TCP和UDP的 保護訊息邊界 （經典）
那麼什麼是保護訊息邊界和流呢?
保護訊息邊界，就是指傳輸協議把資料當作一條獨立的訊息在網上 傳輸,接收端只能接收獨立的訊息.也就是說存在保護訊息邊界,接收 端一次只能接收發送端發出的一個數據包. 而面向流則是指無保護訊息保護邊界的,如果傳送端連續傳送資料,接收端有可能在一次接收動作中,會接收兩個或者更多的資料包.
我們舉個例子來說,例如,我們連續傳送三個資料包,大小分別是2k, 4k , 8k,這三個資料包,都已經到達了接收端的網路堆疊中,如果使 用UDP協議,不管我們使用多大的接收緩衝區去接收資料,我們必須有三次接收動作,才能夠把所有的資料包接收完.而使用TCP協議,我們 只要把接收的緩衝區大小設定在14k以上,我們就能夠一次把所有的 資料包接收下來.只需要有一次接收動作.
這就是因為UDP協議的保護訊息邊界使得每一個訊息都是獨立的.而流傳輸,卻把資料當作一串資料流,他不認為資料是一個一個的訊息.
所以有很多人在使用tcp協議通訊的時候,並不清楚tcp是基於流的 傳輸,當連續傳送資料的時候,他們時常會認識tcp會丟包.其實不然, 因為當他們使用的緩衝區足夠大時,他們有可能會一次接收到兩個甚 至更多的資料包,而很多人往往會忽視這一點,只解析檢查了第一個 資料包,而已經接收的其他資料包卻被忽略了.所以大家如果要作這 類的網路程式設計的時候,必須要注意這一點.
結論： 根據以上所說，可以這樣理解，TCP為了保證可靠傳輸，儘量減少額外開銷（每次發包都要驗證），因此採用了流式傳輸，面向流的傳輸，相對於面向訊息的傳輸，可以減少傳送包的數量。從而減少了額外開銷。但是，對於資料傳輸頻繁的程式來講，使用TCP可能會容易粘包。當然，對接收端的程式來講，如果機器負荷很重，也會在接收緩衝裡粘包。這樣，就需要接收端額外拆包，增加了工作量。因此，這個特別適合的是資料要求可靠傳輸，但是不需要太頻繁傳輸的場合（兩次操作間隔100ms，具體是由TCP等待發送間隔決定的，取決於核心中的socket的寫法）而UDP，由於面向的是訊息傳輸，它把所有接收到的訊息都掛接到緩衝區的接受佇列中，因此，它對於資料的提取分離就更加方便，但是，它沒有粘包機制，因此，當傳送資料量較小的時候，就會發生資料包有效載荷較小的情況，也會增加多次傳送的系統傳送開銷（系統呼叫，寫硬體等）和接收開銷。因此，應該最好設定一個比較合適的資料包的包長，來進行UDP資料的傳送。（UDP最大載荷為1472，因此最好能每次傳輸接近這個數的資料量，這特別適合於視訊，音訊等大塊資料的傳送，同時，通過減少握手來保證流媒體的實時性）
TCP無保護訊息邊界的解決 針對這個問題，一般有3種解決方案：
(1)傳送固定長度的訊息
(2)把訊息的尺寸與訊息一塊傳送
(3)使用特殊標記來區分訊息間隔
下面我們主要分析下前兩種方法：
1、傳送固定長度的訊息 這種方法的好處是他非常容易，而且只要指定好訊息的長度，沒有遺漏未未發的資料，我們重寫了一個SendMessage方法。程式碼如下：
private static int SendMessage(Socket s, byte[] msg)
{ int offset = 0; int size = msg.Length; int dataleft = size;
while (dataleft > 0) {
int sent = s.Send(msg, offset, SocketFlags.None); offset += sent; dataleft -= sent;
}
return offset; }
簡要分析一下這個函式：形參s是進行通訊的套接字，msg即待發送的位元組陣列。該方法使用while迴圈檢查是否還有資料未傳送，尤其當傳送一個很龐大的資料包，在不能一次性發完的情況下作用比較明顯。特別的，用sent來記錄實際傳送的資料量，和recv是異曲同工的作用，最後返回傳送的實際資料總數。
有sentMessage函式後，還要根據指定的訊息長度來設計一個新的Recive方法。程式碼如下：
private byte[] ReciveMessage(Socket s, int size) {
int offset = 0; int recv; int dataleft = size; byte[] msg = new byte[size];
while (dataleft > 0)
{
//接收訊息 recv = s.Receive(msg, offset, dataleft, 0); if (recv == 0)
{
break;
} offset += recv; dataleft -= recv;
}
return msg;
}
以上這種做法比較適合於訊息長度不是很長的情況。
2、訊息長度與訊息一同傳送
我們可以這樣做：通過使用訊息的整形數值來表示訊息的實際大小，所以要把整形數轉換為位元組型別。下面是傳送變長訊息的SendMessage方法。具體程式碼如下：
private static int SendMessage(Socket s, byte[] msg) {
int offset = 0; int sent; int size = msg.Length; int dataleft = size; byte[] msgsize = new byte[2];
//將訊息尺寸從整形轉換成可以傳送的位元組型 msgsize = BitConverter.GetBytes(size);
//傳送訊息的長度資訊 sent = s.Send(size);
while (dataleft > 0)
{
sent = s.Send(msg, offset, dataleft, SocketFlags.None);
//設定偏移量
offset += sent; dataleft -= sent;
}
return offset;
}
下面是接收變長訊息的ReciveVarMessage方法。程式碼如下：
private byte[] ReciveVarMessage(Socket s) {
int offset = 0; int recv; byte[] msgsize = new byte[2];
//將位元組陣列的訊息長度資訊轉換為整形 int size = BitConverter.ToInt16(msgsize); int dataleft = size; byte[] msg = new byte[size];
//接收2個位元組大小的長度資訊 recv = s.Receive(msgsize, 0, 2, 0); while (dataleft > 0) {
//接收資料 recv = s.Receive(msg, offset, dataleft, 0); if (recv == 0) { break; } offset += recv; dataleft -= recv;
}
return msg;
}