能会容易粘包。
固然，对接收端的程序来说，若是机器负荷很重，也会在接收缓冲里粘包。这样，就须要接收端额外拆包，增长了工做量。所以，这个特别适合的是数据要求可靠传输，可是不须要太频繁传输的场合（两次操做间隔100ms，具体是由TCP等待发送间隔决定的，取决于内核中的socket的写法）

而UDP，因为面向的是消息传输，它把全部接收到的消息都挂接到缓冲区的接受队列中，所以，它对于数据的提取分离就更加方便，可是，
它没有粘包机制，所以，当发送数据量较小的时候，就会发生数据包有效载荷较小的状况，也会增长屡次发送的系统发送开销（系统调用，
写硬件等）和接收开销。所以，应该最好设置一个比较合适的数据包的包长，来进行UDP数据的发送。（UDP最大载荷为1472，所以最好能
每次传输接近这个数的数据量，这特别适合于视频，音频等大块数据的发送，同时，经过减小握手来保证流媒体的实时性）