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UDP(7)
UDP(7) Linux Programmer's Manual UDP(7)

名前

udp - IPv4 のユーザーデータグラムプロトコル

書式

#include <sys/socket.h>
 
#include <netinet/in.h>
 
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

説明

これは RFC 768 で記述されている User Datagram Protocol の実装である。 UDP はコネクションレスの、信頼性の低いデータパケットサービスである。パケットは到着前に並び替えられたり複製されたりする。 UDP は転送エラーを検出するためにチェックサムを生成・チェックする。
 
UDP ソケットが生成されるとき、ローカルアドレスやリモートアドレスは指定されない。正しい行き先アドレスを引数として sendto(2) や sendmsg(2) を呼べば、データグラムはただちに送信される。ソケットに対して connect(2) を呼ぶと、デフォルトの行き先アドレスが設定され、 send(2) や write(2) を使って、行き先アドレスの指定なしにデータグラムを送信できるようになる。この場合でも、行き先アドレスを sendto(2) や sendmsg(2) に渡せば、デフォルト以外のアドレスに送信可能である。パケットを受信するために、まずソケットを bind(2) を用いてローカルなアドレスにバインドさせることもできる。そうでない場合は、ソケット層は自動的に /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range で定義されている範囲の外で空いているローカルなポートを割り当て、ソケットを INADDR_ANY にバインドする。
 
受信動作はパケットを一つだけ返す。渡したバッファよりもパケットが小さければ、そのパケットの大きさのデータだけが返される。逆にバッファよりも大きい場合はパケットは丸められ、 MSG_TRUNC フラグがセットされる。 MSG_WAITALL はサポートしていない。
 
IP オプションは、 ip(7) に記述されているソケットオプションを用いて読み書きできる。これらは適切な /proc パラメータが有効な場合に限ってカーネルによって処理される (しかし無効になっている場合でもユーザーには渡される)。 ip(7) を参照のこと。
 
MSG_DONTROUTE フラグが送信時にセットされている場合には、行き先アドレスはローカルなインターフェースアドレスから参照できなければならない。パケットはそのインターフェースにしか送られない。
 
デフォルトでは、Linux の UDP は Path MTU Discovery を行う。つまり、カーネルは特定の宛先 IP アドレスの MTU (Maximum Transmission Unit;最大転送単位) を記録し、UDP パケットの書き込みが MTU を超えた場合 EMSGSIZE を返す。 EMSGSIZE を返された場合、アプリケーションはパケットサイズを小さくすべきである。ソケットオプション IP_MTU_DISCOVER または /proc/sys/net/ipv4/ip_no_pmtu_disc ファイルを使って Path MTU Discovery を無効にすることもできる (詳細は ip(7) を参照)。 Path MTU Discovery を無効にした場合は、パケットサイズがインタフェースの MTU よりも大きいと UDP はそのパケットをフラグメント化して送出する。しかしながら、性能と信頼性の理由から Path MTU Discovery を無効にするのは推奨できない。

アドレスのフォーマット

UDP は IPv4 の sockaddr_in アドレスフォーマットを用いる。これは ip(7) に記述されている。

エラー処理

致命的なエラーは、たとえソケットが接続されていなくても、すべてエラー戻り値としてユーザーに渡される。これにはネットワークから受け取る非同期エラーも含まれる。同じソケットを使って送信した昔のパケットに関するエラーを受け取るかもしれない。この振る舞いは他の BSD ソケットの実装の多くとは異なる。これらではソケットが接続されていない場合はエラーを全く返さない。 Linux の振る舞いは RFC 1122 での指定に従ったものである。
 
Linux 2.0 と 2.2 では、古いコードとの互換性のために、 SO_BSDCOMPAT SOL_SOCKET オプションを設定すれば、ソケットが接続されている場合に限ってリモートのエラーを受信するようにできた ( EPROTO と EMSGSIZE を除く)。ローカルで生成されたエラーは常に渡される。このソケットオプションのサポートはそれ以降のバージョンの Linux で削除された。詳細は socket(7) を参照。
 
IP_RECVERR オプションが有効になっていると、すべてのエラーはソケットのエラーキューに保存される。これは MSG_ERRQUEUE フラグをセットして recvmsg(2) を呼べば受信できる。

/proc インタフェース

システム全体の UDP パラメータ設定には、 /proc/sys/net/ipv4/ ディレクトリ内のファイルの読み書きでアクセスできる。
udp_mem (Linux 2.6.25 以降)
これは 3 つの整数からなるベクトル値で、 UDP の全ソケットのキューで利用可能なページ数を制御する。
min
このページ数より少なければ、UDP はそのメモリ使用に関して干渉されない。 UDP に割り当てられたメモリ総量がこの値を超過すると、 UDP はメモリ使用量を調整し始める。
pressure
この値は tcp_mem の形式 ( tcp(7) 参照) と合わせるために導入された
max
UDP の全ソケットのキューで利用可能なページ数。
これらの 3 つの値のデフォルト値は、ブート時に利用可能なメモリ総量から計算される。
udp_rmem_min (integer;デフォルト値: PAGE_SIZE; Linux 2.6.25 以降)
メモリ使用量の調整中に、UDP ソケットが使用できる受信バッファの最小値 (バイト単位)。 UDP の全ソケットのページ使用量の合計が udp_mem pressure を超過している場合であっても、各 UDP ソケットはデータの受信にこのサイズ分だけは使用することができる。
udp_wmem_min (integer;デフォルト値: PAGE_SIZE; Linux 2.6.25 以降)
メモリ使用量の調整中に、UDP ソケットが使用できる送信バッファの最小値 (バイト単位)。 UDP の全ソケットのページ使用量の合計が udp_mem pressure を超過している場合であっても、各 UDP ソケットはデータの送信にこのサイズ分だけは使用することができる。

ソケットオプション

UDP ソケットオプションを設定または取得するには、取得には getsockopt(2) を、設定には setsockopt(2) をオプションレベル引数に IPPROTO_UDP を指定して呼び出す。
UDP_CORK (Linux 2.5.44 以降)
このオプションが指定されると、このソケットの全てのデータ出力は一つのデータグラムに蓄積され、このオプションが無効化された時に送信される。このオプションは移植性を考慮したコードでは用いるべきではない。

ioctl

以下に示す ioctl は ioctl(2) を使ってアクセスできる。正しい文法は以下の通り。


int value ;
error = ioctl( udp_socket , ioctl_type , & value );
FIONREAD ( SIOCINQ)
整数へのポインタを引き数に取り、そのポインタに、次の処理待ちのデータグラムのサイズをバイト単位で返す。処理待ちのデータグラムがない場合は 0 を返す。 警告: FIONREAD を使った場合、処理待ちのデータグラムがない場合と、次の処理待ちデータグラムが 0 バイトのデータの場合を区別することができない。この両者を区別したい場合は、 select(2), poll(2), epoll(7) を使う方が安全である。
TIOCOUTQ ( SIOCOUTQ)
ローカル送信キューにあるデータサイズをバイト単位で返す。 Linux 2.4 以上でのみ対応している。

さらに、 ip(7) と socket(7) で述べられている全ての ioctl も対応している。

エラー

socket(7) や ip(7) に記述されている全てのエラーが、 UDP ソケットの送受信で返される可能性がある。
ECONNREFUSED
行き先アドレスに関連づけられている受信者がいない。これは以前のパケットがそのパケットを上書き送信してしまっているからであることが多い。

バージョン

IP_RECVERR は Linux 2.2 の新しい機能である。

関連項目

ip(7), raw(7), socket(7), udplite(7)
 
RFC 768 : User Datagram Protocol
 
RFC 1122 : ホストの必要条件
 
RFC 1191 : path MTU discovery の記述

この文書について

この man ページは Linux man-pages プロジェクトのリリース 3.51 の一部である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は http://www.kernel.org/doc/man-pages/ に書かれている。
2010-06-13 Linux