目录

一.传输层

二.再谈端⼝号

三.UDP协议

3.1 UDP特点

3.2 面向数据报

3.3UDP的缓存区

3.4管理报文

3.4.1 描述

3.4.2 组织 

3.5 UDP使⽤注意事项

3.6 基于UDP的应⽤层协议

一.传输层

二.再谈端⼝号

端⼝号(Port)标识了⼀个主机上进⾏通信的不同的应⽤程序;

cat /etc/services

根据前面的知识,我们知道UDP是没有写入缓存区的,而UDP也因为它的8字节固定报头及报头带有报文的长度,所以可以数据报读取

3.4管理报文

UDP协议,一个OS内部一定有大量的报文,那么如何管理呢?先描述,再组织

UDP的内部结构体代码

#include <linux/types.h>
#include <linux/socket.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <net/ip.h>
#include <net/udp.h>
#include <net/tcp.h>
#include <net/icmp.h>
#include <net/igmp.h>
#include <net/ipv6.h>
#include <net/arp.h>
#include <net/dst.h>
#include <net/secpath.h>


struct sk_buff {
    /* 链表节点：用于将多个sk_buff链接成队列 */
    struct sk_buff  *next;
    struct sk_buff  *prev;

    /* 关联的套接字（如udp_sock/tcp_sock） */
    struct sock     *sk;
    /* 时间戳（数据包接收/发送时间） */
    struct skb_timestamp  tstamp;
    /* 数据包的输出/输入网卡设备 */
    struct net_device *dev;
    struct net_device *input_dev;

    /* 传输层及以上报头（TCP/UDP/ICMP等） */
    union {
        struct tcphdr  *th;    // TCP 报头指针
        struct udphdr  *uh;    // UDP 报头指针
        struct icmphdr *icmph; // ICMP 报头指针
        struct igmphdr *igmph; // IGMP 报头指针
        struct iphdr   *iph;   // IPv4 报头指针（也可能放在nh）
        struct ipv6hdr *ipv6h; // IPv6 报头指针（也可能放在nh）
        unsigned char  *raw;   // 原始字节指针（通用访问）
    } h;

    /* 网络层报头（IP/ARP等） */
    union {
        struct iphdr   *iph;   // IPv4 报头指针
        struct ipv6hdr *ipv6h; // IPv6 报头指针
        struct arphdr  *arph;  // ARP 报头指针
        unsigned char  *raw;   // 原始字节指针（通用访问）
    } nh;

    /* 链路层报头（MAC地址等） */
    union {
        unsigned char  *raw;   // 原始字节指针（通用访问）
    } mac;

    /* 路由相关信息（目的缓存） */
    struct dst_entry *dst;
    /* 安全路径（用于IPsec等） */
    struct sec_path  *sp;

    /* 以下字段必须在结构体末尾（内存分配相关） */
    unsigned int     truesize; // sk_buff实际占用的内存大小
    atomic_t         users;    // 引用计数（多模块共享时使用）
    unsigned char    *head;    // 缓冲区起始地址（整个内存空间的头）
    unsigned char    *data;    // 当前数据起始地址（报头/有效载荷的起始）
    unsigned char    *tail;    // 当前数据结束地址（有效载荷的末尾）
    unsigned char    *end;     // 缓冲区结束地址（整个内存空间的尾）
};

3.4.1 描述

描述UDP报头的那些属性跳过,我们直接看关于内存描述方面

 /* 以下字段必须在结构体末尾（内存分配相关） */
    unsigned int     truesize; // sk_buff实际占用的内存大小
    atomic_t         users;    // 引用计数（多模块共享时使用）
    unsigned char    *head;    // 缓冲区起始地址（整个内存空间的头）
    unsigned char    *data;    // 当前数据起始地址（报头/有效载荷的起始）
    unsigned char    *tail;    // 当前数据结束地址（有效载荷的末尾）
    unsigned char    *end;     // 缓冲区结束地址（整个内存空间的尾

这里的head等四个指针就是关于内存的描述

我们可以发现UDP的描述与内存与PCD和进程内存一样

解析head data tail end

• head是数据区的起始地址，end是数据区的结束地址，两者之间的区间就是sk_buff分配的整块线性缓冲区的总大小（包含了头空间、各层协议头、应用层数据、尾空间等所有部分）。
• 而实际被使用的 “有效数据” 范围，是由data（有效数据的起始）和tail（有效数据的结束）指针来确定的。

简单总结：

• head + end → 缓冲区总容量的边界；
• data + tail → 缓冲区中有效数据的边界。

因此当你打包数据,从顶往下封装时,就是data指针在不断移动,封装协议,而接收方解包则是相反的过程

将设我们上面data移动,再强转读取

这里data强转是为了把缓冲区地址映射成 UDP 协议头的结构体类型，方便直接操作协议头字段。

具体原因：

1. data本身是sk_buff里的字符指针（char *），它指向的是缓冲区的地址，但字符指针只能按字节访问数据；
2. 而 UDP 协议头是一个结构化的数据（struct udphdr），包含源端口、目的端口、长度、校验和等字段；
3. 把data强转成(struct udphdr *)后，就能以 “结构体成员” 的方式直接读写 UDP 协议头的字段（比如((struct udphdr *)data)->source获取源端口），而不用手动按字节偏移计算位置。

3.4.2 组织 

通过next prev两个1指针,将多个sk_buff形成队列,进行管理

  /* 链表节点：用于将多个sk_buff链接成队列 */
    struct sk_buff  *next;
    struct sk_buff  *prev;

3.5 UDP使⽤注意事项

3.6 基于UDP的应⽤层协议

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