udp的简单整理

最近思考udp处理的一些细节，根据公开课，反复思考，终于有所理解，做整理备用。

0：简单汇总

1：udp是基于报文传输的，接收方收取数据时要一次性读完。

2：借助udp进行发包，发大包也是没有问题的，借助IP层ip分片。

===》ip分片可以发生在原始主机上，也可以发生在中间路由器上（MTU值）

===》ip分片后，可以再分片，中间根据MTU进行判断。

===》网络状态良好情况下问题不大，但是网络状况不好的话，如果分片后丢弃其中一个包，udp整个包就丢了。

3：有的路由器可以设置，udp包过大会丢弃（设置了不允许分包吗？）。

===》ip头部有个标志字段flag，可以设置不能分片，则路由器会丢包。

4：路由器会有小包优先发送的问题，因此，发送大包会有乱序问题（分片后先发后面包的策略吧？）。

===》这个是分片后先发的后面包吧。

5：用户层对udp做分包

===》网络状况不好时，依赖ip分包，丢一个包整个包会丢，增加了风险和延迟。

===》设置了udp底层不允许分包，必然丢包。

===》网络发生拥塞，路由器或者交换机可能丢弃较大包减轻压力。

需要关注：

===》在用户层对udp进行分包， 需要自定义协议以便组包，以及分析包的最大字节数。

===》组包乱序问题，走不同链路可能导致，路由器先发送小包可能导致。

6：udp数据报大小，最大65535字节（报文头2字节表示长度），64k = 64*1024=65535字节

1：udp发包，如果一次不读完，就读不到完整数据了。

//借助demo进行测试，分包后，发送如下，前四个包1400字节 最后一个891

//这里直接借助同一个虚拟机，客户端和服务端都运行在其上测试。

#抓包可以看到  收到五个包   前四个1428字节 最后 总共919字节
root@ubuntu:/home/ubuntu# tcpdump -i lo -vnn port 10000
tcpdump: listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), snapshot length 262144 bytes
10:33:04.369612 IP (tos 0x0, ttl 64, id 35196, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 1428)
    192.168.40.132.48617 > 192.168.40.132.10000: UDP, length 1400
10:33:04.369764 IP (tos 0x0, ttl 64, id 35197, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 1428)
    192.168.40.132.48617 > 192.168.40.132.10000: UDP, length 1400
10:33:04.369830 IP (tos 0x0, ttl 64, id 35198, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 1428)
    192.168.40.132.48617 > 192.168.40.132.10000: UDP, length 1400
10:33:04.369889 IP (tos 0x0, ttl 64, id 35199, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 1428)
    192.168.40.132.48617 > 192.168.40.132.10000: UDP, length 1400
10:33:04.369993 IP (tos 0x0, ttl 64, id 35200, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 919)
    192.168.40.132.48617 > 192.168.40.132.10000: UDP, length 891

#分析代码，如果服务端读数据的时候buffer缓冲区不够大，只读特定长度的数据，一个完整的包就只读了这部分，后面的数据就全不在了 
#这里分析了 最后客户端发送时的buffer内容 以及服务端接收buffer的内容，
#虽然有while循环，但是只读了一次，如果buffer不够，只读了一个发送报文的前部分，后面在读就从新的报文的前面了。

#===》所以 代码一次性要读完发送出来的一个完整的包

2：udp发包，发大包也没问题，ip底层会分片（发送端或者中间路由）。

==》可能多次分片

这里简单实现一个udp服务端的代码，在本地局域网和远端服务器上进行部署看看现象。

2.1 借助网络传输助手，在虚拟机上运行服务端，客户端用网络传输助手发送大包，抓包发现是一个包，并且，服务端正常打印了数据。

接收时recvfrom缓冲区设置的比较大，是20000

2.2 在远端云服务器上进行测试：同样的服务端代码运行在远端

这里遇到一个自己埋坑的点，看了好久，云服务器上要配置端口开放，配置安全组，配置完要加入到对应的云服务器环境中，我配置后，实际环境和配置的安全组不是一个，一直不通研究了半天。

如果用网络传输助手直接发一个比较大的包，发现也是能成功的。（这里的udpserver仅仅大的buffer接收）

我简单测试，发送了8次，发现8次都收到了，这里是手动，频率不高。

用代码测试，在本机虚拟机上发多个包给云服务器上demo

可以看到，前三次发2048个字节，最后一个335字节，可以看到有接收乱序的问题。

如果我给客户端的发送，多发送几次（这里3次），并且不等待，能明显看出乱序严重，有收到包。

===》这里说明超过MTU,借助ip分片，接收还是可以的，但是有乱序的问题

如果正常的包大小进行测试看看，小于MTU,这里用1400：

3：udp发包，假设路由器有设置不允许分片，或者设置不允许ip分片试试

如果我设置不允许分包，这里只是简单参考设置：

//这里我在客户端进行设置  然后发送前面的包1800  最后一个包符合
int val = IP_PMTUDISC_DO ;
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MTU_DISCOVER, &val, sizeof(val));

从抓包看，如果有这样的设置，那么大于MTU的包就直接丢弃了，sendto报时失败了，没有ip分片，不知道路由器中间有没有限制。

设置后，直接导致发送失败：

这里有个路径MTU的概念，以及设置ip不分片，有待研究。

汇总：

1：udp如果直接发大于MTU的包，一般网络状况好的情况下也不会有太大问题，当然有丢包概率。

2：udp发送时，有乱序的问题。

3：在网络状态不好的情况下，借助了ip分片，增大了丢包的概率。

4：路径MTU,以及中间路由器对包的丢包策略也是一个点，

5：为了防止丢包，乱序，以及中间路由器相关不可控问题，最好用户层进行拆包，拼包处理，以及相关的可靠性传输。

太多的技术栈来源于零声学院，工作之余，跟着研究一些工作之外的知识。

推荐：https://xxetb.xet.tech/s/2W52YR