sockets - 当数据发送速度快于处理速度时，套接字将如何工作？

Question

我不太清楚 TCP 和套接字的一些细节机制。

一个客户端通过 TCP 连接到服务器，并向服务器发送数据。如果发送速度远大于处理速度会怎样？比如客户端每秒发送1MiB，而服务器每秒只能处理1 KiB，会不会导致系统内存崩溃？

我知道套接字 API 中有接收缓冲区大小设置：

1. 如果我设置了缓冲区大小但数据泛滥怎么办？
2. 如果我不设置接收缓冲区大小怎么办？

Answer 1

总之当服务器每秒只能处理1k时，客户端将没有机会每秒发送1M。这有两个原因：

• TCP有慢启动机制
• TCP 有一个窗口机制，TCP 连接的每一端都在不断地向另一端通告自己的接收能力。

客户端发送超过广告窗口大小的数据是没有意义的，因为服务器首先会丢弃超出其窗口大小的任何段，因此如果客户端忽略窗口大小。

缓冲区位于不同的层中。您可以通过套接字选项设置的缓冲区是套接字级别的缓冲区，它们不能直接控制 TCP 窗口大小。如果您不设置这些缓冲区，则会在套接字级别获得默认缓冲区大小。TCP 排队取决于是否接收到窗口大小的乱序数据包。如果它接收到按顺序排列的数据，它会触发套接字级别，然后才将数据推入套接字级别缓冲区，然后仅针对可用空间的数量。如果 TCP 无法将它收到的所有数据推送到套接字缓冲区，那么这将对计算 TCP 窗口大小的算法产生影响。此计算机制基于 TCP 缓冲区中剩余的字节数。

没有人会崩溃，无论是服务器还是客户端。

在客户端，可以高速发送，类似的事情会发生，因为 TCP 会根据服务器的广告窗口大小看到它不能在线路上放置太多数据。所以客户端发送缓冲区将填满。如果它已满，客户端套接字将在发送中阻塞（阻塞模式）或返回一个错误指示它会阻塞（非阻塞模式）。

所以这不仅仅说明会发生什么，而且我还试图解释为什么会发生这些事情以及它是如何实现的。

Answer 2

如果发送速度远大于处理速度会怎样？例如，如果客户端每秒发送 1 MiB，但服务器每秒只能处理 1 KiB……</p>

如果发送方处于阻塞模式，如果它比接收方领先太多，它将阻塞。

如果它处于非阻塞模式，send()将返回 -1errno == EAGAIN/EWOULDBLOCK.

会不会导致系统内存崩溃？

不。

我知道套接字 API 中有接收缓冲区大小设置：

1. 如果我设置了缓冲区大小但数据泛滥怎么办？

当接收缓冲区已满时，接收主机会告诉发送方停止发送。

2. 如果我不设置接收缓冲区大小怎么办？

您将获得默认尺寸。

Answer 3

网络层有拥塞控制算法来控制这些情况：-

1. 数据包排队和服务策略
2. 包丢弃策略等

在传输层（TCP），某些策略用于摆脱这种情况：-

1. 重传策略
2. 流量控制策略（在这里您将了解TCP 中的滑动窗口协议来控制数据流）
3. 超时判定等

综合以上几点，我希望您可能已经了解如果客户端试图淹没服务器会发生什么。

在以下情况下，根据上述因素进行调整/滑动窗口（在传输层）、抖动控制、减载（在网络层）等操作：

(i) 网络/路由器充斥着请求，或者，(ii) 传输层 (TCP) 的两个进程之间的数据流是不规则和错误的。