TCP为什么需要进行封包解包？
TCP采用字节流的方式，即以字节为单位传输字节序列。那么，我们recv到的就是一串毫无规则的字节流。如果要让这无规则的字节流有规则，那么，就需要我们去定义一个规则。那便是所谓的“封包规则”。
封包结构是怎么样的？
封包就像是信，信是由：信封、信内容。两部分组成。而网络封包也是由两部分组成：包头、数据。包头域是定长的，数据域是不定长的。包头必然包含两个信息：操作码、包长度。包头可能还包含别的信息，这个呢就要视乎情况去定了。操作码是该网络数据包的标识符，这就和UI里面的事件ID什么的差不多。其中，操作码有的只有一级，有的则有两级甚至多级操作码，这个的设计也要看情况去了，不过，这些底层的东西，定好了，基本就不能动了，就像房子都砌起来了，再去动地基，那就欧也了。
以下是网络数据包的伪代码：
收包中存在的一个问题（粘包，半包）
在现实的网络情况中，网络传输往往是不可靠的，因此会有丢包之类的情况发生，对此，TCP相应的有一个重传的机制。对于接收者来说，它接收到的数据流中的数据有可能不是完整的数据包，或是只有一部分，或是粘着别的数据包，因此，接收者还需要对接收到的数据流的数据进行分包。
服务器客户端逻辑描述
服务等待一个客户端的连接，客户端连接上了以后，服务器向客户端发送5个数据包，客户端接收服务器端的数据并解包然后做相应的逻辑处理。
需要注意的事项
1.服务器客户端是阻塞的，而不是非阻塞的套接字，这是为了简单；
2.当客户端收到了5个数据包之后，就主动和服务器断开连接，这个是硬代码；
3.阻塞套接字其实没有必要这样处理数据包，主要应用在非阻塞的套接字上;
4.此段代码只支持POD数据，不支持变长的情况；
5.各平台下字节对齐方式不一样，如Windows下默认字节对齐为4，这是此方式需要注意的。
服务器CPP代码：
#include "stdafx.h"
#include "TCPServer.h"
TCPServer::TCPServer()
: mServerSocket(INVALID_SOCKET)
{
// 创建套接字
mServerSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP);
if (mServerSocket == INVALID_SOCKET)
{
std::cout << "创建套接字失败!" << std::endl;
return;
}
// 填充服务器的IP和端口号
mServerAddr.sin_family = AF_INET;
mServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
mServerAddr.sin_port = htons((u_short)SERVER_PORT);
// 绑定IP和端口
if ( ::bind(mServerSocket, (sockaddr*)&mServerAddr, sizeof(mServerAddr)) == SOCKET_ERROR)
{
std::cout << "绑定IP和端口失败!" << std::endl;
return;
}
// 监听客户端请求,最大同时连接数设置为10.
if ( ::listen(mServerSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR)
{
std::cout << "监听端口失败!" << std::endl;
return;
}
std::cout << "启动TCP服务器成功!" << std::endl;
}
TCPServer::~TCPServer()
{
::closesocket(mServerSocket);
std::cout << "关闭TCP服务器成功!" << std::endl;
}
void TCPServer::run()
{
// 接收客户端的连接
acceptClient();
int nCount = 0;
for (;;)
{
if (mAcceptSocket == INVALID_SOCKET)
{
std::cout << "客户端主动断开了连接！" << std::endl;
break;
}
// 发送数据包
NetPacket_Test1 msg;
msg.nIndex = nCount;
strncpy(msg.arrMessage, "[1]你好[2]你好[3]你好", sizeof(msg.arrMessage) );
bool bRet = SendData(NET_TEST1, (const char*)&msg, sizeof(msg));
if (bRet)
{
std::cout << "发送数据成功！" << std::endl;
}
else
{
std::cout << "发送数据失败！" << std::endl;
break;
}
++nCount;
}
}
void TCPServer::closeClient()
{
// 判断套接字是否有效
if (mAcceptSocket == INVALID_SOCKET) return;
// 关闭客户端套接字
::closesocket(mAcceptSocket);
std::cout << "客户端套接字已关闭!" << std::endl;
}
void TCPServer::acceptClient()
{
// 以阻塞方式,等待接收客户端连接
int nAcceptAddrLen = sizeof(mAcceptAddr);
mAcceptSocket = ::accept(mServerSocket, (struct sockaddr*)&mAcceptAddr, &nAcceptAddrLen);
std::cout << "接受客户端IP:" << inet_ntoa(mAcceptAddr.sin_addr) << std::endl;
}
bool TCPServer::SendData( unsigned
short nOpcode,
const
char* pDataBuffer,
const unsigned
int& nDataSize )
{
NetPacketHeader* pHead = (NetPacketHeader*) m_cbSendBuf;
pHead->wOpcode = nOpcode;
// 数据封包
if ( (nDataSize > 0) && (pDataBuffer != 0) )
{
CopyMemory(pHead+1, pDataBuffer, nDataSize);
}
// 发送消息
const unsigned short nSendSize = nDataSize + sizeof(NetPacketHeader);
pHead->wDataSize = nSendSize;
int ret = ::send(mAcceptSocket, m_cbSendBuf, nSendSize, 0);
return (ret > 0) ? true : false;
}
客户端CPP代码：
#include "stdafx.h"
#include "TCPClient.h"
TCPClient::TCPClient()
{
memset( m_cbRecvBuf, 0, sizeof(m_cbRecvBuf) );
m_nRecvSize = 0;
// 创建套接字
mServerSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP);
if (mServerSocket == INVALID_SOCKET)
{
std::cout << "创建套接字失败!" << std::endl;
return;
}
// 填充服务器的IP和端口号
mServerAddr.sin_family = AF_INET;
mServerAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
mServerAddr.sin_port = htons((u_short)SERVER_PORT);
// 连接到服务器
if ( ::connect(mServerSocket, (struct sockaddr*)&mServerAddr, sizeof(mServerAddr)))
{
::closesocket(mServerSocket);
std::cout << "连接服务器失败!" << std::endl;
return;
}
}
TCPClient::~TCPClient()
{
::closesocket(mServerSocket);
}
void TCPClient::run()
{
int nCount = 0;
for (;;)
{
// 接收数据
int nRecvSize = ::recv(mServerSocket,
m_cbRecvBuf+m_nRecvSize,
sizeof(m_cbRecvBuf)-m_nRecvSize, 0);
if (nRecvSize <= 0)
{
std::cout << "服务器主动断开连接!" << std::endl;
break;
}
// 保存已经接收数据的大小
m_nRecvSize += nRecvSize;
// 接收到的数据够不够一个包头的长度
while (m_nRecvSize >= sizeof(NetPacketHeader))
{
// 收够5个包，主动与服务器断开
if (nCount >= 5)
{
::closesocket(mServerSocket);
break;
}
// 读取包头
NetPacketHeader* pHead = (NetPacketHeader*) (m_cbRecvBuf);
const unsigned short nPacketSize = pHead->wDataSize;
// 判断是否已接收到足够一个完整包的数据
if (m_nRecvSize < nPacketSize)
{
// 还不够拼凑出一个完整包
break;
}
// 拷贝到数据缓存
CopyMemory(m_cbDataBuf, m_cbRecvBuf, nPacketSize);
// 从接收缓存移除
MoveMemory(m_cbRecvBuf, m_cbRecvBuf+nPacketSize, m_nRecvSize);
m_nRecvSize -= nPacketSize;
// 解密数据，以下省略一万字
// 
// 分派数据包，让应用层进行逻辑处理
pHead = (NetPacketHeader*) (m_cbDataBuf);
const unsigned short nDataSize = nPacketSize - (unsigned short)sizeof(NetPacketHeader);
OnNetMessage(pHead->wOpcode, m_cbDataBuf+sizeof(NetPacketHeader), nDataSize);
++nCount;
}
}
std::cout << "已经和服务器断开连接!" << std::endl;
}
bool TCPClient::OnNetMessage(
const unsigned
short& nOpcode,
const
char* pDataBuffer, unsigned
short nDataSize )
{
switch (nOpcode)
{
case NET_TEST1:
{
NetPacket_Test1* pMsg = (NetPacket_Test1*) pDataBuffer;
return OnNetPacket(pMsg);
}
break;
default:
{
std::cout << "收取到未知网络数据包:" << nOpcode << std::endl;
return false;
}
break;
}
}
bool TCPClient::OnNetPacket( NetPacket_Test1* pMsg )
{
std::cout << "索引：" << pMsg->nIndex << " 字符串：" << pMsg->arrMessage << std::endl;
return true;
}
源代码打包下载：
testNetPacket.rar
TCP采用字节流的方式，即以字节为单位传输字节序列。那么，我们recv到的就是一串毫无规则的字节流。如果要让这无规则的字节流有规则，那么，就需要我们去定义一个规则。那便是所谓的“封包规则”。
封包结构是怎么样的？
封包就像是信，信是由：信封、信内容。两部分组成。而网络封包也是由两部分组成：包头、数据。包头域是定长的，数据域是不定长的。包头必然包含两个信息：操作码、包长度。包头可能还包含别的信息，这个呢就要视乎情况去定了。操作码是该网络数据包的标识符，这就和UI里面的事件ID什么的差不多。其中，操作码有的只有一级，有的则有两级甚至多级操作码，这个的设计也要看情况去了，不过，这些底层的东西，定好了，基本就不能动了，就像房子都砌起来了，再去动地基，那就欧也了。
以下是网络数据包的伪代码：
struct NetPacket
{
包头;
数据;
};
以下是包头的伪代码：
{
包头;
数据;
};
struct NetPacketHeader
{
操作码;
包长度;
};
{
操作码;
包长度;
};
收包中存在的一个问题（粘包，半包）
在现实的网络情况中，网络传输往往是不可靠的，因此会有丢包之类的情况发生，对此，TCP相应的有一个重传的机制。对于接收者来说，它接收到的数据流中的数据有可能不是完整的数据包，或是只有一部分，或是粘着别的数据包，因此，接收者还需要对接收到的数据流的数据进行分包。
服务器客户端逻辑描述
服务等待一个客户端的连接，客户端连接上了以后，服务器向客户端发送5个数据包，客户端接收服务器端的数据并解包然后做相应的逻辑处理。
需要注意的事项
1.服务器客户端是阻塞的，而不是非阻塞的套接字，这是为了简单；
2.当客户端收到了5个数据包之后，就主动和服务器断开连接，这个是硬代码；
3.阻塞套接字其实没有必要这样处理数据包，主要应用在非阻塞的套接字上;
4.此段代码只支持POD数据，不支持变长的情况；
5.各平台下字节对齐方式不一样，如Windows下默认字节对齐为4，这是此方式需要注意的。
服务器CPP代码：
#include "stdafx.h"
#include "TCPServer.h"
TCPServer::TCPServer()
: mServerSocket(INVALID_SOCKET)
{ // 创建套接字 mServerSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP); if (mServerSocket == INVALID_SOCKET) { std::cout << "创建套接字失败!" << std::endl; return; } // 填充服务器的IP和端口号 mServerAddr.sin_family = AF_INET; mServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; mServerAddr.sin_port = htons((u_short)SERVER_PORT); // 绑定IP和端口 if ( ::bind(mServerSocket, (sockaddr*)&mServerAddr, sizeof(mServerAddr)) == SOCKET_ERROR) { std::cout << "绑定IP和端口失败!" << std::endl; return; } // 监听客户端请求,最大同时连接数设置为10. if ( ::listen(mServerSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR) { std::cout << "监听端口失败!" << std::endl; return; } std::cout << "启动TCP服务器成功!" << std::endl;}
TCPServer::~TCPServer()
{ ::closesocket(mServerSocket); std::cout << "关闭TCP服务器成功!" << std::endl;}
void TCPServer::run()
{ // 接收客户端的连接 acceptClient(); int nCount = 0; for (;;) { if (mAcceptSocket == INVALID_SOCKET) { std::cout << "客户端主动断开了连接！" << std::endl; break; } // 发送数据包 NetPacket_Test1 msg; msg.nIndex = nCount; strncpy(msg.arrMessage, "[1]你好[2]你好[3]你好", sizeof(msg.arrMessage) ); bool bRet = SendData(NET_TEST1, (const char*)&msg, sizeof(msg)); if (bRet) { std::cout << "发送数据成功！" << std::endl; } else { std::cout << "发送数据失败！" << std::endl; break; } ++nCount; }}
void TCPServer::closeClient()
{ // 判断套接字是否有效 if (mAcceptSocket == INVALID_SOCKET) return; // 关闭客户端套接字 ::closesocket(mAcceptSocket); std::cout << "客户端套接字已关闭!" << std::endl;}
void TCPServer::acceptClient()
{ // 以阻塞方式,等待接收客户端连接 int nAcceptAddrLen = sizeof(mAcceptAddr); mAcceptSocket = ::accept(mServerSocket, (struct sockaddr*)&mAcceptAddr, &nAcceptAddrLen); std::cout << "接受客户端IP:" << inet_ntoa(mAcceptAddr.sin_addr) << std::endl;}
bool TCPServer::SendData( unsigned
short nOpcode,
const
char* pDataBuffer,
const unsigned
int& nDataSize )
{ NetPacketHeader* pHead = (NetPacketHeader*) m_cbSendBuf; pHead->wOpcode = nOpcode; // 数据封包 if ( (nDataSize > 0) && (pDataBuffer != 0) ) { CopyMemory(pHead+1, pDataBuffer, nDataSize); } // 发送消息 const unsigned short nSendSize = nDataSize + sizeof(NetPacketHeader); pHead->wDataSize = nSendSize; int ret = ::send(mAcceptSocket, m_cbSendBuf, nSendSize, 0); return (ret > 0) ? true : false;}
客户端CPP代码：
#include "stdafx.h"
#include "TCPClient.h"
TCPClient::TCPClient()
{ memset( m_cbRecvBuf, 0, sizeof(m_cbRecvBuf) ); m_nRecvSize = 0; // 创建套接字 mServerSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP); if (mServerSocket == INVALID_SOCKET) { std::cout << "创建套接字失败!" << std::endl; return; } // 填充服务器的IP和端口号 mServerAddr.sin_family = AF_INET; mServerAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP); mServerAddr.sin_port = htons((u_short)SERVER_PORT); // 连接到服务器 if ( ::connect(mServerSocket, (struct sockaddr*)&mServerAddr, sizeof(mServerAddr))) { ::closesocket(mServerSocket); std::cout << "连接服务器失败!" << std::endl; return; }}
TCPClient::~TCPClient()
{ ::closesocket(mServerSocket);}
void TCPClient::run()
{ int nCount = 0; for (;;) { // 接收数据 int nRecvSize = ::recv(mServerSocket, m_cbRecvBuf+m_nRecvSize, sizeof(m_cbRecvBuf)-m_nRecvSize, 0); if (nRecvSize <= 0) { std::cout << "服务器主动断开连接!" << std::endl; break; } // 保存已经接收数据的大小 m_nRecvSize += nRecvSize; // 接收到的数据够不够一个包头的长度 while (m_nRecvSize >= sizeof(NetPacketHeader)) { // 收够5个包，主动与服务器断开 if (nCount >= 5) { ::closesocket(mServerSocket); break; } // 读取包头 NetPacketHeader* pHead = (NetPacketHeader*) (m_cbRecvBuf); const unsigned short nPacketSize = pHead->wDataSize; // 判断是否已接收到足够一个完整包的数据 if (m_nRecvSize < nPacketSize) { // 还不够拼凑出一个完整包 break; } // 拷贝到数据缓存 CopyMemory(m_cbDataBuf, m_cbRecvBuf, nPacketSize); // 从接收缓存移除 MoveMemory(m_cbRecvBuf, m_cbRecvBuf+nPacketSize, m_nRecvSize); m_nRecvSize -= nPacketSize; // 解密数据，以下省略一万字 // // 分派数据包，让应用层进行逻辑处理 pHead = (NetPacketHeader*) (m_cbDataBuf); const unsigned short nDataSize = nPacketSize - (unsigned short)sizeof(NetPacketHeader); OnNetMessage(pHead->wOpcode, m_cbDataBuf+sizeof(NetPacketHeader), nDataSize); ++nCount; } } std::cout << "已经和服务器断开连接!" << std::endl;}
bool TCPClient::OnNetMessage(
const unsigned
short& nOpcode,
const
char* pDataBuffer, unsigned
short nDataSize )
{ switch (nOpcode) { case NET_TEST1: { NetPacket_Test1* pMsg = (NetPacket_Test1*) pDataBuffer; return OnNetPacket(pMsg); } break; default: { std::cout << "收取到未知网络数据包:" << nOpcode << std::endl; return false; } break; }}
bool TCPClient::OnNetPacket( NetPacket_Test1* pMsg )
{ std::cout << "索引：" << pMsg->nIndex << " 字符串：" << pMsg->arrMessage << std::endl; return true;}
源代码打包下载：
testNetPacket.rar
