[通信技术] #yyds干货盘点#带您深入浅出 TCP之send&recv

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• 在阻塞模式下, send函数的过程是将应用程序请求发送的数据拷贝到发送缓存中发送并得到确认后再返回.但由于发送缓存的存在,表现为:如果发送缓存大小比请求发送的大小要大,那么send函数立即返回,同时向网络中发送数据;否则,send向网络发送缓存中不能容纳的那部分数据,并等待对端确认后再返回(接收端只要将数据收到接收缓存中,就会确认,并不一定要等待应用程序调用recv)
  
• 在非阻塞模式下,send函数的过程仅仅是将数据拷贝到协议栈的缓存区而已,如果缓存区可用空间不够,则尽能力的拷贝,返回成功拷贝的大小;如缓存区可用空间为0,则返回-1,同时设置errno为EAGAIN.
  

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem4096 16384 4194304

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• 第一个值是socket的发送缓存区分配的最少字节数,
  
• 第二个值是默认值(该值会被net.core.wmem_default覆盖),缓存区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值
  
• 第三个值是发送缓存区空间的最大字节数(该值会被net.core.wmem_max覆盖)
  

int buffer_len = 10240;setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (void*)&buffer_len, buffer_len);

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem4096 87380 4194304

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• 第一个值是socket的接收缓存区的最少字节数,
  
• 第二个值是默认值(该值会被net.core.rmem_default覆盖),缓存区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值
  
• 第三个值是接收缓存区空间的最大字节数(该值会被net.core.rmem_max覆盖)
  

int buffer_len = 10240;setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (void*)&buffer_len, buffer_len);

NAME     send, sendto, sendmsg - send a message on a socketSYNOPSIS     #include <sys/types.h>     #include <sys/socket.h>     ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);DESCRIPTION     The system calls send(), sendto(), and sendmsg() are used to transmit a message to another socket.

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• 如果数据长度len大于发送缓冲区的长度，则分多次发送
  
• 如果果len小于或者等于sockfd的缓冲区长度，那么send先检查协议是否正在发送sockfd的发送缓冲中的数据
  

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• 如果是就等待协议把数据发送完
  
• 否则，如果协议还没有开始发送s的发送缓冲中的数据或者s的发送缓冲中没有数据，那么send就比较sockfd的发送缓冲区的剩余空间和len
  

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• 如果len大于剩余空间大小，send就一直等待协议把s的发送缓冲中的数据发送完
  
• 如果len小于剩余空间大小，send就仅仅把buf中的数据copy到剩余空间里。 如果send函数copy数据成功，就返回实际copy的字节数，如果send在copy数据时出现错误，那么send就返回SOCKET_ERROR； 如果send在等待协议传送数据时网络断开的话，那么send函数也返回SOCKET_ERROR。需要注意send函数把buf中的数据成功copy到s的发送缓冲的剩余空间里后它就返回了，但是此时这些数据并不一定马上被传到连接的另一端。 如果协议在后续的传送过程中出现网络错误的话，那么下一个socket函数就会返回SOCKET_ERROR.（每一个除send外的socket函数在执行的最开始总要先等待套接字的发送缓冲中的数据被协议传送完毕才能继续，如果在等待时出现网络错误，那么该socket函数就返回SOCKET_ERROR)。
  

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• 1、构造TCP段
  
• 2、计算校验和
  
• 3、发送回复(ACK)包
  
• 4、滑动窗口(sliding windown)等操作保证可靠性。
  

NAME     recv, recvfrom, recvmsg - receive a message from a socketSYNOPSIS     #include <sys/types.h>     #include <sys/socket.h>     ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);     ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,            struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);     ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);DESCRIPTION     The recvfrom() and recvmsg() calls are used to receive messages from a socket, and may be used to receive data on a socket whether or not it is connection-oriented.     If  src_addr  is not NULL, and the underlying protocol provides the source address, this source address is filled in.  When src_addr is NULL, nothing is filled in; in this case, addrlen is not used, and should also be NULL.  The argument     addrlen is a value-result argument, which the caller should initialize before the call to the size of the buffer associated with src_addr, and modified on return to indicate the actual size of the source address.  The returned address is     truncated if the buffer provided is too small; in this case, addrlen will return a value greater than was supplied to the call.     The recv() call is normally used only on a connected socket (see connect(2)) and is identical to recvfrom() with a NULL src_addr argument.

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• 先检查套接字sockfd的接收缓冲区
  
• 如果sockfd接收缓冲区中没有数据或者协议正在接收数据，那么recv就一直等待，直到协议把数据接收完毕。
  
• 当协议把数据接收完毕，recv函数就把sockft的接收缓冲中的数据copy到buf中，recv函数返回其实际copy的字节数。
  
• 如果recv在copy时出错，那么它返回SOCKET_ERROR；
  
• 如果recv函数在等待协议接收数据时网络中断了，那么它返回0 。
  
• 对方优雅的关闭socket并不影响本地recv的正常接收数据；
  
• 如果协议缓冲区内没有数据，recv返回0，指示对方关闭；
  
• 如果协议缓冲区有数据，则返回对应数据(可能需要多次recv)，在最后一次recv时，返回0，指示对方关闭。
  

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• 发送应用程序认为send完了10k数据,关闭了socket:
  

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• 发送应用程序再次调用send发送8k的数据:
  

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• 接收应用程序在处理完1k数据后,关闭了socket:接收主机作为主动关闭者,连接将处于FIN_WAIT1的半关闭状态(等待对方的ack).然后,发送应用程序会收到socket可读的信号(通常是 select调用返回socket可读),但在读取时会发现recv函数返回0,这时应该调用close函数来关闭socket(发送给对方ack);
  

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• 交换机或路由器的网络断开:
  

• TCP协议本身是为了保证可靠传输,并不等于应用程序用tcp发送数据就一定是可靠的，必须要容错；
  
• send（）只负责拷贝，拷贝到内核就返回
  
• 此次send（）调用所触发的程序错误，可能会在本次返回，也可能在下次调用网络IO函数的时候被返回。
  
• 在进行TCP协议传输的时候，要注意数据流传输的特点，recv和send不一定是一一对应的（一般情况下是一一对应），也就是说并不是send一次，就一定recv一次就接收完，有可能send一次，recv多次才接收完，也可能send多次，一次recv就接收完了。TCP协议会保证数据的有序完整的传输，但是如何去正确完整的处理每一条信息，是开发人员的事情。
  

❝服务器在循环recv，recv的缓冲区大小为100byte，客户端在循环send，每次send 6byte数据，则recv每次收到的数据可能为6byte，12byte，18byte，这是随机的，编程的时候注意正确的处理。
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