TCP系列35—窗口管理&流控—9紧急机制

Posted 2020-08-17 lshs

一、概述

        我们在最开始介绍TCP头结构的时候，里面有个URG的标志位，还有一个Urgent Pointer的16bits字段。当URG标志位有效的时候，Urgent Poinert用来指示紧急数据的相对于TCP头中系列号Seq的位置，系列号和紧急指针值的和我们称呼为退出点(exit point)。应用程序写入数据的时候可以通过MSG_OOB的socket选项来指定紧急数据。实际上因为紧急数据只有一个指针来指示并没类似长度的字段，因此紧急数据也只能有1bytes。RFC6093已经建议不要在继续使用紧急数据了。当TCP接收端接收到URG标志位有效的报文的时候，接收端进入紧急模式(urgent mode)。在RFC6093之前，紧急指针有指向紧急数据对应的byte的，也有指向紧急数据的下一个byte的。RFC6093则规定Urgent Poniter用来指示紧急数据的下一个byte。Linux下则可以通过/proc/sys/net/ipv4/tcp_stdurg参数控制TCP接收到紧急指针时候的解析行为，该参数默认值为0，此时TCP按照RFC6093来解析紧急数据。当该参数设置为非0的时候，TCP则认为紧急指针指向了紧急数据对应的byte。

        在Socket编程中，紧急数据被称呼为out-of-band(OOB)数据，实际上TCP并没有实现真实的OOB能力。如果接收者要读取这样OOB数据，必须通过MSG_OOB选项来读取1byte的紧急数据，或者指定MSG_OOBINCLINE来让紧急数据随普通数据一起读取出来。

二、wireshark示例

1、紧急指针与window probe的交互

client端连续写入4000bytes、3000bytes、4000bytes、4000bytes、1byte紧急数据、1000bytes、休眠1500ms、最后在写入1byte的紧急数据

server端设置固定收窗口为7000，先休眠1000ms后读取出缓存中的全部数据，接着在休眠1000ms。然后读取处缓存中全部数据

最终client和server的交互如下图所示，window probe和延迟ACK等相关内容前面示例已经解释很多次了，此处不再解释

在下面图示中可以看到在有紧急指针数据的时候，persist定时器每次超时的时候会连续发送两个window probe报文，如No8和No9、No11和No12，linux实现上每次persist timer定时器超时，如果当前有紧急数据则会先以snd_una为系列号发送一个Len=0的probe报文，然后在以(snd_una-1)为系列号发送一个Len=0的报文。之前我们已经说过以(snd_una-1)为系列号的报文会被linux认定为无效系列号而直接丢弃，因此会在发送这个报文之前以snd_una为系列号发送一个报文指示紧急数据。但是实际上两个probe报文都指示了有效的紧急数据位置。例如No8报文指示的紧急数据的下一个byte系列号为7001+8001，No9报文指示的位置为7000+8002，可见两者指示的紧急数据的位置是相同的。但是同时注意到这两个报文中虽然指示了紧急指针的位置但是，对应位置的紧急数据并没有在这两个报文中传输。

另外注意No18的时候Urg=1001，然后client端写入1byte的紧急数据后，到No21的时候，Urg=2002，可见新写入的紧急数据会覆盖旧的紧急数据。

来自为知笔记(Wiz)