udp是不可靠、无连接的协议，不可靠是指不能检查到数据包是否安全到达对端，但应用程序可以做保证数据包到达的机制，udp是无连接的协议说明udp的开销小、数据包传输效率高,如果传输的数据小，创建连接的开销、保证数据包可靠发送需要做的工作比数据本身还有多，那么udp是一种好的选择。udp协议头包含有四部分：
(1)、源端口：16位表示取值范围是1-65535。
(2)、目的端口：也是16位。
(3)、长度：长度是16位表示，指udp数据包的整体长度，udp数据包最小是8个字节，所以它能发送的最大负载长度是65535-8。
(4)、校验和：udp的校验和用16位表示，是检验协议头和负载数据。
1、UDP协议头数据结构
udp协议头结构体是struct udphdr，结构体元素包括：源端口、目的端口、udp报文整体长度、数据包校验和。结构体定义在include/linux/udp.h文件中。
struct udphdr {
__be16 source; //源端口
__be16 dest; //目的端口
__be16 len; //数据包长度
__sum16 check; //校验和
};2、UDP控制缓冲区
在Socket BUffer的sk_buff结构体中有一个控制缓冲区，提供给tcp/udp协议头栈中各层协议存放私有数据，udp存放私有数据的结构体是struct udp_skb_cb,定义在include/net/udp.h中
struct udp_skb_cb {
union {
struct inet_skb_parm h4; //ipv4
#if defined(CONFIG_IPV6) || defined (CONFIG_IPV6_MODULE)
struct inet6_skb_parm h6; //ipv6
#endif
} header;
__u16 cscov; //udp校验和
__u8 partial_cov; //udp部分校验和
};
//访问缓冲区
#define UDP_SKB_CB(__skb) ((struct udp_skb_cb *)((__skb)->cb))h4、h6：分别是ipv4、ipv6的选项信息。
cscov：整个udp数据包的校验和。
partial_cov：部分数据的校验和。
udp缓冲区只能通过UDP_SKB_CB宏来访问。
3、udp套接字结构体
udp套接字结构体是struct udp_sock是描述了udp协议的专业特性，struct udp_sock包含了struct inet_sock，struct inet_sock是所有AF_INET地址族域套接字专用数据结构。struct udp_sock在struct inet_sock的基础是扩展了udp数据包需要的全部管理、控制信息。
struct udp_sock {
/* inet_sock has to be the first member */
struct inet_sock inet;
#define udp_port_hash inet.sk.__sk_common.skc_u16hashes[0] //struct inet_sock的数据域
#define udp_portaddr_hash inet.sk.__sk_common.skc_u16hashes[1]
#define udp_portaddr_node inet.sk.__sk_common.skc_portaddr_node
int pending; /* Any pending frames ? 当前是否有等待的数据包 */
unsigned int corkflag; /* Cork is required 是否要阻塞套接字*/
__u16 encap_type; /* Is this an Encapsulation socket? 是否是封装套接字*/
/*
* Following member retains the information to create a UDP header
* when the socket is uncorked.
*/
__u16 len; /* total length of pending frames 等待发送数据包的长度*/
/*
* Fields specific to UDP-Lite.
*/
__u16 pcslen; //轻套接字等待发送的数据包长度
__u16 pcrlen; //轻套接字等待接受的数据包长度
/* indicator bits used by pcflag: */
#define UDPLITE_BIT 0x1 /* set by udplite proto init function */
#define UDPLITE_SEND_CC 0x2 /* set via udplite setsockopt */
#define UDPLITE_RECV_CC 0x4 /* set via udplite setsocktopt */
__u8 pcflag; /* marks socket as UDP-Lite if > 0 轻套接字标志 */
__u8 unused[3];
/*
* For encapsulation sockets.
*/
int (*encap_rcv)(struct sock *sk, struct sk_buff *skb); //封装套接字的接受函数
};
4、udp协议和套接字层的接口
udp协议和套接字层有接口结构是struct proto，定义在net/ipv4/udp.c中，主要是管理套接字和接受发送数据包的处理函数，udp接受数据包时要确定是把数据包分配给那个套接字，以便把数据包放入套接字的接受队列中提供用户读取。udp上所有打开的套接字由udp_v4_hash函数注册到struct sock *udp_hash[UDP_TABLE_SIZE]哈希链表中，端口号就是查询哈希表的哈希值。udp和套接字层的接口struct proto udp_prot定义在net/ipv4/udp.c文件中。
struct proto udp_prot = {
.name = "UDP",
.owner = THIS_MODULE,
.close = udp_lib_close, //关闭套接字
.connect = ip4_datagram_connect, //初始化一个连接
.disconnect = udp_disconnect, //断开套接字
.ioctl = udp_ioctl,
.destroy = udp_destroy_sock,
.setsockopt = udp_setsockopt,
.getsockopt = udp_getsockopt,
.sendmsg = udp_sendmsg, //发送数据包到网络层接口
.recvmsg = udp_recvmsg, //接受应用层数据
.sendpage = udp_sendpage,
.backlog_rcv = __udp_queue_rcv_skb,
.hash = udp_lib_hash,
.unhash = udp_lib_unhash,
.rehash = udp_v4_rehash,
.get_port = udp_v4_get_port,
.memory_allocated = &udp_memory_allocated,
.sysctl_mem = sysctl_udp_mem,
.sysctl_wmem = &sysctl_udp_wmem_min,
.sysctl_rmem = &sysctl_udp_rmem_min,
.obj_size = sizeof(struct udp_sock),
.slab_flags = SLAB_DESTROY_BY_RCU,
.h.udp_table = &udp_table,
#ifdef CONFIG_COMPAT
.compat_setsockopt = compat_udp_setsockopt,
.compat_getsockopt = compat_udp_getsockopt,
#endif
};upd和套接字层的接口实现了对数据的收发、管理，在AF_INET协议族初始化的过程中完成注册，注册函数是int proto_register(struct proto *prot, int alloc_slab)，初始化函数是inet_init在net/ipv4/af_inet.c文件中。
static int __init inet_init(void)
{
struct sk_buff *dummy_skb;
struct inet_protosw *q;
struct list_head *r;
int rc = -EINVAL;
...
//注册tcp协议实例
rc = proto_register(&tcp_prot, 1);
if (rc)
goto out_free_reserved_ports;
//注册udp协议
rc = proto_register(&udp_prot, 1);
if (rc)
goto out_unregister_tcp_proto;
...
}5、udp协议和IP层之间的接口
udp协议和IP层之间的接口由struct net_protoco结构体描述，也是定义了一系列函数指针，主要的函数是接受IP层的数据包udp_rcv和处理ICMP错误信息函数udp_err。
static const struct net_protocol udp_protocol = {
.handler = udp_rcv, //接受IP层数据包函数
.err_handler = udp_err, //icmp错误处理函数
.gso_send_check = udp4_ufo_send_check,
.gso_segment = udp4_ufo_fragment,
.no_policy = 1,
.netns_ok = 1,
};也是在inet_init（）函数中调用inet_add_protocol注册的。
static int __init inet_init(void)
{
...
//注册传输层的处理函数到inet_protos全局数组中
if (inet_add_protocol(&icmp_protocol, IPPROTO_ICMP) < 0)
printk(KERN_CRIT "inet_init: Cannot add ICMP protocol\n");
//注册udp处理函数
if (inet_add_protocol(&udp_protocol, IPPROTO_UDP) < 0)
printk(KERN_CRIT "inet_init: Cannot add UDP protocol\n");
...
}