TCP 连接似乎接收到不完整的数据

Question

我已经设置了一个简单的 TCP 文件传输。一切似乎都工作正常，除了接收到的文件大小偶尔小于发送的文件大小。接收到的文件的大小似乎没有任何规律。

（在下面的代码中，请注意典型的客户端/服务器滚动是相反的） 我的客户端代码如下：

#define kMaxBacklog (5)
// fill out the sockadd_in for the server
struct sockaddr_in servAdddress;
//memcpy() to fill in the sockaddr

//setup the socket
int sockd, returnStatus;    
sockd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockd == -1)
    NSLog(@"could not create client socket");
else
    NSLog(@"created client socket");

returnStatus = connect(sockd, (struct sockaddr*)&servAdddress, sizeof(servAdddress));
if (returnStatus == -1)
    NSLog(@"could not connect to server - errno:%i", errno);
else
    NSLog(@"connected to server"); 

NSData *dataWithHeader = [self getDataToSend];
returnStatus = send(sockd, [dataWithHeader bytes], [dataWithHeader length], 0);
if (returnStatus == -1)
    NSLog(@"could not send file to server");
else if( returnStatus < [dataWithHeader length])
    NSLog(@"ONLY PARTIAL FILE SENT");
else
    NSLog(@"file sent of size: %i", returnStatus);

shutdown(sockd, SHUT_WR);
close(sockd);

客户端方法始终报告它发送了整个文件。

对于服务器：

#define MAXBUF (10000)
int _socket;
_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // set up the socket 

struct sockaddr_in addr; 
bzero(&addr, sizeof(addr)); 
addr.sin_len = sizeof(addr); 
addr.sin_family = AF_INET; 
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
addr.sin_port = htons(0); 

int retval = bind(_socket, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); 
    if (retval == -1)
        NSLog(@"server could not bind to socket");
    else 
        NSLog(@"server socket bound");

socklen_t len = sizeof(addr); 
retval = getsockname(_socket, (struct sockaddr *)&addr, &len);
    if (retval == -1)
        NSLog(@"server could not get sock name");
    else 
        NSLog(@"server socket name got");

    int socket1, socket2, clientAddrLen, returnStatus;
    struct sockaddr_in servAdddress, clientAddress;
    clientAddrLen = sizeof(servAdddress);

    socket1 = _socket;

    returnStatus = listen(socket1, kMaxBacklog);
    if (returnStatus == -1)
        NSLog(@"server could not listen on socket");
    else
        NSLog(@"server socket listening");

while(1){
    FILE *fd;
    int i, readCounter;
    char file[MAXBUF];

    NSLog(@"server blocking on accept()");
    socket2 = accept(socket1, (struct sockaddr*)&clientAddress, (socklen_t*)&clientAddrLen);
    if (socket2 == -1)
        NSLog(@"server could not accpet the connection");
    else
        NSLog(@"server connection accepted");

    i = 0;
    readCounter = recv(socket2, file, MAXBUF, 0);
    if(!readCounter)
        NSLog(@"server connection cancelled, readCount = 0");

        else if (readCounter == -1){
        NSLog(@"server could not read filename from socket");
        close(socket2);
        continue;
    }
    else
        NSLog(@"server reading file of size: %i", readCounter);


    fd = fopen([myfilePathObject cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding], "wb");

    if(!fd){
        NSLog(@"server could not open the file for creating");
        close(socket2);
        continue;
    }
    else
        NSLog(@"server file open for creating");

    returnStatus = fwrite([myData bytes], 1, [myData length], fd);
    if (returnStatus == -1)
        NSLog(@"Error writing data to server side file: %i", errno);
    else
        NSLog(@"file written to disk);

    readCounter = 0;
    //close (fd);
    returnStatus = fclose(fd);
    if(returnStatus)
        NSLog(@"server error closing file");

偶尔，readCounter 变量不会包含与发送的文件相同的大小，但有时会包含相同的大小。

如果重要的话，文件传输是在 iPhone 和 iPhone 模拟器之间进行的，两者都通过 WIFI 进行。无论手机是服务器还是模拟器是服务器，都会发生这种情况。

如果有人能帮助我理解为什么会发生这种情况，我将不胜感激。我认为TCP的全部目的就是为了避免这种问题。

（为了给予应有的认可，我的服务器和客户端代码大量借用了 Apress 的 Davis、Turner 和 Yocom 所著的《Linux 网络编程权威指南》一书）

Answer 1

recv 函数只能接收 1 个字节，您可能需要多次调用它才能获取整个有效负载。因此，您需要知道您期望有多少数据。尽管您可以通过关闭连接来表示完成，但这并不是一个好主意。

更新：

我还应该提到 send 函数与 recv 具有相同的约定：您必须在循环中调用它，因为您不能假设它会发送您的所有数据。虽然它可能在您的开发环境中始终有效，但这种假设会在以后困扰您。

Answer 2

Tim Sylvester 和 gnibbler 都有非常好的答案，但我认为最清晰和完整的是两者的结合。

recv() 函数立即返回缓冲区中的内容。这将介于 1 字节和 MAXBUF 之间。如果在recv返回时正在写入缓冲区，则缓冲区中还没有发送的全部数据。

因此，您需要多次调用 recv() 并连接数据，以获取发送的所有内容。

一个方便的方法（因为我们在 cocoa 中工作）是使用 NSMutableData，例如：

NSMutableData *fileData = [[NSMutableData alloc] init];  //Don't forget to release
while ((readCounter = recv(socket2, file, MAXBUF, 0)) > 0){     
    if (readCounter == -1){
        NSLog(@"server could not read filename from socket");
        close(socket2);
        continue;
    }
    else{
        NSLog(@"server reading file of size: %i", readCounter);
        [fileData appendData:[NSData dataWithBytes:file length:readCounter]];
    }
    bzero(file, MAXBUF);
    readCounter = 0;
}

Answer 3

您可能应该有某种字符序列来表示文件传输的终止，并且只有当您读取块末尾的这些字符时，您才会跳出recv循环。

当然，您必须找到文件中不会出现的序列，或者可以轻松转义的序列。如果您正在处理文本文件，这非常容易，但如果不是，您就必须聪明了。

或者，客户端可以首先发送文件大小（在单独的发送调用中），以便服务器知道文件传输中期望有多少字节。

Answer 4

recv 立即返回缓冲区中的任何内容（最多 MAXBUF）。如果同时写入缓冲区，您可能无法获取所有数据

Answer 5

TCP 确保您的消息能够正确到达远程对等点。只要它适合发送缓冲区，它就会自动分割成更小的块并由本地对等方发送，并由远程对等方重新排序和重组。在发送消息时，路由动态更改的情况并不罕见，在发送到应用程序之前，您必须手动重新排序消息（较小的块）。

至于您的实际数据传输，您的应用程序需要同意自定义协议。例如，如果您只发送一条消息（文件），则发送方可以向接收方发出信号，表示它不再打算向套接字写入内容（使用 shutdown(sock, SHUT_WR)），这recv() 返回 0 并且您知道传输已完成（这是 HTTP/1.0 服务器向客户端发出传输已完成信号的方式）。如果您打算发送更多数据，那么此替代方案不合适。

另一种方法是让接收方知道发送方将通过包含标头传输多少数据。不需要过于复杂，您只需保留前 8 个字节即可将长度作为 64 位无符号整数发送。在这种情况下，您仍然需要注意字节顺序（大端/小端）。

有一个关于 UNIX 环境网络编程的非常有用的教程：

Beej 网络编程指南

您可以参考它来快速入门，然后再参考如果需要，请预订以确保完整性。即使您没有要求其他参考资料，TCP/IP Illustration Vol. 1 和 UNIX 网络编程卷。 1（均由 W. Richard Stevens 撰写，后者最近出版了第三版）是极好的参考资料。