帯域外データ

コンピュータネットワークにおいて、帯域外データとは、メインの帯域内データストリームとは独立したストリームを介して転送されるデータのことです。帯域外データメカニズムは、概念的に独立したチャネルを提供し、このメカニズムを介して送信されるデータは帯域内データとは分離して保持されます。帯域外データメカニズムは、別個のチャネルとエンドポイントを確立する必要はなく、データチャネルと伝送プロトコルの固有の特性として提供されるべきです。[ 1 ] 「帯域外データ」という用語は、通信業界で使用されている帯域外シグナリングに由来すると考えられます。[ 2 ]

例

リモートデータソースからリモート宛先へデータをトンネリングするネットワークアプリケーションを考えてみましょう。トンネリングされるデータは、任意のビットパターンで構成されている可能性があります。トンネルの送信側では、受信側へ通知する必要がある状況が発生する場合があります。しかし、受信側はデータソースから送信されたデータとメッセージを区別できないため、単純にメッセージを挿入するだけでは不十分です。帯域外メカニズムを使用することで、送信側は帯域外で受信側へメッセージを送信できます。受信側は帯域外データの到着を何らかの方法で通知され、帯域外データを読み取ることで、それがデータソースからのデータとは独立して、送信側から自分宛てのメッセージであることを認識できます。

実装

物理的に分離されたチャネルを使用して帯域外データ伝送を実装することも可能ですが、一般的に帯域外データは、通常のデータと同じチャネルを使用する伝送プロトコルによって提供される機能です。典型的なプロトコルでは、伝送するデータをブロックに分割し、各ブロックには、送信されるデータのタイプを識別するヘッダー ワードと、ブロックで送信されるデータ バイト数またはワード数が含まれます。ヘッダーは、データが帯域内か帯域外かを識別し、その他の識別情報やルーティング情報も提供します。受信側では、プロトコルがヘッダーを確認し、帯域内であれば通常の受信エンドポイントにデータをルーティングし、帯域外であれば別のメカニズムにルーティングします。実装によっては、帯域外データが到着したときに受信側アプリケーションに通知したり、割り込んだりするメカニズムが存在する場合があります。

帯域外データメカニズムを含む最も一般的に使用されているプロトコルは、インターネットの伝送制御プロトコル（TCP）です。このプロトコルは、伝送データストリーム内の特定のデータを帯域外としてマークする「緊急ポインタ」を用いて帯域外データを実装します。残念ながら、RFC 793とRFC 1122の間には長年にわたる矛盾があり、TCPのこの機能の有用性が制限されています。[ 3 ]それでも、この機能は特定の標準アプリケーションプロトコル、特にTelnetプロトコルで使用されています。[ 4 ]

Unix系コンピュータでは、帯域外データは recv() システムコールで読み取ることができます。fcntl() システムコールの F_SETOWN コマンドを使用することで、プロセスまたはプロセスグループは、ソケット上で帯域外データが読み取り可能な状態になったときにSIGURGシグナルを受信するように設定できます。これは非同期I/Oの一種です。

ディスクドライブをコンピュータに接続するために一般的に使用されるシリアルATA（ Advanced Technology Attachment）プロトコルは、帯域外データプロトコルを実装しています。[ 5 ]

宇宙データシステム諮問委員会（CSDS）の宇宙データリンクプロトコルは、「コマンド」フラグを介して帯域外メカニズムを実装しています。このフラグが設定されている場合、受信データは、宛先に渡されるテレメトリ／テレコマンド情報ではなく、データリンク受信機によって解釈され、処理されます。[ 6 ]

問題

いくつかの情報源では、「帯域外データ」とは、帯域外データがキューイングされた帯域内データよりも優先されるべき特性を含むものと定義されています。[ 7 ] これは、TCP（RFC 793）が帯域外データメカニズムを「緊急データ」と呼んでいることからも裏付けられています。しかし、優先順位付けは帯域外データにとって必須の特性でも、必ずしも望ましい特性でもありません。さらに、TCPの実装によって、帯域外データの緊急性をどのように扱うかは大きく異なります。[ 1 ]

参照

  • Delimiter記号表現のレベルで見たインバンドおよびアウトオブバンドのデータを含みます。
  • デバイスのメンテナンスに専用の管理チャネルを使用する帯域外管理。
  • DOCSIS セットトップ ゲートウェイ(または DSG) は、帯域外データがケーブル セットトップ ボックスにどのように配信されるかを規定する仕様です。

参考文献

  1. ^ a b Len (2011年10月20日). 「帯域外データ、TCP緊急モード、オーバーラップI/O」 . Serverframework.com . 2014年2月21日閲覧。
  2. ^ 「第11章：シグナル伝達システム」ジョージ・メイソン大学。 2014年2月21日閲覧。
  3. ^ TCP緊急メカニズムの実装について。2.2節。ID draft-ietf-tcpm-urgent-data-01。
  4. ^ TELNETプロトコル仕様. doi : 10.17487/RFC0854 . RFC 854 .
  5. ^ Altera Corporation. 「AN-635-1.0 アプリケーションノート：AlteraデバイスへのSATAおよびSASプロトコルの実装」（PDF） . 2016年3月4日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2014年2月21日閲覧。
  6. ^ 「TC宇宙データリンクプロトコル」（PDF） CCSDS 232.0-B-1宇宙データシステム諮問委員会（ CCSDS） 2014年2月21日閲覧。
  7. ^ Stevens, W. Richard; Rago, Stephen A. (2005). 「16.7. Unix環境における高度なプログラミング：第2版」Addison-Wesley Professional. p. 960. ISBN 0201433079. 2014年2月21日閲覧。
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