通过套接字发送一个 C 结构会怎么样呢?这里,也会遇到麻烦,因为不是所有的编译器都以相同的方式排列一个结构的元素。结构也可能被压缩以便使浪费的空间最少,这进一步使结构中的元素错位。
幸好,有解决这个问题的方案,能够保证两端数据的一致解释。过去,远程过程调用(Remote Procedure Call,RPC)套装工具提供所谓的外部数据表示(External Data Representation,XDR)。XDR 为数据定义一个标准的表示来支持异构网络应用程序通信的开发。
现在,有两个新的协议提供相似的功能。可扩展标记语言/远程过程调用(XML/RPC)以 XML 格式安排 HTTP 上的过程调用。数据和元数据用 XML 进行编码并作为字符串传输,并通过主机架构把值和它们的物理表示分开。SOAP 跟随 XML-RPC,以更好的特性和功能扩展了它的思想。参见参考资料 小节,获取更多关于每个协议的信息。
隐患 5.TCP 中的帧同步假定
TCP 不提供帧同步,这使得它对于面向字节流的协议是完美的。这是 TCP 与 UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)的一个重要区别。UDP 是面向消息的协议,它保留发送者和接收者之间的消息边界。TCP 是一个面向流的协议,它假定正在通信的数据是无结构的,如图 1 所示。
图 1.UDP 的帧同步能力和缺乏帧同步的 TCP
图 1 的上部说明一个 UDP 客户端和服务器。左边的对等层完成两个套接字的写操作,每个 100 字节。协议栈的 UDP 层追踪写的数量,并确保当右边的接收者通过套接字获取数据时,它以同样数量的字节到达。换句话说,为读者保留了写者提供的消息边界。
现在,看图 1 的底部.它为 TCP 层演示了相同粒度的写操作。两个独立的写操作(每个 100 字节)写入流套接字。但在本例中,流套接字的读者得到的是 200 字节。协议栈的 TCP 层聚合了两次写操作。这种聚合可以发生在 TCP/IP 协议栈的发送者或接收者中任何一方。重要的是,要注意到聚合也许不会发生 —— TCP 只保证数据的有序发送。
对大多数开发人员来说,该陷阱会引起困惑。您想要获得 TCP 的可靠性和 UDP 的帧同步。除非改用其他的传输协议,比如流传输控制协议(STCP),否则就要求应用层开发人员来实现缓冲和分段功能。
调试套接字应用程序的工具
GNU/Linux 提供几个工具,它们可以帮助您发现套接字应用程序中的一些问题。此外,使用这些工具还有教育意义,而且能够帮助解释应用程序和 TCP/IP 协议栈的行为。在这里,您将看到对几个工具的概述。查阅下面的 参考资料 了解更多的信息。
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