从套接字部分读取

Question

我正在进行一个小测试程序，它在客户端和服务器之间发送大量的UDP数据包（ping/pong测试）。每次运行时，数据包的大小是固定的（最后一次运行是UDP数据包的最大允许大小）。我用随机数据填充数据包，除了每个数据包的开头包含数据包编号。所以我只关心在客户端是否收到了所有的数据包。

我使用sendto()和recvfrom()函数，只读取了packet_number的大小（在这种情况下是一个int）。其他数据会发生什么？它们会被丢弃吗？还是新到达的数据包会附加到这个“旧”数据上？

（使用Linux系统）

- NomadAlien

Answer 1

每次从UDP套接字读取时，无论您的用户空间缓冲区大小是多少，都会从内核套接字接收缓冲区中出列一个完整的数据报。也就是说：

• 如果您的缓冲区比下一个待处理数据报大，则读取的数据量少于您的缓冲区大小。
• 如果您的缓冲区较小，则将读取您的缓冲区大小，并丢弃其余数据。
• 您可以在flags中设置MSG_TRUNC选项，这样recv(2)将返回整个数据报长度，而不仅仅是您读入用户空间缓冲区的部分。

希望这可以帮到您。

- Nikolai Fetissov

Answer 2

回答你的第一个问题，数据会被丢弃吗？ 是的。当你的数据包大于路径MTU时，IP和ARP协议就会发挥作用。路径MTU是客户端和服务器之间路径的最大传输单元。假设你的网卡是标准以太网卡，那么你的最大MTU为1500。现在，假设你的客户端和服务器之间的整个路径MTU都是1500。在这种情况下，如果你发送任何大于1472字节（1500 -（20字节IP头）-（8字节UDP头））的数据包，则会发生IP分段。然后，IP层将把数据包切成片段以满足以太网链路的MTU。现在，在发送任何数据之前，需要解析目标的MAC地址。因此，突然之间，ARP协议将接收到多个IP分段请求相同IP到MAC地址的解析。然后，ARP将为第一个接收的数据包启动ARP请求并等待ARP响应。在等待期间，ARP将丢弃所有制作相同ARP请求的分段，并仅排队最新到达的分段。因此，如果你发送大于1472字节的数据包，并且你的ARP缓存为空，则不要指望在另一端接收整个数据包。

新到达的数据包是否会被附加到现有数据上？ 不会，它不会被附加。UDP是一种带有严格消息边界的数据报协议。因此，每个到达的数据包都被视为完整的自包含数据报；数据不会被附加。

- WindsurferOak

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这个问题与MTU无关，完全是关于套接字API的（以及进行短读取的影响）。 - caf

@caf - 如果您重新阅读问题，它指出：（最后一次运行是UDP数据包的最大允许大小），这意味着长度设置为UDP的“理论”最大数据包大小。请阅读Richard Stevens的书《TCP/IP详解：卷1》第11.9节-UDP和ARP之间的交互。您会明白我为什么提到MTU和ARP。 - WindsurferOak

为了纪录：上面的回答有点混淆。ARP不涉及IP分段。 ARP用于查找下一跳的MAC地址（如果它是单播数据报）。但ARP是完全独立的协议。在目标MAC地址未知之前，将不会发送任何IP数据报（先进行ARP，然后进行IP）。如果ARP花费太长时间，那么它可能会被丢弃，因为UDP没有可靠性。但是，整个事情都会被丢弃。接收器可能无法收到某些分段，这将导致它也放弃整个数据报，但这不是ARP的结果。 - Gil Hamilton

数据会被丢弃吗？是的，但不是因为这里所述的任何原因。ARP在丢弃数据包方面没有任何作用。你对W.R Stevens的阅读完全错误。新到达的数据包会被追加吗？是的，作为IP层的基本功能，会被追加。回答完全错误。 - undefined

Answer 3

我没有测试过这个功能，但从man手册的解释来看，数据包将被丢弃。这似乎是合理的，否则就无法检测到下一个数据包的开始。

有两种方法可以检测截断：

使用 MSG_TRUNC 标志。如果数据包大小超出了提供的缓冲区大小，recvfrom 将返回真实的数据包大小。因此，您只需检查返回值是否大于您作为参数提供的 len 即可。

使用 recvmsg 并检查返回的结构中是否存在 MSG_TRUNC 标志。

为避免截断，请使用 64k 缓冲区。UDP 数据包不能大于此大小（协议中的 16 位长度字段）。

- Stefan

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它们实际上不能超过65507，因为IP头部的最小大小为20字节，UDP头部为8字节。 - undefined