网络编程（二）TCP编程 TCP粘包问题

一、TCP网络编程

网络编程模型：
C/S模型：客户端服务器模型
优点：
客户端可以缓存一些数据，使用时直接在本地读取，无需每次重新下载；
由于客户端和服务器都是自己开发的，可以自定义协议
缺点：代码开发量大

B/S模型：浏览器服务器模型
优点：代码开发量较小
缺点：
客户端不能缓存数据，每次使用都需要重新从服务器端下载；
必须遵循http协议

（一）流程

服务器流程：
创建套接字–socket()
填充服务器的网络信息结构体
将套接字与服务器网络信息结构体绑定–bind()
将套接字设置成被动监听状态–listen()
阻塞等待客户端连接–accept()
收发数据–write()/read()
关闭套接字–close()

客户端流程：
创建套接字–socket()
填充服务器的网络信息结构体
（可以绑定，即指定端口号与服务器通信；可以不绑定，系统会分配一个临时端口号用于与服务器通信）
与服务器建立连接–connect()
收发数据–write()/read()
关闭套接字–close()

（二）相关函数

1. socket

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：创建套接字
参数：domain：通信域AF_UNIX  AF_LOCAL  本地通信使用AF_INET            IPV4使用AF_INET6          IPV6使用AF_PACKET          原始套接字使用type：套接字类型SOCK_STREAM      TCP使用SOCK_DGRAM       UDP使用protocol：附加协议 传0 表示没有附加协议
返回值：成功  套接字(文件描述符)失败  -1  重置错误码

2. bind

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
功能：将套接字与服务器网络信息结构体绑定
参数：sockfd：套接字addr：网络信息结构体的首地址struct sockaddr {sa_family_t sa_family;char        sa_data[14];}//上面的结构体只是用来强转 防止编译警告的 //实际使用的是下面的结构体struct sockaddr_in {sa_family_t    sin_family; /* AF_INET */in_port_t      sin_port;   /* 网络字节序的端口号 */struct in_addr sin_addr;   /* 网络地址 */};struct in_addr {uint32_t       s_addr;     /* 网络字节序无符号4字节整型的IP地址 */};addrlen：addr的长度
返回值：成功  0失败  -1  重置错误码

3. listen

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);
功能：将套接字设置成被动监听状态
参数：sockfd：套接字backlog：指定半连接队列的最大长度一般传 5  10  等都可以 不是 0 就行//因为我们实际开发时 一般都是并发服务器 基本能维持半连接队列中没有元素
返回值：成功  0失败  -1  重置错误码

4. accept

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能：提取半连接队列中的第一个链接，会返回一个新的套接字专门用于和该客户端通信如果半连接队列中没有连接请求 accept函数会阻塞等待客户端连接
参数：sockfd：套接字 必须是已经绑定了本地地址 且置成被动监听状态的addr：用于保存客户端的网络信息结构体的缓冲区的首地址 不关心可以传NULLaddrlen：addr的大小，不关心也可以传NULL
返回值：成功  新的套接字用于收发数据失败  -1  重置错误码

5. connect

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
功能：与服务器建立连接
参数：sockfd：套接字addr：要连接的服务器的网络信息结构体的首地址addrlen：addr的长度
返回值：成功  0失败  -1  重置错误码

二、收发函数

（一）send函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
功能：向套接字上发送一条消息
参数：sockfd：套接字buf：要发送的数据的首地址len：想要发送的字节数flags：标志位  0  阻塞   MSG_DONTWAIT 非阻塞
返回值：成功 实际发送的字节数失败 -1 重置错误码如果对方关闭了套接字或者断开连接，第一次send没有任何现象但是第二次send会产生一个SIGPIPE等价关系：
write(sockfd, buff, sizeof(buff));
send(sockfd, buff, sizeof(buff), 0);
sendto(sockfd, buff, sizeof(buff), 0, NULL, 0);

（二）recv函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
功能：在套接字上接收一条消息
参数：sockfd：套接字buf：用来存放接收到的数据的缓冲区的首地址len：想要接收的字节数flags：标志位  0  阻塞   MSG_DONTWAIT 非阻塞
返回值：成功 实际接收的字节数失败 -1 重置错误码TCP的套接字，如果对方断开连接或者关闭套接字，recv会返回0等价关系：
read(sockfd, buff, sizeof(buff));
recv(sockfd, buff, sizeof(buff), 0);
recvfrom(sockfd, buff, sizeof(buff), 0, NULL, NULL);

三、TCP粘包问题

TCP协议中有一个Nagle 算法，他会通过减少数据包发送量来增进TCP/IP网上的性能。如果当前有一个部分填写的报文段（即还有可用空间可添加数据）在等待发送，那么就等到这个报文段填满或者达到最大延迟时间后再发送。
因为数据是没有边界的，因此可能会导致接收方在接收到数据后无法正常解析数据。

（一）将两次消息间隔一定时间后再发送

服务器程序中禁止使用sleep函数

（二）关闭Nagle算法

int value = 1;
setsockopt(sock_fd,IPPROTO_TCP,TCP_NODELAY,(char*)&value,sizeof(int));

（三）定长发送数据

还可以在包的开头标注有效数据长度。

四、TCP下载程序

server.c

client.c