UDP：用户数据报

UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议：进程的每个输出操作通常会产生一个UDP数据报，并组装成一份待发送的IP数据报。这与面向流的协议不同，如TCP，应用程序产生的数据与真正发送的单个IP数据报并不存在直接的关联。

相关的协议参考tcp/ip协议学习笔记(7)UDP用户数据报协议

UDP输入和输出以及轻量级UDP涉及以下文件：

include/net/udplite.h 定义轻量级UDP专用的函数等

include/linux/udp.h 定义UDP传输控制块等

net/ipv4/udp.c UDP协议的实现

net/ipv4/udplite.c 轻量级UDP的实现

net/core/sock.c 实现传输层通用的函数

net/ipv4/datagram.c 实现UDP的connect调用

net/ipv4/af_inet.c 网络层和传输层接口

UDP的输入与输出

UDP函数之间调用关系比TCP简单的多，和TCP一样，sock结构中的sk_receive_queue成员是UDP的接收队列，通常情况下，接收到UDP数据报会缓存到此，等待用户进程的读取。UDP接收到数据报后的处理要比TCP简单的多，通过校验的UDP数据报，根据类型做不同的处理后被添加到接收队列。

UDP传输控制块

[cpp] view plaincopy

1. struct udp_sock {  
2.     /* inet_sock has to be the first member */  
3.     struct inet_sock inet;  
4.     int      pending;   /* Any pending frames ? */  
5.     unsigned int     corkflag;  /* Cork is required */  
6.     __u16        encap_type;    /* Is this an Encapsulation socket? */  
7.     /* 
8.      * Following member retains the information to create a UDP header 
9.      * when the socket is uncorked. 
10.      */  
11.     __u16        len;       /* total length of pending frames */  
12.     /* 
13.      * Fields specific to UDP-Lite. 
14.      */  
15.     __u16        pcslen;  
16.     __u16        pcrlen;  
17. /* indicator bits used by pcflag: */  
18. #define UDPLITE_BIT      0x1        /* set by udplite proto init function */  
19. #define UDPLITE_SEND_CC  0x2        /* set via udplite setsockopt         */  
20. #define UDPLITE_RECV_CC  0x4        /* set via udplite setsocktopt        */  
21.     __u8         pcflag;        /* marks socket as UDP-Lite if > 0    */  
22.     __u8         unused[3];  
23.     /* 
24.      * For encapsulation sockets. 
25.      */  
26.     int (*encap_rcv)(struct sock *sk, struct sk_buff *skb);  
27. };  

struct inet_sock inet

udp_sock由inet_sock结构扩展而来

int pending

发送状态，其值只能是0或AF_INET，0表示数据已经从UDP套接口发送到IP层，可以继续调用sendmsg()发送数据，AF_INET表示UDP正在处理调用sendmsg()的发送数据，不需要处理目的地址、路由等信息，直接处理UDP数据

unsigned int corkflag

 0     有数据需要发送时，立即发送出去

非0    将UDP数据组成一个单一64KB的UDP数据报后将其发送出去，因此会有延迟
__u16 len

从UDP套接口发送数据到IP层时，标识待发送数据的长度

__u16pcslen
__u16   pcrlen

轻量级UDP，通过UDPLITE_SEND_CSCOV和UDPLITE_RECV_CSCOV选项设置，用于实现控制发送和接收校验和的执行

 0     表示对发送/接收的整个UDP-Lite数据包进行校验

>>=8   表示对发送/接收的UDP-Lite包的前pcslen/pcrlen个字节进行校验

其他值是非法的

UDP的状态

UDP的传输是没有状态的，但事实上，UDP和RAW也借用了TCP的一些值：在一个套接口创建之初，其状态是TCP_CLOSE，当UDP套接口调用connect()后，状态改变为TCP_ESTABLISHED，最后，关闭套接口时又置回TCP_CLOSE，RAW也一样。

轻量级UDP

2.6.20版本的Linux支持UDP-Lite。UDP-Lite协议相对较新，与UDP协议类似，但更适应网络差错率较大而应用对轻微差错不敏感的情况，例如实时视频播放等。那么UDP-Lite与传统的UDP有什么不同呢？传统的UDP协议对其负载(Payload)作完整的校验，如果其中的哪怕只有一位发生了变化，那么整个数据包就有可能被丢弃，在某些情况下，丢掉一个这样的包代价是非常大的，尤其当数据包比较大的时候。在UDP-Lite协议中，一个数据包到底需不需对其负载进行校验，或者是校验多少位都是由用户控制的，

Linux对UDP-Lite协议的支持也是通过在原来的UDP协议的基础上添加了一个setsockopt选项来实现控制发送/接收 Checksum Coverage的

int val = 20;

setsockopt(s, SOL_UDPLITE, UDPLITE_SEND_CSCOV, &val, sizeof(int));

int min = 20;

setsockopt(s, SOL_UDPLITE, UDPLITE_RECV_CSCOV, &min, sizeof(int));

创建一个轻量级UDP套接口很简单

s = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDPLITE);