带外数据(TCP URG数据)的作用和发送方式

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1、第6章带外数据第6章带外数据6.1TCP的带外数据6.2带外数据标志6.3OOB传输套接字例程6.4TCP带外数据特性习题第6章带外数据6.1TCP的带外数据TCP只支持一字节的带外数据，由数据包“码位”中的URG位和紧急指针(URG，UrgentPointer)共同标识。为了发送带外数据，TCP协议将其数据段的URG置位，并且利用紧急指针指向带外数据的位置。如图6-1所示，一个包含紧急数据的TCP数据段中的URG=1，紧急指针指向实际带外数据位置加1的位置。紧急指针的值为5，表示该数据段的数据中的第4个字节为紧急数据字节。第6章带外数据源端口目的端口序列号URG确认1紧急指针5

2、选项数据图6-1含有紧急数据的TCP数据段第6章带外数据TCP不提供独立的带外数据通道，紧急数据是插入正常数据流中进行传送的，紧急指针指出了这个紧急数据的位置。一旦用户发送带外数据，TCP协议将这个字节拷贝到套接字的发送缓冲区中，协议将立即发送一个设有URG标记的数据段，紧急指针指向带外字节下一个字节位置。套接字用信号SIGURG将紧急状态通知应用程序。如果TCP数据段大小不够，则这个数据段将不包含带外数据，紧急指针的指向将超过数据段的范围，但协议总会发送带有URG标记的数据段。因此当用户发送带外数据时，协议立即发送一个数据段，该数据段中设置了URG位。第6章带外数据由于TCP协

3、议没有为带外数据的传递专门设立通道，带外数据随着正常的字节流在通道中被传送，这就可能发送了URG标志，但没有包含带外数据的数据段。例如，当接收缓冲区已满，接收窗口大小为0时，如果应用程序发送带外数据，TCP协议将发送一个空数据段，这个数据段的URG被置位，并且设置紧急指针为带外数据在这个发送缓冲区的位置偏移，TCP协议在随后发送的数据段中均设置URG标志，直到带外数据被送出。第6章带外数据由于TCP协议没有为带外数据的传递专门设立通道，带外数据随着正常的字节流在通道中被传送，这就可能发送了URG标志，但没有包含带外数据的数据段。例如，当接收缓冲区已满，接收窗口大小为0时，如果应用

4、程序发送带外数据，TCP协议将发送一个空数据段，这个数据段的URG被置位，并且设置紧急指针为带外数据在这个发送缓冲区的位置偏移，TCP协议在随后发送的数据段中均设置URG标志，直到带外数据被送出。第6章带外数据TCP是由一种叫做“紧急模式(urgentmode)”的方法来传输带外数据的。假设一个进程向一个TCP套接字写入了n个字节的数据，数据被TCP套接字的发送缓冲区缓存，等待被发送到网络上。在图6-2中可以看见数据的排列。现在进程使用send()函数以MSG_OOB为参数，写入一个单字节的“带外数据”为字符“x”：send(sockfd,＂X＂,1,MSG_OOB);TCP协议

5、将数据放在下一个可用的发送缓冲区中，并设置这个连接的“紧急指针”指向下一个可用的缓冲区空间。图6-3表示了描述的这个状态，并将带外数据表示为“OOB”。第6章带外数据12…n…图6-2套接字发送缓冲区中的数据第6章带外数据OOB12…nX图6-3包含ODB数据第6章带外数据TCP的紧急指针指向的位置是在程序发送的OOB数据的后面。由图6-3所表示的TCP套接字的状态，得知下一个将要发送的数据是TCP的URG标志，发送完之后，TCP才会发送下面的带外数据的那个字节。但是，TCP一次发送的数据中，可能只包含了TCP的URG标志，却没有包含所要发送的OOB数据。发生这种情况取决于TCP

6、将要发送的数据队列中在OOB数据之前的数据的多少。如果在一次发送中，OOB前的数据已经占满了名额，则TCP只会发送URG标志，不会发送OOB数据，这是一个TCP紧急数据状态的重要特性：TCP的信息头指出发送者进入了紧急模式，但是紧急指针偏移处的数据并没有必要一定要发送出去。第6章带外数据设置了紧急指针无带外数据的TCP数据段，如图6-4所示。事实上，如果一个TCP套接字的流传送停止后，为了发送带外数据，系统会发送不包含数据的TCP数据包，里面仅标明这是一个带外数据。这正是使用带外数据的一个有利点：就算是通过TCP连接不能向对方发送数据的时候，也可以发送出一个带外数据的信号。第6章

7、带外数据源端口目的端口序列号URG确认1紧急指针选项nn＋1图6-4无带外数据的TCP数据段第6章带外数据如果像下面这样发送一个多字节的带外数据：send(fd,"123",3,MSG_OOB);因为TCP协议的紧急指针指向了数据最后一位的后面，所以只有最后一位数据("3")才被系统认为是“带外数据”。以上我们了解了发送方如何发送“带外数据”，下面介绍接收方是怎样接收“带外数据”的。第6章带外数据(1)当TCP收到一个URG标志的数据段时，TCP会检查紧急指针来验证它所指的数据是