day32 网络编程之粘包问题

1、最大半连接数

什么是最大半连接数

半连接：在进行TCP协议通信时，客户端与服务器端进行三次握手建立连接，但是有时客户端与服务器端进行了连接申请，服务器端也同意了申请（既已经完成三次握手的两次），此时只需要客户端再次进行确认即可建立连接，但是此时客户端未进行确认，就会进入半连接状态

最大半连接数：三次握手没有完全执行完毕的连接的最大数量

为什么需要最大半连接数？

在根据TCP协议进行网络通讯时，会进行三次握手建连接，四次挥手断连接，但是有时当连接服务端的客户端较多时，会大量占用服务器端的资源，容易导致服务端奔溃，此时需要对连接的数量进行限制，只有在规定的数量之内才能与服务端进三次握手建连接，超过数量连接的申请会直接被驳回，不能建立连接。

如何使用最大半连接数？

当我们创建了socket对象后，使用`socket.listen()方法时可以设置最大半连接数的数值

2、粘包问题

什么是粘包问题？

当我们使用TCP流式协议进行socket对象的创建时，由于操作系统的优化机制，会将时间 间隔较短且数据量较小的数据合并成一次发送，而由于流式协议的特点，在发送数据时是没有数据的边界的，这时如果发送时时间间隔较短且数据量较小时，两次数据就会粘包，或者是在取值时，没有完全取出发送的数据，那么剩余的数据就会在第二次取值时被取出，影响数据的完整性，这种不能将两次数据进行分开的问题就是粘包问题

为什么会有粘包问题？

因为在流式协议中，数据之间是没有边界的，如果将两个数据放到一起，那么这两个数据就不能分开谁是谁，这种不能将数据分开的问题叫做粘包问题

只有流式协议才有粘包问题，既只有TCP协议有粘包问题，UDP是没有粘包问题的，因为UDP是数据报协议，在使用UDP发送信息时，会自动加上报头及报尾，这样数据之间就有了边界，每次取值就可以将每次的值完全取出，不存在粘包问题

如何处理粘包问题？

要解决粘包问题的方案有两种：

1、扩大两次发送时间，这种方法可以解决两次发送时间太短导致的粘包问题，但是，对于不能一次取出全部数据的问题，这种方法就不能解决

2、对数据进行分组，为数据添加报头，每次只去一次发送的值，这样就可以从根本上解决存在的粘包问题

那么如何对数据添加报头呢

我们可以这样操作，在发送数据之前，先将数据的长度进行发送，然后在进行数据的发送，但是数据的长度也可能不是固定长度的，这样还是不能解决问题，有没有一种方法，可以将数值类型的数据转换成固定长度的数据呢？

通过struct模块可以将数值类型的数据装换成固定长度的二进制字符串

使用方法为：

impotr struct
struct.pack("类型"，要转换的数值)

使用上述方法可以将数值转换成固定长度的二进制字符串

同样在接收方可以使用

import struct
struct.unpack("类型"，要转换的二进制字符串)

这样通过将数据的长度进行转换，转换成固定长度的字符串，这样首先发送这个字符串，再将实际的数据发送，在接收方首先通过接受固定长度的字符串，从中将信息的长度转换出来，这样在下次接收时就可以将整个数据接收出来，如果数据的长度过长，这样就可以使用while循环进行循环接收，判断已接收数据与总数据长度，进而将整个数据接收

我们这样解决了粘包问题，但是如果我们想获得数据的格式，文件名等消息时应该怎么办呢？

这样可以首先将需要首先发送过去的数据进行组合，组合成一个字典类型，在转换成json字符串，得到这个json字符串的长度，在将这个长度转换成固定长度的struct类型，在进行发送时，首先将固定长度的字符串首先发送，再根据得到的数字接收报头，在将报头转换成字典类型，在从中取出需要的值（如文件名、文件的大小，文件的类型等）再根据得到的文件大小循环接收发送方发送的数据，直至数据完全取出。