UDP(7)

ИМЯ
udp - протокол UDP (User Datagram Protocol) для IPv4

ОБЗОР
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/udp.h>

udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

ОПИСАНИЕ
Это реализация протокола пользовательских датаграмм (User Datagram Protocol, UDP), который описан в RFC 768. Он обеспечивает ненадежную передачу датаграмм без установления соединения. При пересылке пакеты могут дублироваться, а их порядок может быть нарушен. UDP генерирует и проверяет контрольные суммы, чтобы отловить ошибки передачи.

При создании UDP-сокета его локальный и удалённый адрес не указываются. Датаграммы могут быть посланы немедленно с помощью sendto(2) или sendmsg(2) с правильным адресом назначения в качестве аргумента. Когда для сокета вызывается connect(2), то устанавливается адрес назначения по умолчанию и с этого момента датаграммы могут отсылаться с помощью send(2) или write(2) без указания адреса назначения. При этом всё ещё сохраняется возможность послать пакет другому адресату, передавая его адрес через вызовы sendto(2) или sendmsg(2). Для получения пакетов сокет сначала можно привязать к локальному адресу с помощью bind(2). В противном случае сокетный уровень автоматически присвоит свободный локальный порт из диапазона, заданного в /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range, и привяжет сокет к INADDR_ANY.

Все операции приёма возвращают только один пакет. Если пакет меньше, чем размер буфера приема, то он возвращается целиком; если пакет больше, то он обрезается и устанавливается флаг MSG_TRUNC. Флаг MSG_WAITALL не поддерживается.

Параметры IP могут быть посланы или получены при помощи параметров сокета, описанных в ip(7). Они обрабатываются ядром, только если включён соответствующий параметр в /proc (но даже если он отключен, параметры всё равно передаются пользователю). Смотрите ip(7).

Если при отсылке установлен флаг MSG_DONTROUTE, то адрес назначения должен указывать на адрес локального интерфейса, и пакеты посылаются только на этот интерфейс.

По умолчанию, Linux UDP выполняет обнаружение MTU (Maximum Transmission Unit) пути. Это означает, что ядро будет следить за MTU до IP-адреса назначения и возвращать EMSGSIZE, если запись пакета UDP превысит это значение. Когда это происходит, приложение должно уменьшить размер пакета. Также обнаружение MTU пути можно выключить с помощью параметра сокета IP_MTU_DISCOVER или в файле /proc/sys/net/ipv4/ip_no_pmtu_disc; подробней смотрите в ip(7). При отключении обнаружения UDP фрагментирует исходящий пакет, если его общий размер превышает MTU интерфейса. Однако по соображениям производительности и надёжности отключение не рекомендуется.

  Формат адреса
В UDP используется формат адреса IPv4 sockaddr_in, который описан в ip(7).

  Обработка ошибок
Все критические ошибки передаются пользователю в виде кода ошибки, который возвращается, даже если сокет не был соединен. Это относится также и к асинхронным ошибкам, при работе с сетью. Вы можете получить ошибку, относящуюся к предыдущим пакетам, посланным на том же сокете. Такое поведение отличается от поведения многих других реализаций BSD-сокетов, которые никогда не передают коды ошибок, если на сокете не установлено соединение. Поведение Linux в этом случае соответствует RFC 1122.

Для совместимости со старым кодом в Linux 2.0 и 2.2 можно установить параметр SOL_SOCKET равным SO_BSDCOMPAT, чтобы получать ошибки при работе с сетью, только если сокет был соединён (кроме ошибок EPROTO и EMSGSIZE). Ошибки, возникшие локально, передаются всегда. Поддержка данного параметра сокета была удалена в более новых ядрах; подробней смотрите в socket(7).

Если включён параметр IP_RECVERR, то все ошибки хранятся в очереди ошибок сокета и могут быть получены с помощью вызова recvmsg(2) с установленным флагом MSG_ERRQUEUE.

  Интерфейс /proc
Системные настройки параметров UDP доступны через файлы в каталоге /proc/sys/net/ipv4/.

udp_mem (начиная с Linux 2.6.25)
    Вектор из трёх значений, управляющий количеством страниц, выделенных для очереди под все сокеты UDP.

    min При значении ниже этого количества страниц UDP не беспокоится о том, как потребляется память. Когда количество памяти, выделенной для UDP, превышает это значение, UDP начинает регулировать расход памяти.

    pressure
        Формат этого значения совпадает с tcp_mem (смотрите tcp(7)).

    max Количество страниц, выделенных для очереди под все сокеты UDP.

    Значения по умолчанию этих трёх параметров вычисляются при запуске ОС исходя из количества имеющейся памяти.

udp_rmem_min (integer; значение по умолчанию: PAGE_SIZE; начиная с Linux 2.6.25)
    Минимальный размер (в байтах) буферов приёма, используемых сокетами UDP в режиме регулирования. Каждый сокет UDP может использовать этот объём принимаемых данных, даже если общее количество страниц сокетов UDP превышает ограничение udp_mem.

udp_wmem_min (integer; значение по умолчанию: PAGE_SIZE; начиная с Linux 2.6.25)
    Минимальный размер (в байтах) буферов отправки, используемых сокетами UDP в режиме регулирования. Каждый сокет UDP может использовать этот объём отправляемых данных, даже если общее количество страниц сокетов UDP превышает ограничение udp_mem.

  Параметры сокета
Для получения и задания параметров сокетов UDP используйте вызовы getsockopt(2) и setsockopt(2), соответственно. Значение аргумента уровня параметров должно быть равно IPPROTO_UDP. Если не указано обратного, значение optval является указателем на int.

В следующем списке представлены параметры только для сокетов UDP. О других параметрах, применимых к сокетам UDP, читайте в socket(7).

UDP_CORK (начиная с Linux 2.5.44)
    Если этот параметр установлен, то все выходные данные сокета накапливаются в одной датаграмме, которая отправляется после того, как параметр сбрасывается. Данный параметр не должен использоваться в переносимом коде.

  Вызовы ioctl
Данные ioctl доступны через вызов ioctl(2). Синтаксис:

    int value;
    error = ioctl(udp_socket, ioctl_type, &value);

FIONREAD (SIOCINQ)
    В качестве параметра ожидается указатель на integer. Возвращает размер (в байтах) следующей ожидающей датаграммы, помещая его по указанному адресу, или 0, если нет ожидающей датаграммы. Предупреждение: при использовании FIONREAD невозможно понять, есть ли ожидающие датаграммы или просто следующая датаграмма не содержит данных. В этих случаях безопасней использовать select(2), poll(2), или epoll(7).

TIOCOUTQ (SIOCOUTQ)
    Возвращает количество байт данных в локальной очереди отправки. Поддерживается только в Linux 2.4 и выше.

Дополнительно поддерживаются все ioctl, описанные в ip(7) и socket(7).

ОШИБКИ
При отправке или приёме на сокете UDP могут быть получены все коды ошибок, описанные в socket(7) или ip(7).

ECONNREFUSED
    С адресом назначения не связан ни один получатель. Эта ошибка может быть вызвана предыдущим пакетом, посланным через этот сокет.

ВЕРСИИ
Параметр IP_RECVERR появился в Linux 2.2.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
ip(7), raw(7), socket(7), udplite(7)

Протокол пользовательских датаграмм описан в RFC 768.
В RFC 1122 описаны требования к узлу.
В RFC 1191 описан процесс обнаружения MTU маршрута.