UDP协议详解：用户数据报传输与实现

TCP/IP卷2-23 UDP用户数据报协议详细讲解 TCP/IP协议族中的用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）是面向数据报的网络层协议，它提供了一个简单的、无连接的通信服务。当进程需要发送数据时，它并不预先建立连接，而是直接创建一个Internet域内的SOCK_DGRAM类型的套接字接口，这个接口默认是无连接的。发送数据时，进程需要明确指定目标IP地址和端口号，接收数据时也会包含发送方的信息。 23.1节介绍了UDP的基本工作原理。每次进程通过UDP发送数据，都会生成一个IP数据包，这种模式使得UDP特别适合对实时性要求较高的应用，如音频和视频流传输，因为无需等待确认和建立连接，减少了延迟。然而，这也意味着UDP不保证数据的有序到达，可能会有丢失或重复的数据包。 23.2节深入剖析了UDP的代码实现。章节中提到的9个UDP函数分布在两个C文件中，一个是定义UDP结构体的头文件（netinet/udpvar.h），另一个包含了UDP用户请求相关的函数（netinet/udp_usrreq.c）。这些函数包括系统调用、系统初始化、插口接收缓冲区管理、软件中断以及多个系统调用等，它们共同实现了UDP的收发功能。 此外，还提到了几个重要的全局变量，如UDPPCB表的表头（struct inpcb）、用于UDP检验和计算的标志位（int udp_cksum）、输入时存放发送方IP地址的struct sockaddr_in（udp_in）以及记录UDP统计信息的struct udpstat（udp_stats）。例如，udp_last_inpcb是一个指向最近收到数据报的指针，类似于一个“后缓冲”，而udp_recvspace则是与接收缓冲区空间相关的变量。 图23-1和图23-2展示了这些函数在系统架构中的位置，其中带阴影的椭圆代表本章讨论的核心函数，它们与内核其他函数紧密相连，共同确保了UDP协议的高效运作。 TCP/IP卷2-23章深入探讨了UDP的内部实现细节，包括其无连接特性、核心函数的作用、以及与系统资源的交互，这对于理解和使用UDP协议以及网络编程具有重要意义。