了解 TCP 数据包大小限制和 UDP 数据包大小限制及其在 boost::asio 编程级别的含义答案

【问题标题】：Understanding the TCP packet size limit with UDP packet size limit & what it means at boost::asio level of programming了解 TCP 数据包大小限制和 UDP 数据包大小限制及其在 boost::asio 编程级别的含义
【发布时间】：2017-10-11 09:26:17
【问题描述】：

我在我的客户端应用程序和服务器应用程序中使用boost::asio 执行UDP 和TCP communication。我发现我只能使用 UDP 传输大小为 65535 bytes 的数据，因为它似乎是 UDP 中的最大数据包大小。

最大数据包大小限制也存在于TCP 中，即65535 bytes ？但是我可以在TCP 中使用boost::asio::write 发送大于最大数据包大小的块，并在客户端应用程序上正常阅读。我看到我不必担心 TCP 中的最大数据包大小，但在 UDP 中，我确保每个 socket.send_to 都使用小于 max packet size 的缓冲区完成

这是如何工作的？这是因为TCP 是基于流的，负责在较低层创建数据包？有什么办法可以增加UDP 中的max packet size 吗？

当我在客户端读取时，我从服务器端发送的 UDP packet 的某些字节是否可能会丢失？如果是，那么有没有办法仅检测 UDP 客户端的丢失？

【问题讨论】：

标签： c++ sockets tcp udp boost-asio

【解决方案1】：

TCP 负责传输控制（这实际上是 TCP 中 T 和 C 的含义）。您通常不会担心发送到 TCP 套接字的数据量，因为它自己管理在每个数据包中发送多少数据。每个 TCP 数据包最多可以有 65536 字节的有效负载，但您通常不会考虑它，因为 TCP 相当复杂，可以做很多事情。

然而，UDP 缺乏任何控制机制并尽可能保持简单，因此您需要决定每个数据包发送多少数据。最大大小再次为 65536 字节，因为您在 UDP 标头中只有两个字节来指定消息的长度。在决定 UDP 数据包大小时要考虑的另一件事是，较低级别的协议也有自己的限制（IP 为 65K，以太网约 1500 字节）。

您无法增加 UDP 数据包的最大大小，而且您通常也不想这样做，因为大型 UDP 数据包可能会在没有任何通知的情况下被丢弃。 SO 上的其他答案建议对互联网上的数据报使用 512-8K 数据包。

可能会收到带有损坏字节的 UDP 数据报（虽然不是“丢失”）。但是每个数据包都被checksum 覆盖，因此客户端会知道数据报是否在传输过程中被损坏。

【讨论】：

如何使用 boost::asio UDP 进行基于校验和的检查？如果可以，请建议
@AdaLovelace 你不需要做任何事情，校验和是 UDP 协议的一部分。你已经有这张支票了。
请注意，校验和在 IPv4 中是可选的。但是，如果收到一个数据包，它也必须通过以太网校验和。

【解决方案2】：

问题与UDP 和TCP 的关系不大，而与IP 的关系很大。 UDP 和 TCP 是传输协议，它们没有定义最大数据包（或段）大小。 IP 是一种网络协议。 IP 数据包最多可以包含 65536 (2^16) 个字节，因为有两个字节用于定义数据包大小。大的IP 数据包被分成多个段。如果其中一个段丢失或损坏，则整个IP 数据包将丢失。段的大小取决于链路层协议，通常是以太网。对于以太网，通常的最大大小最多为 1500 字节，如果允许使用巨型帧，则更大。

因此，如果您传输大于 1500 字节的 UDP 数据包，它可能会被分成几个段。如果网络上没有损失，这通常很好。但是，如果有损失，只有当有更多的依赖细分市场时，影响才会更大。例如，考虑一个损失为 1% 的网络，如果您传输一个 65536 字节的UDP 数据包，它很可能会被分成 44 个段。那么这个包被接收的概率是：(1-0.01)^44 = 64 %...

这也是为什么许多 TCP 实现和基于 UDP 的应用程序最多使用 1500 字节数据包的原因。

提取损坏的数据包是一项艰巨的任务，请查找 libpcap 之类的库。

【讨论】：