2

Насколько я понимаю, данные через TCP передаются как сплошной поток, до тех пор пока соединение не будет разорвано. Если посмотреть на структуру сегмента TCP,там даже нет информации о длинне данных (в отличии от UDP, к примеру). Таким образом, если мы читаем что-то с TCP сокета в буфер, чтение будет происходить до тех пор, пока соединение не закроется, либо буффер не переполниться.

Однако если посмотреть на реальный код, это не так - recv() на сервере читает ровно столько байт, сколько отправлено с клиента с помощью send()

Каким образом recv() понимает, что все данные получены, и управление нужно вернуть в вызывающий код?

Полный и минимальный пример на голых сокетах:

Сервер:

#include <iostream>

#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <memory>
#include <arpa/inet.h>

const int BUFFER_SIZE = 1024;
const int PORT = 12345;

int main() {
    //create server socket
    int socketFd = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socketFd < 0) {
        return -1;
    }
    int opt_val = 1;
    setsockopt(socketFd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt_val, sizeof opt_val);


    //bind to address
    sockaddr_in socketAddress;
    socketAddress.sin_family = AF_INET;
    socketAddress.sin_port = htons(PORT);
    socketAddress.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
    int rc = ::bind(socketFd,
                    reinterpret_cast<sockaddr*>(&socketAddress),
                    sizeof(socketAddress));
    if (rc < 0) {
        return -2;
    }


    //listen
    rc = ::listen(socketFd, SOMAXCONN);
    if (rc < 0) {
        return -3;
    }

    //accept new connection
    sockaddr_in socketAdress;
    unsigned int sizeOfSocketAdress = sizeof(socketAdress);
    int clientSocket = ::accept(socketFd, (struct sockaddr *)&socketAdress, &sizeOfSocketAdress);
    if (clientSocket < 0) {
        return -4;
    }

    //receive
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    int receivedBytes = ::recv(clientSocket, buffer, BUFFER_SIZE, MSG_NOSIGNAL);

    std::cout << "Received " << receivedBytes << " bytes : "  << buffer << std::endl; // Прочитано 5 байт "hello", хотя буфер не заполнен и соединение не прервано
    return 0;
}

Клиент:

#include <iostream>

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    struct sockaddr_in sa;
    int res;
    int socketFd;

    socketFd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if (socketFd == -1) {
      perror("cannot create socket");
      exit(EXIT_FAILURE);
    }

    memset(&sa, 0, sizeof sa);

    sa.sin_family = AF_INET;
    sa.sin_port = htons(12345);
    res = inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &sa.sin_addr);

    if (connect(socketFd, (struct sockaddr *)&sa, sizeof sa) == -1) {
      perror("connect failed");
      close(socketFd);
      exit(EXIT_FAILURE);
    }

    auto buf = "hello";
    auto len = 5;

    int sentBytes = ::send(socketFd, buf, len, 0);

    std::cout << "sent " << sentBytes << "bytes: " << buf << std::endl;

    std::string tmp;
    std::getline(std::cin, tmp); //приостановка выполнения, соединение все еще не закрыто
    return EXIT_SUCCESS;
}
4
  • Ваш recv читает ровно нужное кол-во данных только по одной причине - данных бегает немного и они на локалхосте. Сделайте две разные машины, желательно в разных сетях и все сразу станет веслее
    – KoVadim
    10 окт 2018 в 19:52
  • @KoVadim и что будет в разных сетях? 11 окт 2018 в 6:38
  • recv будет читать сколько, сколько у него получилось (конечно, не больше запрошенного). И вполне реальная ситуация, когда с одной стороны отправляют большими кусками данные, а с другой вначале читается один байт. А потом уже сколько попросишь.
    – KoVadim
    11 окт 2018 в 6:54
  • @KoVadim, а) это да, извините я подумал про другое) именно поэтому читают как правило циклами 11 окт 2018 в 7:04

3 ответа 3

2

Нет, recv читает количество байт не больше указанного размера буфера, совершенно не волнуясь по поводу получения всех данных. В лучшем случае с клиента приходит пакет с флагом PSH, намекающий, что имеет смысл отдать данные читателю сейчас.

6
  • 1
    Хорошо, мое заблуждение. Но ответ на вопрос "Каким образом recv() понимает, что все данные получены, и управление нужно вернуть в вызывающий код?" хотелось бы узнать.
    – NikBond
    10 окт 2018 в 17:56
  • @NikBond Никаким образом не понимает. 10 окт 2018 в 17:57
  • Хорошо, т.е. вызов send() на клиенте после передачи сегмента с данными посылает сегмент в флагом PSH, а recv() на сервере заканчивает чтение после получения этого сегмента? Смущает формулировка "в лучшем случае" и "намекающий" Если сегмент с PSH не придет, чтение будет и дальше до заполнения буфера?
    – NikBond
    10 окт 2018 в 18:02
  • @NikBond Данные могут копиться в буфере даже если PSH придет неоднократно. 10 окт 2018 в 18:03
  • 1
    т.е. поведение recv() непредсказуемо? Он может вернуть буфер в момент когда отправленное с клиента сообщение получено не полностью, когда в буфер записаны два отправленных подряд с клиента сообщения, может ждать до посинения пока не заполниться буфер даже если все отправленные сообщения пришли? Соответственно, применение голого ТСП без более высокоуровненого протокола который контроллирует длинну сообщения бессмысленно?
    – NikBond
    10 окт 2018 в 18:10
1

Каким образом recv() понимает, что все данные получены, и управление нужно вернуть в вызывающий код?

Никаким. Это забота приложения. С точки зрения приложения, TCP канал - это обычный файл. Как приложение узнаёт, что некая порция данных принята полностью? Существует только два способа:

  1. Есть определённый символ - разделитель записей. Для большинства текстовых файлов, этот символ - '\n'
  2. В начале порции данных пишется длина блока. Как конкретно это делается - зависит от конкретного приложения.

Оба эти пункта 100% применимы к ТСР соединениям. Например, в HTTP протоколе применяется вариант пункта 1: каждое сообщение НАЧИНАЕТСЯ специальной строкой заголовка и ЗАВЕРШАЕТСЯ пустой строкой. Данные передаются несколько иным способом, но идея та же.

0

Поведение TCP непредсказуемо :) нет никакой 100% гарантии что 'пакет пользовательских данных' доставлен частично или полностью. Это вам решать в своей программе. Имеет смысл иногда проводить доп проверки на наличие данных, покажу на примере функции вычитывающей все данные для асинхронного сокета:

// функция работает как 'умный' TCP.socket.data.flush

void tcp_recv_empty(int sock, ssize_t sz)
{
    ssize_t       rsz;
    unsigned char rbuf[65536]; // 1500 более бережно :)

#   if !defined(MSG_WAITALL)
#   define MSG_WAITALL 0x40
#   endif

    if (!sz)
    {
        if ((ioctl(sock, FIONREAD, &sz) != 0) || (!sz)) { return; }
    }
    while (sz > 0)
    {
        errno = 0;
        switch ((rsz = recv(sock, rbuf, sizeof(rbuf), MSG_WAITALL)))
        {
            case (ssize_t)-1:
            {
#               if defined(EAGAIN)
                if ((errno == EAGAIN) || (errno == EINTR))
#               elif defined(EWOULDBLOCK)
                if ((errno == EWOULDBLOCK) || (errno == EINTR))
#               endif
                {
                    continue;
                }
                return;
            }
            case 0:
            {
                return;
            }
            default:
            {
                sz -= rsz;
            }
        }
    }
}

Всегда надо полагаться на код возврата recv*() и состояние получаемое например такой функцией:

int net_socket_iserror(int sock)
{
    int se;
    socklen_t sl = sizeof(int);

#   if defined(SO_ERROR)
    if (getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &se, &sl) < 0)
    {
        return errno;
    }
    return se;
#   else
    return 0;
#   endif
}
10
  • 1
    Tcp как раз и предназначег для гарантии доставки, в отличие от UDP. Или что вы имеете ввиду: что у сетевой платы пропадет питание, радиоволна растворится в мировом пространстве..etc?
    – AseN
    10 окт 2018 в 19:34
  • Там же вроде для асинхронных сокетов через select или poll работа шла, вы в этом контексте вызывать будете ? После select ?
    – vt-egorov
    10 окт 2018 в 19:43
  • Ключевое слово пакет пользовательских данных, передающая сторона в любой момент может прервать передачу данных по разным объективным причинам, протокол TCP никак не гарантирует передачу всех данных с точки зрения программы их обрабатывающей. Автор сам должен проверять все ли данные пришли или это часть переданных данных. Про select vs poll vs epoll комментарий непонятен, он не имеет прямого отношение к состоянию сокета после recv и проверки ошибок, уровень селектора стоит несколько выше, и по результатам обработки им вызываются send/recv/shutdown/close.
    – NewView
    10 окт 2018 в 21:58
  • 1
    протокол tcp гарантирует доставку данных (будете ли вы читать эти данные или нет, это уже ваше дело и протокол тут не при чем). Также непонятно в чем асинхронность вашей функции, если она ставится в блок вызовом recv(... MSG_WAITALL) ? Вопрос про poll следующий: чтобы отслеживать изменения состояния сокетов используются функции select/poll. Если select/poll вернул вам POLLIN/POLLOUT - значит уже можно без блокировки читать/писать из сокета, что делать с вашей функцией? И почему состояние сокета не измениться после recv? 11 окт 2018 в 7:01
  • 1
    @goldstar_labs, вы пропускаете самую суть формулировки: Ключевое слово пакет пользовательских данных - это не TCP пакет :)
    – NewView
    11 окт 2018 в 8:48

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.