一、send/recv

send 和 recv 是在网络编程中常用的两个函数，用于在套接字（socket）之间发送和接收数据。

1.send 函数

用于将数据发送到连接的套接字。

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

• sockfd：要发送数据的套接字描述符。
• buf：指向要发送数据的缓冲区的指针。
• len：要发送的数据字节数。
• flags：发送的标志，通常可以设置为 0。

• 返回值：成功时返回实际发送的字节数，失败时返回 -1。

2. recv 函数

用于接收来自连接的套接字的数据。

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

• sockfd：要接收数据的套接字描述符。
• buf：指向用来存储接收到的数据的缓冲区的指针。
• len：要读取的最大字节数。
• flags：接收的标志，通常可以设置为 0。

• 返回值：成功时返回实际接收到的字节数。如果对方关闭了连接，返回 0；失败时返回 -1。

 注意：

1. 阻塞与非阻塞：send 和 recv 默认为阻塞模式，但可以将套接字设置为非阻塞模式。
2. 数据完整性：send 和 recv 并不保证会发送或接收完整的数据，需根据返回值进行处理，可能需要在循环中调用这些函数以确保完整数据的发送和接收。

二、粘包

粘包问题是网络编程中常遇到的一个问题，尤其是在使用 TCP 协议的情况下。由于 TCP 是一种面向字节流的协议，它不会维护消息边界，可能会导致多个独立发送的数据包在接收方被粘连在一起。

1. 粘包的定义

• 粘包：指的是发送方连续发送了多个数据包，接收方在读取数据时无法区分这些独立的数据包，导致多个数据包粘在一起，形成一个大的数据块。
• 拆包：是指接收方在读取数据时，发现一个完整的数据包被拆分为多个部分，导致难以正确解析。

2. 粘包和拆包的原因

粘包和拆包问题主要由以下几个因素引起：

• TCP 是面向字节流的协议：TCP 接收的数据是一个连续的字节流，没有消息边界的概念。
• 网络延迟：网络的延迟可能会导致多个小的数据包在网络中被合并成一个大包。

• 发送频率：如果发送方频繁地发送小数据包，接收方可能会在缓冲区中接收到这些小包的组合。

3. 解决粘包问题的方法

由于粘包和拆包问题是 TCP 通信中的常见问题，因此需要通过以下方法加以解决：

a. 定长消息

每个数据包都有固定的长度，发送和接收方都知道这一长度。

• 优点：简单明了，不需要额外的逻辑；
• 缺点：不灵活，不能处理可变长度的数据。

b. 使用分隔符

在数据包之间使用特定的字符（如换行符、逗号或其他不可出现的字符）来分隔消息。

• 示例：发送内容为 "Hello\nWorld\n"，接收方通过换行符来判断消息的结束。
• 优点：实现简单；
• 缺点：需要保证分隔符不在数据内容中。

三、抓包

        抓包是指通过特定工具捕获网络中传输的数据包，以便分析其内容、结构和传输状态。抓包可以帮助开发者和网络管理员诊断网络问题、调试应用程序、分析协议等。

常用的抓包软件：

wireshark

TCP报文首部的组成结构

 

1. TCP 段的组成

一个 TCP 段的结构一般可以划分为以下部分：

1. 源端口（Source Port）：16 位，表示发送方的端口号。
2. 目的端口（Destination Port）：16 位，表示接收方的端口号。
3. 序列号（Sequence Number）：32 位，用于标识字节流中的字节位置，用于确保数据的顺序。
4. 确认号（Acknowledgment Number）：32 位，表示期望接收的下一个字节的序列号，用于实现可靠性。
5. 数据偏移（Data Offset）：4 位，指示 TCP 头部的长度（以 32 位字为单位）。
6. 保留位（Reserved）：6 位，保留供将来使用。
7. 控制位（Flags）（6 位）：包括以下标志位：
   • URG（紧急标志）
   • ACK（确认标志）
   • PSH（推送标志）
   • RST（重置标志）
   • SYN（同步标志）
   • FIN（结束标志）
8. 窗口大小（Window Size）：16 位，表示接收方的缓冲区大小。
9. 校验和（Checksum）：16 位，校验 TCP 段的完整性。
10. 紧急指针（Urgent Pointer）：16 位，仅在 URG 标志为 1 时有效，指示紧急数据的位置。
11. 选项（Options）：可变长度，可能包含窗口扩大、时间戳等选项。
12. 填充（Padding）：确保 TCP 头部的长度是 32 位的倍数。
13. 数据（Data）：可变长度，包含应用层传输的数据。

2. TCP 标志位的作用

• URG（紧急标志）：

  • 表示紧急数据的存在。若设置为 1，接收方会优先处理紧急数据。

• ACK（确认标志）：

  • 表示确认号有效。每当接收到数据时，都会发送带有 ACK 标志的包，以确认已收到的数据。

• PSH（推送标志）：

  • 表示接收方应立即将数据推送到应用层，而不是等待缓冲区满。适用于需要实时处理的数据。

• RST（重置标志）：

  • 用于重置连接。当一方希望强制关闭连接时，会发送带有 RST 标志的包。

• SYN（同步标志）：

  • 用于建立连接。在 TCP 三次握手过程中，客户端和服务器通过发送带有 SYN 标志的包来同步序列号。

• FIN（结束标志）：

  • 用于结束连接。当一方完成数据传输时，会发送带有 FIN 标志的包，表示希望关闭连接。