Şekil 7. UDP paketi bileşenlerinin açıklamaları

3.1. Örnek UDP paketi:

04 89 00 35 00 2C AB B4 00 01 01 00 00 01 00 00 00 00 00 00 04 70 6F 70 64 02 69 78 06 6E
65 74 63 6F 6D 03 63 6F 6D 00 00 01 00 01

UDP Header 04 89 00 35 00 2C AB B4
Data 00 01 01 00 00 01 00 00 00 00 00 00 04 70 6F 70 64 02 69 78 06 6E 65
74 63 6F 6D 03 63 6F 6D 00 00 01 00 01

Source Port 04 89
Destination Port 00 35
Length 00 2C
Checksum AB B4
Data DNS Message

 Başlık blokları iletimden önce veriye eklenir.Paket alındığında başlıklar işlenir ve paketten çıkarılır.Bu işlemler yığıt modelini tanımlar.Internet protokolleri yedi katmanlı ISO OSI modelinde yığıta benzer tanımlanır.

"User datagram" ları "IP processing" işleminden geçmek için IP yalancı başlığının önüne yapıştırılır. Bu işlem, "IP processing" koduna kaynak ve hedef adres, servis tipi ve UDP paket uzunluğunu sağlar.

UDP hata kontrolünün hesaplanması için, UDP başlığına bir "yalancı başlık (pseudo header)" eklenir.

4.1. Yalancı başlığın içeriği:

Şekil 8. Yalancı başlığın içeriği

IP sadece kendi başlığı üzerinde hata kontrol işlemi yapar. UDP verisi üzerinde hata kontrolü yapmaz. UDP ‘deki hata kontrolü sadece hatasız taşımanın bir ölçüsüdür. Yeniden gönderim veya güvenilirlik sağlamaz.

Yalancı başlık kaynak adres,hedef adres, protokol ve UDP uzunluğunu içeren kavramsal bir önektir.

Şekil 9. Örnek UDP yalancı başlığı [1]

IPv6 başlığıyla iletildiğinde hata kontrolü(checksum) opsiyonel değildir. Bu durumda yalancı başlık aşağıdaki gibidir.:

UDP paketleri internet üzerinde IP paketleri içinde taşınır:

7. IPv4 UDP Network Kodu

Aşağıdaki kod, IPv4 UDP network uygulaması için bir örnek teşkil eder.

Ana Fonksiyonlar

Aşağıdaki kodda çağrılan ana fonksiyonlar şunlardır:

• udp_connect
• udp_disconnect
• udp_recvmsg
• udp_v4_get_port

udp_connect(struct sock *sk, struct sockaddr *uaddr, int addr_len)

Bu fonksiyon,UDP soketi için doğru bağlantı bilgilerini yükler.UDP, bağlantısız bir protokol olduğundan, uzak bilgisayarla bilgi alışverişi yapmaz.(Yönlendirme,adres ve port numarası hariç. Bu veriler soket yapısında saklanır. )

7.1. Kod sunumu: Bu kodda UDP için yalnız INET domain desteği vardır.

	if (usin->sin_family != AF_INET) 
	  	return -EAFNOSUPPORT;

Network yönlendirme tablosundan alınan, hedef host için paket göndermede kullanılan yönlendirmenin tanımlanması. Bu bilgi soketin yaşam süresini göstermek için kullanılır.

	err = ip_route_connect(&rt, usin->sin_addr.s_addr, sk->saddr,
			       RT_CONN_FLAGS(sk), sk->bound_dev_if);
	if (err)
		return err;

Eğer kullanıcı, sokette kullnılacak kaynak adresi belirtmediyse, kaynak adresi yönlendirme ön bellek girişinden al, hedef adres ve portu belirle.

  	if(!sk->saddr)
	  	sk->saddr = rt->rt_src;		/* Kaynak adresi güncelle */
	if(!sk->rcv_saddr)
		sk->rcv_saddr = rt->rt_src;
	sk->daddr = rt->rt_dst;
	sk->dport = usin->sin_port;

Soket durumunu TCP_ESTABLISHED(normalde TCP kullanılmaz,fakat bu bölümde anlamlı bir değer bulunamadığından "connected" belirteci kullanılır.)Daha sonra, paket ID'sini şu anki saat değerine eşitler.(jiffies)

	sk->state = TCP_ESTABLISHED;
	sk->protinfo.af_inet.id = jiffies;

En son,yönlendirme ön bellek girişinden soket hedefini belirler.
	sk_dst_set(sk, &rt->u.dst);

udp_disconnect(struct sock *sk, int flags)

Bu fonksiyon, UDP "connection" da soketi parçalar. Basit bir fonksiyondur. İlk önce soketin durumu TCP_CLOSE durumuna getirilir, Hedef adres ve port numarası 0 yapılır.

	sk->state = TCP_CLOSE;
	sk->daddr = 0;
	sk->dport = 0;
	sk->bound_dev_if = 0;

Soket kilitli olmamak şartıyla, geçerli adres ve port bilgilerinin silinmesi

	if (!(sk->userlocks&SOCK_BINDADDR_LOCK)) {
		sk->rcv_saddr = 0;
		sk->saddr = 0;
	}
	if (!(sk->userlocks&SOCK_BINDPORT_LOCK)) {
		sk->prot->unhash(sk);
		sk->sport = 0;
	}

Son olarak, soketin hedef ön belleğinin silinmesi

	sk_dst_reset(sk);

udp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, int len, int noblock, int flags, int *addr_len)

İlk önce soketten mesajı al

	skb = skb_recv_datagram(sk, flags, noblock, &err);
	if (!skb)
		goto out;

Eğer paket kopyalama sırasında kısalmışsa, geçerli bayrağı yapıştır.

  	copied = skb->len - sizeof(struct udphdr);
	if (copied > len) {
		copied = len;
		msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
	}

Hata kontrolünden emin olun.

	if (skb->ip_summed==CHECKSUM_UNNECESSARY) {
		err = skb_copy_datagram_iovec(skb, sizeof(struct udphdr), msg->msg_iov,
					      copied);
	} else if (msg->msg_flags&MSG_TRUNC) {
		if (__udp_checksum_complete(skb))
			goto csum_copy_err;
		err = skb_copy_datagram_iovec(skb, sizeof(struct udphdr), msg->msg_iov,
					      copied);
	} else {
		err = skb_copy_and_csum_datagram_iovec(skb, sizeof(struct udphdr), msg->msg_iov);
		if (err == -EINVAL)
			goto csum_copy_err;
	}
	if (err)
		goto out_free;

Soketin içine paketin timestamp, kaynak adres ve port bilgilerinin yerleştirilmesi

	sock_recv_timestamp(msg, sk, skb);
	/* Adres kopyala. */
	if (sin)
	{
		sin->sin_family = AF_INET;
		sin->sin_port = skb->h.uh->source;
		sin->sin_addr.s_addr = skb->nh.iph->saddr;
		memset(sin->sin_zero, 0, sizeof(sin->sin_zero));
  	}
	if (sk->protinfo.af_inet.cmsg_flags)
		ip_cmsg_recv(msg, skb);
	err = copied;
out_free:
  	skb_free_datagram(sk, skb);
out:
  	return err;

Eğer pakette hata varsa, hata bilgilerini güncelle ve datagramı kuyruktan çıkar.

Bu fonksiyon soket için, kaynak port belirler. Eğer port numarası olarak 0 verilmişse, 1024-4999 sayıları arasından uygun bir port belirlenir. Aksi takdirde kullanıcı programı tarafından sorulan port alınmaya çalışılır.

	write_lock_bh(&udp_hash_lock);
	if (snum == 0) {
		int best_size_so_far, best, result, i;
		if (udp_port_rover > sysctl_local_port_range[1] ||
		    udp_port_rover < sysctl_local_port_range[0])
			udp_port_rover = sysctl_local_port_range[0];
		best_size_so_far = 32767;
		best = result = udp_port_rover;
		for (i = 0; i < UDP_HTABLE_SIZE; i++, result++) {
			struct sock *sk;
			int size;
			sk = udp_hash[result & (UDP_HTABLE_SIZE - 1)];
			if (!sk) {
				if (result > sysctl_local_port_range[1])
					result = sysctl_local_port_range[0] +
						((result - sysctl_local_port_range[0]) &
						 (UDP_HTABLE_SIZE - 1));
				goto gotit;
			}
			size = 0;
			do {
				if (++size >= best_size_so_far)
					goto next;
			} while ((sk = sk->next) != NULL);
			best_size_so_far = size;
			best = result;
		next:;
		}
		result = best;
		for(i = 0; i < (1 << 16) / UDP_HTABLE_SIZE; i++, result += UDP_HTABLE_SIZE) {
			if (result > sysctl_local_port_range[1])
				result = sysctl_local_port_range[0]
					+ ((result - sysctl_local_port_range[0]) &
					   (UDP_HTABLE_SIZE - 1));
			if (!udp_lport_inuse(result))
				break;
		}
		if (i >= (1 << 16) / UDP_HTABLE_SIZE)
			goto fail;
gotit:
		udp_port_rover = snum = result;
	} else {
		struct sock *sk2;
		for (sk2 = udp_hash[snum & (UDP_HTABLE_SIZE - 1)];
		     sk2 != NULL;
		     sk2 = sk2->next) {
			if (sk2->num == snum &&
			    sk2 != sk &&
			    sk2->bound_dev_if == sk->bound_dev_if &&
			    (!sk2->rcv_saddr ||
			     !sk->rcv_saddr ||
			     sk2->rcv_saddr == sk->rcv_saddr) &&
			    (!sk2->reuse || !sk->reuse))
				goto fail;
		}
	}
	sk->num = snum;
	if (sk->pprev == NULL) {
		struct sock **skp = &udp_hash[snum & (UDP_HTABLE_SIZE - 1)];
		if ((sk->next = *skp) != NULL)
			(*skp)->pprev = &sk->next;
		*skp = sk;
		sk->pprev = skp;
		sock_prot_inc_use(sk->prot);
		sock_hold(sk);
	}
	write_unlock_bh(&udp_hash_lock);
	return 0;
fail:
	write_unlock_bh(&udp_hash_lock);
	return 1;

8. Datagram Soketler ile Stream Soketler Arasındaki Farklar

Bu iki türün özellikleri ve aralarındaki temel farkları şöyle sıralayabiliriz:

1. Stream soketler verileri sıralı gönderir, datagram soketleri sıralı göndermeyebilir. (TCP protokolu, paketleri sıralı göndermeyi garanti eder. UDP garanti etmez. TCP paketlerin başlık bilgisinde sıra numarası vardır, UDP'de yoktur. TCP, her zaman sıradaki paketi ister. Örneğin 4 numaralı paket yerine 5 numaralı paket eline ulaşırsa karşı tarafa bunu bildirir ve 4'ü ister. 4'ü alınca da 5'ten önceye koyar.)

2. Stream soketler güvenlidir, Datagram soketler güvensizdir. (TCP protokolu güvenliği garanti eder, UDP garanti etmez. Çünkü TCP acknowledgement ile denetim yapar. Yani bir paketi gönderdiği zaman, karşı taraf paketi aldığını haber vermeden o paketi göndermiş saymaz kendini ve tekrar gönderir. ayrıca paketin doğru gidip gitmediğini anlamak için başlık bilgisinde checksum -kontrol bilgisi- tutar. UDP'de checksum tutar ancak checksum yanlışsa aynı paketi tekrar istemez.)

3. Stream soketler, işlem bitene kadar kesintisiz bir bağlantı kurar. Datagram soketler ise bağlantı kurmaz. Sadece veri göndereceği zaman bağlantı kurar ve işi bitince bağlantıyı koparır.

UDP her ne kadar kendisi paket güvenliğini denetlemese de bunu yazılımcı yapabilir. Örneğin TCP bir paketi gönderdiğinde karşı tarafın onu aldığını anlamak için acknowledgement bekler. UDP bunu yapmaz. Fakat bunu soket yazılımcısı yapabilir. Yazılımcı, gönderilen her pakete bir cevap bekleyerek bunu sağlar.