tcp中的带外数据

1.带外数据 

转自：https://www.cnblogs.com/c-slmax/p/5553857.html

传输层协议使用带外数据(out-of-band,OOB)来发送一些重要的数据，如果通信一方有重要的数据需要通知对方时，协议能够将这些数据快速地发送到对方。

TCP协议没有真正意义上的带外数据.为了发送重要协议,TCP提供了一种称为紧急模式(urgentmode)的机制。

TCP协议在数据段中设置URG位,表示进入紧急模式.接收方可以对紧急模式采取特殊的处理.很容易看出来,这种方式数据不容易被阻塞,

可以通过在我们的服务器端程序里面捕捉SIGURG信号来及时接受数据或者使用带OOB标志的recv函数来接受。

2.意义与使用情况

一个流套接口会有一个大量的数据队列等待发送到网络。在远程端点，也会有大量已接收的，却还没有被 程序读取的数据。

如果发送客户端程序由于一些原因需要取消已经写入服务器的请求，那么他就需要向服务器紧急发送一个标识取消的请求。如果向远程服务器发送 取消请求失败，那么就会无谓的浪费服务器的资源。

使 用带外数据的实际程序例子就是telnet,rlogin,ftp命令。前两个程序会将中止字符作为紧急数据发送到远程端。这会允许远程端冲洗所有未处理 的输入，并且丢弃所有未发送的终端输出。这会快速中断一个向我们屏幕发送大量数据的运行进程。ftp命令使用带外数据来中断一个文件的传输。

带外数据对应到TCP头部的紧急数据URG位。

3.发送端与接收端

3.1 发送端

1. 紧急数据是插在正常数据流中进行传输的 。

2. 一个紧急指针只指向一个字节的带外数据的后一个字节位置。
3. 即使数据的流动会因为TCP的流量控制而停止，紧急通知却总是无障碍的发送到对端TCP。

4. 带外字节会被标记为OOB。（怎么标记？在哪里标记？）

3.2 接收端

一旦有一个新的紧急指针到达，不论由紧急指针指向的实际数据字节是否已经到达接受端，以下两个动作都会发生 ：

1. 当接受到一个设置了URG标志的分节时，接受端检查紧急指针，确定它是否指向新的带外数据，比如：前面发送了两个包，只有第一个才会通知接受进程有新的带外数据到达。

2. 当有新的紧急指针到达时，接受进程被通知到。首先，内核会给接受套接字的属主进程发送SIGURG信号，前提是接受进程调用了 fcntl或者ioctl为这个套接字建立了属主，并且该属主进程为该信号建立了信号处理函数 。

3. 当由紧急指针指向的实际数据字节到达接受端TCP时，数据字节会有两个存储地区：一个是和普通数据一样的在线留存，另外一个是独立的单字节带外缓冲区，接受进程从这个单字节带外缓冲区读入数据的唯一方法是指定MSG_OOB调用recv，recvfrom，recvmsg。

4. 为何不直接将一个字节的紧急数据放在紧急指针哪里呢？

因为TCP数据包在ip层可能被拆包，成为多个数据段。一个包含紧急数据的数据包被拆成两个数据包，那么这两个包有的tcp头部有相同的紧急指针（和UGR）。如果将紧急数据直接放在紧急指针的内存处，那么将多出一个紧急数据！所以，不该将紧急数据放在TCP头部。

拆包后，多个数据段包含相同的头部，那么一个字节的紧急数据也会被包含在多个头部，就将多出一个紧急数据。

//那么多出紧急数据又有什么危害呢？

5.总结

带外数据概念实际上是向接收端传送三个不同的信息：

1.发送端进入紧急模式这个事实。要么是通过SIGURG信号或者select监听异常事件

2.带外字节的位置，也就是它相对于来自发送端的其余数据的发送位置：带外标记。

3.带外字节的实际值。既然TCP是一个不解释应用进程所发送数据的字节流协议，带外字节就可以是任何8位值。

1. 每个连接只有一个TCP紧急指针；
2. 每个连接只有一个带外标记；
3. 每个连接只有一个单字节的带外缓冲区