TCP拆包和粘包的作用是什么

首先我们思考一个问题，应用层的传输一个10M的文件是一次性传输完成，而对于传输层的协议来说，为什么不是一次性传输完成呢。

这个有很多原因，比如稳定性，一次发送的数据越多，出错的概率越大。再比如说为了效率，网络中有时候存在并行的路径，拆分数据包就就能更好的利用这些并行的路径。再有，比如发送和接收数据的时候，都存在缓冲区，缓冲区是在内存中开辟的一块空间，目的是缓冲大量的应用频繁的通过网卡收发数据，这个时候，网卡只能一个一个处理应用的请求。当网卡忙不过来的时候，数据就需要排队了。也就是将数据放入缓冲区。如果每个应用都随意发送很大的数据，可能导致其他应用的实时性遭到破坏。

所以，就是传输层的封装包不能太大。这种限制，一般是以缓冲区大小为单位的，也就是TCP协议，会将数据拆分为不超过缓冲区大小的一个个部分。每个部分叫做TCP段（TCP Segment）。

在接收数据的时候，一个个TCP段被重组成原来的数据。

像这样，数据经过拆分，然后传输，然后在目的地重组，就叫拆包。所以拆包就是将数据拆分为多个TCP段传输。有时候，如果发往一个目的地的多个数据太小了，为了防止多次发送占用资源，TCP协议有可能将它们合并成一个TCP段发送，在目的地再还原成多个数据，这个过程叫做粘包。所以粘包就是将多个数据合并成一个TCP段发送。

TCP Segment，下面是一个TCP段的格式：

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TCP拆包和粘包的作用是什么

1、Source Port 、Destination Port 描述的是发送端口号和目标端口号，代表发送数据的应用程序和接收数据的应用程序

2、Sequence Number和Acknowledgment Number 是保证稳定性的关键因素，

3、Data Offset是一个偏移量，TCP Header部分的长度是可变的，因此需要一个数值描述数据是从哪个节点开始的。

4、Reserved是很多协议涉及都会保留的一个区域，方便后期的扩展。

5、URG/ACK/PSH/RST/SYN/FIN是标志位，用于描述TCP段的行为，也就是TCP封包的具体作用是干啥的。

5.1URG，代表一个紧急的操作，比如是远程用户操作的Ctrl+C，

5.2ACK，代表响应，所有的消息都必须有ACK，这是确保稳定性的一环。

5.3PSH，代表发送数据

5.4SYN，代表发送同步请求，申请握手

5.5FIN，代表结束请求，也是挥手。

以上这个5个标识位，每个占一个比特，可以混合使用，比如ACK+SYN可以同时为1，代表，同步请求和响应请求被合并了。

6、Window也是TCP保证稳定性并进行流量控制的工具，

7、Checksum 是校验和，用于校验 TCP 段有没有损坏

8、Urgent Pointer 指向最后一个紧急数据的序号（Sequence Number）。它存在的原因是：有时候紧急数据是连续的很多个段，所以需要提前告诉接收方进行准备。

9、Options 中存储了一些可选字段

10、Padding 存在的意义是因为 Options 的长度不固定，需要 Pading 进行对齐。

对于传输数据，稳定性要求数据无损的传输，也就是说拆包获得数据，又需要恢复到原来的样子，所以就要保证顺序行。这个主要是通过这两个值来保证。

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TCP拆包和粘包的作用是什么

上图中，发送方发送了100个字节的数据，而接受说明到（Seq=100和Seq=0）两个封包，都是针对发送方（Seq=0）这个封包的。发送100个字节，所以接收到的ACK刚好是100，说明（Seq=0和Seq100）这两个封包是针对接收到第100个字节数据后，发送回来的。这样来确定顺序。对于字节数是200的数据，返回的ACK也是200，所以这个就排列到ACK=300，的前面。而对于字节数是500的字节的数据，返回的ACK应该也是500，所以他排在ACK=300的后面。

所以这个顺序的排列是根据SequenceNumber 和AcknowledgementNumer 两个值共同决定的。

SequenceNumber 和Acknowledgement Number

在TCP协议中的设计当中，数据被拆分成很多个部分，部分增加了协议头。合并成一个TCP段，进行传输，这个过程，叫做拆包。这些TCP段经过复杂的网络结构，由底层的IP协议，负责传输到目的地，然后进行重组。

总结，TCP拆包的作用是将任务拆分处理，降低整体任务出错的概率，以及减小底层网络处理的压力。拆包过程需要保证数据经过网络的传输，又能恢复到原始的顺序。这中间，需要数学提供保证顺序的理论依据。TCP利用（发送字节数和接收字节数）的唯一性来确定封包之间的顺序。粘包是为了防止数据量过小，导致大量的传输，而将多个TCP段合并成一个发送。