Протокол UDP (User Datagram Protocol) обеспечивает передачу дейтаграмм в сетях IP. Реализация UDP в Linux соответствует спецификации RFC 768¹. Протокол обеспечивает передачу дейтаграмм без организации прямых соединений и без гарантии доставки пакетов. При передаче пакетов может нарушаться порядок доставки, некоторые пакеты могут теряться, а некоторые дублироваться. Для обнаружения ошибок при передаче пакетов протокол UDP использует контрольные суммы в заголовках пакетов.

При создании сокета UDP адреса (локальный и удаленный) не указываются. Дейтаграммы можно передавать сразу же после создания сокета с помощью функций sendto и sendmsg, которым в качестве параметра передается корректный адрес получателя. При вызове для сокета функции connect устанавливается принятый по умолчанию адрес получателя и дейтаграммы можно передавать с помощью функций send и write без указания адреса получателя. Если дейтаграммы нужно передавать по другим адресам, можно использовать функции sendto и sendmsg. Для приема входящих пакетов сокет должен быть связан с локальным адресом с помощью функции bind. Если функция вызвана без локального адреса, сокет связывается с первым свободным портом из числа указанных в net.ipv4.ip_local_port_range и адресом INADDR_ANY.

Все операции приема возвращают только один пакет. Когда размер пакета меньше размера буфера, возвращается только часть буфера, содержащая пакет. Если пакет превышает размер буфера, часть пакета отсекается с установкой для этого пакета флага MSG_TRUNC. Режим MSG_WAITALL реализацией протокола не поддерживается.

Опции IP могут передаваться или приниматься с использованием стандартных способов, описанных для протокола IP. Для обработки опций ядром требуется наличие соответствующих флагов SysCtl, но пользовательским программам опции будут передаваться в любом случае.

При установленном флаге MSG_DONTROUTE для передаваемых дейтаграмм адрес получателя должен быть связан с локальным интерфейсом и пакет может передаваться только через этот интерфейс.

UDP фрагментирует пакеты, когда общий размер превышает значение MTU² для интерфейса. Более эффективным способом является определение MTU для маршрута доставки с помощью опции IP_PMTU_DISCOVER.

Формат адреса

Протокол UDP использует формат адресов Ipv4, передаваемых в структурах sockaddr_in.

Обработка ошибок

Сообщения о всех критических ошибках будут передаваться пользователю с возвратом кода ошибки даже в тех случаях, когда сокет не подключен. К числу критических ошибок относятся и асинхронные ошибки в сети. Приложение может также получать сообщения об ошибках для пакетов, которые были ранее отправлены в сеть с использованием данного сокета. Такое поведение отличается от большинства реализаций BSD, которые никогда не передают ошибок для неподключенных сокетов. Реализация Linux соответствует требованиям RFC 1122³.

Для обеспечения совместимости со старыми версиями можно установить опцию сокета SO_BSDCOMPAT, обеспечивающую получение сообщений об ошибках⁴ только при подключенном сокете. Однако более эффективным решением будет замена старого кода, не обеспечивающего корректную обработку ошибок. Сообщения о локальных ошибках передаются в любом случае.

При включенной опции IP_RECVERR все сообщения об ошибках сохраняются в очереди сокета и могут быть прочитаны с помощью функции recvmsg, которой передается флаг MSG_ERRQUEUE.

Операции IOCTL

Функция ioctl позволяет определить размер ожидающей дейтаграммы и количество данных в очереди передачи в байтах.

Таблица 1 Операции IOCTL для протокола UDP

Кроме того, поддерживаются все операции IOCTL, определенные для IP и socket.

Коды ошибок

Модуль UDP может возвращать все коды ошибок, определенные для IP и socket.

Таблица 2 Сообщения об ошибках для протокола UDP