tcp底层传输机制/网络编程答案

【问题标题】：tcp underlying transmission mechanism/ network programmingtcp底层传输机制/网络编程
【发布时间】：2010-11-18 22:09:11
【问题描述】：

我已经搜索过，但找不到以下内容：
Process1 通过 TCP 套接字传输数据。进行传输的代码是（伪代码）

//Section 1
write(sock,data,len);//any language.Just write data
//Section 2

写入后的Process1可以在第2节继续，但这并不意味着数据已经传输完毕。 TCP 可以缓冲数据以供以后传输。
现在 Process2 与 Process1 同时运行。两个进程都尝试同时发送数据。 IE。两者都将具有上述代码。
问题1：如果两个进程同时将数据写入 TCP 套接字，数据最终将如何通过 IP/OS 通过线路传输？
a) Process1 的所有数据后跟 Process2 的所有数据（或反向），即一些 FIFO 顺序？
或
b) 来自 Process1 和 Process2 的数据将由 IP 层（或操作系统）通过网络进行多路复用，并“同时”发送？
问题 2： 例如，如果我添加了延迟，我是否可以确定来自 2 个进程的数据是通过网络串行发送的（例如，Process1 的所有数据后跟 Process2 的所有数据）？
更新：
Process1 和 Process2 不是父子。他们也在不同的套接字上工作
谢谢

【问题讨论】：

标签： language-agnostic networking network-programming tcp

【解决方案1】：

嗯，您是在谈论由两个进程（如父进程和子进程）共享的单个套接字吗？在这种情况下，数据将按输出系统调用的顺序进行缓冲 (write(2)s)。

如果更可能的是，您在两个进程中谈论两个不相关的 TCP 套接字，则无法保证数据到达线路的任何顺序。原因是套接字可能连接到以不同速度消耗数据的远程点。 TCP flow control 然后确保快速发送方不会压倒慢速接收方。

【讨论】：

但是输出系统调用的顺序必须明确控制，否则就变得不确定了。
是的，但那是完全不同的讨论。
@Nikolai N Fetissov：所以操作系统系统调用的行为不是确定性的分析？
TCP 堆栈是一个非常复杂的野兽。从应用程序的角度来看，您可以假设它不是确定性的 :)
@Nikolai N Fetissov：但是是 TCP 还是 IP 做的？ TCP 将数据传递给 IP。所以 IP 也是黑盒？

【解决方案2】：

答案 1：未指定顺序，至少在我见过的支持套接字的操作系统上是这样。流程 1 和 2 应设计为合作，例如通过在套接字上共享一个锁/互斥锁。

答案 2：如果您的意思是固定时间延迟，则不是。相反，让进程 1 向进程 2 发出继续信号，指示进程 1 已完成发送。在进程间通信方面使用管道、本地套接字、信号、共享内存或操作系统提供的任何东西。仅在"flushing" the socket 之后发送信号（实际上并没有刷新）。

【讨论】：

@larsmans：所以 write，flush，signal.Flushing 保证将所有数据传输到目的地，或者就像例如在 C++ I/O 操作中？只有一个信号给操作系统刷新。不保证会发生
这可能取决于您的操作系统，但无论如何，数据在进程 2 开始写入之前就在内核缓冲区中，因此很可能会将数据推送到网络上。
@user384706，不，很多人不这样做，他们只是等待操作系统发送数据。有时会启用 TCP_NODELAY（防止某些缓冲）以提高性能，但这并不总是有帮助。
@user384706，请阅读我链接到的帖子，它解释了套接字上没有刷新操作。
@larsmans：我阅读了链接。您是什么意思“它解释了套接字上没有刷新操作”？它说使用刷新，缓冲区中尚未发送的数据被发送。 TCP_NODELAY 如何适应？它没有提到这个

【解决方案3】：

一个 TCP 套接字由一个元组标识，该元组通常至少是（源 IP、源端口、目标 IP、目标端口）。不同的套接字有不同的标识元组。

现在，如果您在两个进程上使用同一个套接字，这取决于 write(2) 调用的顺序。但是，您应该考虑到 write(2) 可能不会消耗您传递给它的所有数据，发送缓冲区可能已满，导致短写入（write()'ing 少于要求，并返回作为返回值写入的字节数），导致 write() 阻塞/休眠，直到有一些缓冲区空间，或者导致 write() 返回 EAGAIN/EWOULDBLOCK 错误（对于非阻塞套接字）。

【讨论】：

我说的是每个进程的不同套接字。你的意思是进程可能会阻塞，第二次开始写入并发生交错？
@user384706：如果它们是不同的套接字，那并不重要。每个 TCP 段都包含源端口和目标端口，因此即使您的 TCP/IP 堆栈一次发送 1 个字节的数据，也不会发生混淆。
我知道它们不能混用。我的问题是我将通过线路看到的消息流是什么。多路复用还是串行传输？
@user384706：你永远不知道。取决于很多东西，主要是网络条件和操作系统的 TCP/IP 堆栈。

【解决方案4】：

write() 是原子的；同上 send() 和朋友。无论哪个先执行，都会传输其所有数据，而另一个会阻塞。
延迟是不必要的，参见 (1)。

编辑：但是如果我现在看到您在谈论每个进程的不同套接字，那么您的问题似乎毫无意义。应用程序无法知道 TCP 是如何使用网络的，那么这有什么关系呢？ TCP 将按照它认为合适的顺序以最多一个 MTU 的数据包进行传输。

【讨论】：

你是说如果 Process1 调用 write 在例如时间戳 1:00:00 和 Process2 调用 write 2 秒后，仍然不确定数据包是否会被复用或 Process1 的传输是否已经完成？
显然有一点在传输时间短或间隔时间长的情况下问题变得荒谬。我仍然不知道为什么这对你很重要。从某种意义上说，这个问题本质上是荒谬的。