UDP-Lite 協議 (RFC 3828)¶

UDP-Lite 是一種標準跟蹤 IETF 傳輸協議，其特點是可變長度的校驗和。這對於透過無線網路傳輸多媒體（影片，VoIP）具有優勢，因為部分損壞的資料包仍然可以饋送到編解碼器中，而不會因校驗和測試失敗而被丟棄。

此檔案簡要描述了現有的核心支援和套接字 API。有關深入資訊，您可以參考

UDP-Lite 主頁: http://web.archive.org/web/%2E/http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gerrit/udp-lite/

從這裡，您還可以下載一些示例應用程式原始碼。

UDP-Lite HOWTO on http://web.archive.org/web/%2E/http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gerrit/udp-lite/files/UDP-Lite-HOWTO.txt

Wireshark UDP-Lite WiKi (帶有捕獲檔案): https://wiki.wireshark.org/Lightweight_User_Datagram_Protocol

協議規範, RFC 3828, http://www.ietf.org/rfc/rfc3828.txt

1. 應用¶

一些應用程式已成功移植到 UDP-Lite。 Ethereal（現在稱為 wireshark）預設情況下支援 UDP-Litev4/v6。

將應用程式移植到 UDP-Lite 非常簡單：只需更改套接字級別和 IPPROTO；傳送方還需要設定校驗和覆蓋長度（預設值 = 標頭長度 = 8）。詳細資訊在下一節中。

2. 程式設計 API¶

UDP-Lite 提供了一種無連線、不可靠的資料報服務，因此使用與 UDP 相同的套接字型別。事實上，從 UDP 移植到 UDP-Lite 非常容易：只需新增 IPPROTO_UDPLITE 作為 socket(2) 呼叫的最後一個引數，以便語句看起來像
s = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDPLITE);
或者，分別為
s = socket(PF_INET6, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDPLITE);
只需進行上述更改，您就可以執行 UDP-Lite 服務或連線到 UDP-Lite 伺服器。核心將假定您對使用部分校驗和覆蓋不感興趣，因此會模擬 UDP 模式（完全覆蓋）。

要利用部分校驗和覆蓋工具，需要設定一個套接字選項，該選項採用一個整數來指定覆蓋長度
傳送方校驗和覆蓋：UDPLITE_SEND_CSCOV

例如
int val = 20;
setsockopt(s, SOL_UDPLITE, UDPLITE_SEND_CSCOV, &val, sizeof(int));
將校驗和覆蓋長度設定為 20 位元組（12b 資料 + 8b 標頭）。每個資料包只有前 20 個位元組（加上偽標頭）將被校驗和。這對於具有 12 位元組基本標頭的 RTP 應用程式很有用。
接收方校驗和覆蓋：UDPLITE_RECV_CSCOV

此選項是接收方類似的選項。它是真正可選的，即不需要啟用具有部分校驗和覆蓋的流量。它的功能是作為流量過濾器：啟用後，它指示核心丟棄所有覆蓋範圍_小於_此值的資料包。例如，如果要保護 RTP 和 UDP 標頭，則接收方可以強制僅允許最小覆蓋範圍為 20 的資料包
int min = 20;
setsockopt(s, SOL_UDPLITE, UDPLITE_RECV_CSCOV, &min, sizeof(int));
對 getsockopt(2) 的呼叫是類似的。作為一種擴充套件而不是獨立的協議，所有從 UDP 已知的套接字選項都可以與以前完全相同的方式使用，例如 UDP_CORK 或 UDP_ENCAP。

UDP-Lite 校驗和覆蓋選項的詳細討論在第 IV 節中。

3. 標頭檔案¶

套接字 API 需要透過 /usr/include 中的標頭檔案提供支援

/usr/include/netinet/in.h 定義 IPPROTO_UDPLITE

/usr/include/netinet/udplite.h 用於 UDP-Lite 標頭欄位和協議常量

出於測試目的，以下內容可以用作 mini 標頭檔案
#define IPPROTO_UDPLITE       136
#define SOL_UDPLITE           136
#define UDPLITE_SEND_CSCOV     10
#define UDPLITE_RECV_CSCOV     11
適用於各種發行版的現成標頭檔案位於 UDP-Lite tarball 中。

4. 核心關於各種套接字選項的行為¶

要啟用除錯訊息，需要將日誌級別設定為 8，因為大多數訊息都使用 KERN_DEBUG 級別 (7)。

傳送方套接字選項

如果傳送方指定值 0 作為覆蓋長度，則模組假定完全覆蓋，傳輸覆蓋長度為 0 且校驗和正確的資料包。如果傳送方指定的覆蓋範圍 < 8 且與 0 不同，則核心假定 8 作為預設值。最後，如果指定的覆蓋長度超過資料包長度，則使用資料包長度代替覆蓋長度。

接收方套接字選項

接收方指定它願意接受的覆蓋長度的最小值。此處的值 0 表示接收方始終希望覆蓋整個資料包。在這種情況下，所有部分覆蓋的資料包都將被丟棄並記錄錯誤。

無法指定非法值 (<0 和 <8)；在這些情況下，假定預設值為 8。

所有覆蓋值小於指定閾值的資料包都將被丟棄，這些事件也會被記錄。

停用校驗和計算

在傳送方和接收方，始終會執行校驗和，並且無法使用 SO_NO_CHECK 停用。因此
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_NO_CHECK,  ... );
將始終被忽略，而
getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_NO_CHECK, &value, ...);
的值沒有意義（如 TCP 中）。校驗和欄位為零的資料包是非法的（參見 RFC 3828，第 3.1 節），並且將被靜默丟棄。

分片

校驗和計算遵循緩衝區大小和 MTU。 UDP-Lite 資料包的大小由傳送緩衝區的大小決定。傳送緩衝區的最小大小為 2048（在 include/net/sock.h 中定義為 SOCK_MIN_SNDBUF），預設值可配置為 net.core.wmem_default 或透過設定 SO_SNDBUF socket(7) 選項。傳送緩衝區的最大上限由 net.core.wmem_max 決定。

給定一個大於傳送緩衝區大小的有效負載大小，UDP-Lite 將有效負載分成幾個單獨的資料包，在每種情況下都填充發送緩衝區大小。

精確的值還取決於介面 MTU。介面 MTU 反過來可能會觸發 IP 分片。在這種情況下，生成的 UDP-Lite 資料包被分成幾個 IP 資料包，其中只有第一個包含 L4 標頭。

傳送緩衝區大小對校驗和覆蓋長度有影響。考慮以下示例
Payload: 1536 bytes          Send Buffer:     1024 bytes
MTU:     1500 bytes          Coverage Length:  856 bytes
UDP-Lite 將在兩個單獨的資料包中運送 1536 位元組
Packet 1: 1024 payload + 8 byte header + 20 byte IP header = 1052 bytes
Packet 2:  512 payload + 8 byte header + 20 byte IP header =  540 bytes
覆蓋資料包覆蓋第一個資料包中的 UDP-Lite 標頭和 848 位元組的有效負載，第二個資料包完全覆蓋。請注意，對於第二個資料包，覆蓋長度超過了資料包長度。在這種情況下，核心始終會將覆蓋長度重新調整為資料包長度。

作為將一個 UDP-Lite 資料包分成幾個小片段時會發生什麼的一個例子，考慮以下示例
Payload: 1024 bytes            Send buffer size: 1024 bytes
MTU:      300 bytes            Coverage length:   575 bytes

+-+-----------+--------------+--------------+--------------+
|8|    272    |      280     |     280      |     280      |
+-+-----------+--------------+--------------+--------------+
            280            560            840           1032
                                    ^
*****checksum coverage*************
UDP-Lite 模組生成一個 1032 位元組的資料包（1024 + 8 位元組標頭）。根據介面 MTU，這些被分成 4 個 IP 資料包（280 位元組 IP 有效負載 + 20 位元組 IP 標頭）。核心模組在將片段釋放到 IP 模組之前，對前兩個完整資料包的內容加上最後一個數據包的 15 個位元組求和。

要檢視 IPv6 分片的類似情況，請考慮連結 MTU 為 1280 位元組，寫入緩衝區為 3356 位元組。如果校驗和覆蓋率小於 1232 位元組（MTU 減去 IPv6/片段標頭長度），則只需要考慮第一個片段。使用更大的校驗和覆蓋長度時，需要對每個符合條件的片段進行校驗和。假設我們的校驗和覆蓋率為 3062。3356 位元組的緩衝區將分成以下片段
Fragment 1: 1280 bytes carrying  1232 bytes of UDP-Lite data
Fragment 2: 1280 bytes carrying  1232 bytes of UDP-Lite data
Fragment 3:  948 bytes carrying   900 bytes of UDP-Lite data
前兩個片段必須完全進行校驗和，最後一個片段只有 598 (= 3062 - 2*1232) 位元組進行校驗和。

雖然正確處理這些情況很重要，但它們（令人惱火地）很少見：UDP-Lite 旨在最佳化無線（或通常嘈雜的）鏈路上的多媒體效能，因此可能需要更小的覆蓋長度。

5. UDP-Lite 執行時統計資訊及其含義¶

異常和錯誤情況以 KERN_DEBUG 級別記錄到 syslog。有關 UDP-Lite 的即時統計資訊可在 /proc/net/snmp 中找到，並且（使用較新版本的 netstat）可以使用以下命令檢視
netstat -svu
這會顯示 UDP-Lite 統計變數，其含義如下。

InDatagrams

傳遞給使用者的總資料報數。

NoPorts

接收到未知埠的資料包數量。這些情況是單獨計數的（不作為 InErrors）。

InErrors

錯誤 UDP-Lite 資料包的數量。錯誤包括

內部套接字佇列接收錯誤

資料包太短（小於 8 個位元組或宣告的覆蓋長度超過接收到的長度）

xfrm4_policy_check() 返回錯誤

應用程式指定了比傳入資料包更大的最小覆蓋長度

校驗和覆蓋違反

錯誤的校驗和

OutDatagrams

傳送的資料報總數。

這些統計資料來自 UDP MIB（RFC 2013）。

6. IPtables¶

有針對 UDP-Lite 的資料包匹配支援以及對 LOG 目標的支援。如果您將以下行復制並貼上到 /etc/protocols 中
udplite 136     UDP-Lite        # UDP-Lite [RFC 3828]
然後
iptables -A INPUT -p udplite -j LOG
將生成到 syslog 的日誌輸出。丟棄和拒絕資料包也有效。

7. 維護者地址¶

UDP-Lite 補丁是在以下地址開發的

University of Aberdeen Electronics Research Group Department of Engineering Fraser Noble Building Aberdeen AB24 3UE; UK

當前的維護者是 Gerrit Renker, <gerrit@erg.abdn.ac.uk>。初始程式碼由 William Stanislaus, <william@erg.abdn.ac.uk> 開發。