带外数据(TCP-URG数据)的作用和发送方式.pdf

带外数据是TCP（传输控制协议）中用于紧急通知的一种机制。在TCP中，一般的数据流采用顺序传输，不保证传输速率和时延。而带外数据则提供了一种特殊的通道，使数据在不需要等待前面数据处理完成的情况下迅速发送，以便在紧急情况下快速传递重要信息。带外数据的发送和接收与普通数据的发送和接收在处理方式上有所不同，下面详细介绍带外数据的作用和发送方式。 TCP的带外数据是指TCP协议用来标示那些需要被优先处理的数据。这些数据通常用于通知接收方有重要的、需要立即处理的信息。TCP协议规定带外数据只能是单个字节，这一点与普通数据流以字节为单位顺序传输是有明显区别的。 带外数据标志是TCP协议控制的一种机制。当发送方需要发送带外数据时，会在数据段的头部URG位设置为1，并利用紧急指针指向带外数据的位置。紧急指针指向的位置是在带外数据字节之后的下一个字节，该指针用于指示接收方应该将哪个字节视为紧急数据。接收方在接收到设置了URG位的数据段后，需要立即处理紧急数据，并通过套接字接口函数用信号SIGURG通知应用程序。 OOB传输套接字例程通常涉及send()函数，当需要发送带外数据时，需要在函数的flag参数中加入MSG_OOB标志。这样，数据就会被TCP协议视为带外数据，并被迅速传递到网络上。虽然带外数据是单个字节，但是在发送时，它的传输和其他数据是一样的，不过由于它被标记为紧急数据，因此协议会优先处理。 TCP带外数据特性是在传输层面上，通过TCP的“紧急模式”来实现的。当应用程序使用带外数据发送机制时，TCP会将带外数据放置在下一个可用的发送缓冲区中，并设置紧急指针来指示紧急数据的位置。如果发送缓冲区已满，TCP可能会发送一个空数据段，仅包含URG标志和紧急指针，直到带外数据被成功发送。此外，TCP连接的紧急指针所指向的位置，实际上是在发送缓冲区中的下一位。如果带外数据是多字节的，那么只有最后一位会被视为带外数据。 TCP协议不为带外数据设立独立通道，紧急数据是插入到正常数据流中进行传送的。紧急指针所指示的位置实际上指向的是带外数据之后的字节，以确保紧急数据在正常数据流中可以被准确地识别。如果TCP数据段大小不足以包含整个带外数据，紧急指针的指向可能会超出数据段范围，但仍然会发送带有URG标记的数据段。 TCP的带外数据机制允许应用程序在不中断当前数据流的情况下，发送和接收紧急信息。这种机制在处理网络通信中的紧急事件时非常有用，例如在处理网络故障或安全威胁等紧急情况下，及时地传递重要信息。尽管带外数据在实际应用中不如普通数据流那么常见，但它为网络通信提供了一个额外的控制手段，增强了网络应用的灵活性和可控性。