TCP Socket协议定义

TCP Socket协议定义

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本文从这里开始，主要介绍TCP的socket编程。

新手们（例如当初的我），第一次写socket，总是以为在发送方压入一个"Helloworld",接收方收到了这个字符串，就“精通”了Socket编程了。而实际上，这种编程根本不可能用在现实项目，因为：

1. socket在传输过程中，helloworld有可能被拆分了，分段到达客户端），例如 hello + world，一个分段就是一个包（Package），这个就是分包问题。

2. socket在传输过成功，不同时间发送的数据包有可能被合并，同时到达了客户端，这个就是黏包问题。例如发送方发送了hello+world,而接收方可能一次就接受了helloworld.

3. socket会自动在每个包后面补n个 0x0 byte，分割包。具体怎么去补，这个我就没有深入了解。

4. 不同的数据类型转化为byte的长度是不同的，例如int转为byte是4位（int32），这样我们在***socket协议的时候要特别小心了。具体可以使用以下代码去测试：


代码

public void test()

{

int myInt = 1;

byte[] bytes = new byte[1024];

BinaryWriter writer = new BinaryWriter(new MemoryStream(bytes));

writer.Write(myInt);

writer.Write("j");

writer.Close();

}

尽管socket环境如此恶劣，但是TCP的链接也至少保证了：

包发送顺序在传输过程中是不会改变的，例如发送方发送 H E L L，那么接收方一定也是顺序收到H E L L，这个是TCP协议承诺的，因此这点成为我们解决分包、黏包问题的关键。
如果发送方发送的是helloworld, 传输过程中分割成为hello+world，那么TCP保证了在hello与world之间没有其他的byte。但是不能保证helloworld和下一个命令之间没有其他的byte。

因此，如果我们要使用socket编程，就一定要编写自己的协议。目前业界主要采取的协议定义方式是：包头+包体长度+包体。具体如下：

1. 一般包头使用一个int定义，例如int = 173173173；作用是区分每一个有效的数据包，因此我们的服务器可以通过这个int去切割、合并包，组装出完整的传输协议。有人使用回车字符去分割包体，例如常见的SMTP/POP协议，这种做法在特定的协议是没有问题的，可是如果我们传输的信息内容自带了回车字符串，那么就糟糕了。所以在设计协议的时候要特别小心。

2. 包体长度使用一个int定义，这个长度表示包体所占的比特流长度，用于服务器正确读取并分割出包。

3. 包体就是自定义的一些协议内容，例如是对像序列化的内容（现有的系统已经很常见了，使用对象序列化、反序列化能够极大简化开发流程，等版本稳定后再转入手工压入byte操作）。

一个实际编写的例子：比如我要传输2个整型 int = 1, int = 2，那么实际传输的数据包如下：

173173173 8 1 2

|------包头------|----包体长度----|--------包体--------|

这个数据包就是4个整型，总长度 = 4*4 = 16。