TCP连接上的recv（）问题

Question

我在C中的Windows上模拟TCP通信。我有发送者和接收者进行通信。

发送方将特定大小的数据包发送给接收方。 接收器获取它们，并针对接收到的每个数据包将ACK发送回发送器。 如果发送方没有收到特定的数据包（它们在数据包内的标头中编号），则会再次将数据包发送给接收方。 这是接收方的getPacket函数：

//get the next packet from the socket. set the packetSize to -1
//if it's the first packet.
//return: total bytes read
// return: 0 if socket has shutdown on sender side, -1 error, else number of bytes received
int getPakcet(char* chunkBuff, int packetSize, SOCKET AcceptSocket)
{
    int totalChunkLen = 0;
    int bytesRecv = -1;
    bool firstTime = false;

    if(packetSize == -1)
    {
        packetSize = MAX_PACKET_LENGTH;
        firstTime = true;
    }

    int needToGet = packetSize;

    do
    {
        char* recvBuff;
        recvBuff = (char*)calloc(needToGet, sizeof(char));

        if(recvBuff == NULL)
        {
            fprintf(stderr, "Memory allocation problem\n");
            return -1;
        }

        bytesRecv = recv(AcceptSocket, recvBuff, needToGet, 0);

        if(bytesRecv == SOCKET_ERROR)
        {
            fprintf(stderr, "recv() error %ld.\n", WSAGetLastError());
            totalChunkLen = -1;
            return -1;
        }

        if(bytesRecv == 0)
        {
            fprintf(stderr, "recv(): socket has shutdown on sender side");
            return 0;
        }
        else if(bytesRecv > 0)
        {
            memcpy(chunkBuff + totalChunkLen, recvBuff, bytesRecv);
            totalChunkLen += bytesRecv;
        }

        needToGet -= bytesRecv;
    }
    while((totalChunkLen < packetSize) && (!firstTime));

    return totalChunkLen;
}

我使用firstTime是因为接收方第一次不知道发送方要发送给它的正常包大小，因此我使用MAX_PACKET_LENGTH来获取一个包，然后将正常包大小设置为字节数已收到。

我的问题是最后一个包裹。 它的尺寸小于包装尺寸。 假设最后一个包的大小为2，正常的包大小为4。因此recv()获得两个字节，继续执行while条件，然后totalChunkLen < packetSize因为2<4使其再次迭代循环，并且卡在recv()因为发件人没有任何可发送的内容而被阻止。

在发送方，我无法关闭连接，因为我没有收到ACK，因此有点僵局。 接收器卡住了，因为它正在等待更多的包，但发送器没有任何可发送的内容。

我不想对recv()使用超时，也不想在包头中插入特殊字符来标记它是最后一个。

我能做什么？

Answer 1

低级套接字编程要记住的概念是，您交换的是一堆字节，没有传输规定的结构。 由您来决定执行消息描述的协议，可以通过将您认为“消息”的总长度放在开头，使用定界符字节或在接收缓冲区中检查的序列或关闭最后进行连接（后者看起来最简单，但不是最佳解决方案，因为您将希望在现实世界的程序中重用该连接，因为建立连接的成本很高）。

如果这看起来很复杂（确实并不总是那么容易），则需要寻找一个可以为您封装此工作的库，例如，允许您发送和接收一个对象，该对象将由该库进行序列化，描绘和反序列化码。 但是需要完成工作，而这不会是传输层为您完成的工作。

关于所显示代码的一句话：您使用多个接收缓冲区分配创建了内存泄漏...

Answer 2

您正在使用TCP在接收方和发送方之间进行通信，并且TCP是面向流的协议。 也就是说，您将一个字节流放在一端，然后又将字节流从另一端取出，并且没有损失。 由于数据可能由于各种原因而分解，因此不能保证每个send（）都会与另一端的recv（）匹配。

因此，如果对TCP连接执行以下操作：

char buffer[] = "1234567890";
send(socket, buffer, 10, 0);

然后在接收器上：

char buffer[10];
int bytes = recv(socket, buffer, 10, 0);

recv（）返回时，bytes可以在0到10之间的任何位置。

TCP在IP上运行，IP是面向数据报的协议。 这就是TCP实现可以假定在发送数据报时它将在另一端接收整个数据报的原因（或者可能不会接收，也可能无序接收）。 如果要模拟，至少有两个选择：

1. 将成帧添加到TCP消息中，以便可以从中提取数据包。 这涉及将诸如数据包大小之类的内容添加到您发送到流中的标头中。 将其用于模拟TCP是毫无意义的，因为您的所有数据包将始终，始终按顺序到达并且已经在使用底层TCP流量控制/拥塞避免机制。
2. 使用数据报协议，例如UDP。 这将更接近TCP运行的IP层。

您可能应该选择选项2，但如果要通过TCP进行成帧路由，则可以例如（以下粗略的代码）：

// We do this to communicate with machines having different byte ordering
u_long packet_size = htonl(10); // 10 bytes packet
send(socket, &packet_size, 4, 0); // First send the frame size
send(socket, buffer, 10, 0); // Then the frame

接收端：

u_long packet_size; // Hold the size of received packet
int bytes_to_read = 4; // We send 4 bytes on the wire for size and expect 4
int nresult; // hold result of recv()
char *psize = &packet_size; // Point to first byte of size
while( bytes_to_read ) // Keep reading until we have all the bytes for the size
{
  nresult = recv(socket, psize, bytes_to_read, 0);
  if(nresult==0) deal with connection closed.
  bytes_to_read -= nresult;
  psize += nresult;
}
packet_size = ntohl(packet_size);
// Now we know the packet size we can proceed and read it similar to above

Answer 3

您可以在每个数据包的开头指定数据量（例如，前2个字节可以指定数据包大小），也可以填充最后一个数据包，使其与其他数据包相同。

编辑：如果您真的想“模拟” TCP，那么您可能应该使用recvfrom（）和sendto（），然后以不同大小的整个数据包接收数据，并且不会出现此问题。

Answer 4

发送者需要告知您的接收者它已经完成。 这可以通过以下方式完成：要么先发送接收方可以预期的数据大小，要么总是发送相同数量的数据，要么发送一个哨兵值以指示后面将不再有字节。 发送方也可以在完成发送后关闭连接，在这种情况下，revv将在没有剩余内容可供读取并且检测到连接已关闭时返回0。