关于UDP接收icmp端口不可达(port unreachable)

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

本篇分为3部分

1：报文格式

2：产生的原因

3：linux协议栈如何处理

4：应用层如何获取

1：

报文如下，10.30.13.1往10.30.16.10的80端口发送了一个UDP报文，80端口其实监听的是TCP。

服务器回复了一个类型为端口不可达的ICMP，ICMP数据部分就是请求UDP ip层及其以上的数据。

2：原因

   首先原因就是接收udp报文的服务器对应的端口没有开启UDP服务器。注意这里的描述，并不是端口没有开启服务，而是没有开启UDP服务，如果开启了TCP服务，照样也会回port unreachable。

3：Linux内核对UDP处理：

（1）：作为服务器接受到一个UDP请求：

首先，做为服务器，当一个报文经过查路由，目的ip是上送本机的时候，经过netfilter 判决后，

调用ip_local_deliver_finish，它根据ip头中的协议类型(TCP/UDP/ICMP/……)，调用不同的4层接口函数进行处理。所以之前说了，即使开启了TCP服务，服务器建立的socket的hash和udp超找socket的hash不一致，也会回端口不可达。

对于udp而言，handler 是udp_rcv，它直接调用了__udp4_lib_rcv，查找相应的sock，

如果sk不存在if(sk != NULL)，就回复icmp destination unreachable（这就是服务器没有对应端口接受UDP的处理流程），函数非常简单

    所以作为服务器，收到一个目的端口并未监听的报文，直接回复端口不可达。

那么作为客户端，如何处理服务器回复的 端口不可达 报文呢？

起始当初想法很简单，我认为，不同的协议之间是不会干涉的，即TCP和UDP直接是不会干涉的。

何况这种不伦不类的icmp？后来想错了。

（2）作为客户端收到ICMP端口不可达的回复：

    作为客户端，端口不可达报文进入ip_local_deliver_finish，它调用icmp_rcv函数，进行处理。（其实这也是当初我认为客户端udp不会对端口不可达数据进行相应的原因，因为udp处理流程是udp_rcv）。

    实际上icmp_rcv函数最重要的是 它调用了：icmp_pointers[icmph->type].handler(skb);

handler = icmp_unreach

icmp_unreach函数最终的一步，就是它最后一步：

是不是很像ip_local_deliver_finish？

是很像，只是ip_local_deliver_finish中，调用了ipprot->handler，而这里调用了ipprot->err_handler

对于udp，err_handler = udp_err = __udp4_lib_err

在该函数中，只有进入如下的流程，应用程序才会反应：

__udp4_lib_err先根据skb->data中dip和sip，查找socket，skb->data是icmp的负载

故先调用 __udp4_lib_lookup 查找socket，传参时，sip和dip需要反一下。

__udp4_lib_err：

先决条件是inet->recverr为非0，或者inet->recverr为0但是udp处于TCP_ESTABLISHED状态。

否则应用程序休想收到该端口不可达的数据，应用程序就等着read超时吧。所以说，为了获取udp端口不可达的情况

有2种方法：

（1）：

int val = 1;

setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_RECVERR , &val,sizeof(int));

（2）：

对udp进行connect操作，并且将sendto改成send

4：

udp获知端口不可达的源程序（方法1：设置Socket选项；方法2：对UDP进行Connect）

注意，阻塞情况下，recvfrom会阻塞，即使收到端口不可达消息，也会阻塞。但是经过 方法1 和 方法2后，recvfrom会返回，返回值是-1，然后 判断errno是否是ECONNREFUSED来判断是否收到端口不可达消息。

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
unsigned char revc_buf[1024];
 
int main()
{
	int fd,ret,recv_len,size=1024;
	struct sockaddr_in server_addr,addr;
	int val = 1;
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.2.254");
	server_addr.sin_port = htons(77);
	
	fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
	if(fd < 0)
	{	
		perror("socket fail ");
		return -1;
	}
	
	printf("socket sucess\n");
 
        //方法1
	#if 1
	setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_RECVERR , &val,sizeof(int));
	if(sendto(fd, "nihao", strlen("nihao"), 0, (const struct sockaddr *)&(server_addr), sizeof(struct sockaddr_in))<0)
	{
		perror("sendto fail ");
		return -1;
	}
	printf("sendto sucess\n");
	recv_len = recvfrom(fd, revc_buf, sizeof(revc_buf), 0, (struct sockaddr *)&addr, (int *)&size);
	if (recv_len == -1)
	{
		if (errno == ECONNREFUSED)
		{
			printf("Recv port unreachable\n");
		}
	}
	//方法2
	#elif 0
	ret = connect(fd, (const struct sockaddr *) &(server_addr), sizeof (struct sockaddr_in));
	if(ret < 0)
	{
		printf("connect fail\n");
		return -1;
	}
	
	ret = send(fd, "ni hao", strlen("nihao"),0);
	if(ret < 0)
	{
		printf("write fail\n");
		return -1;
	}
	
	ret = recvfrom(fd, revc_buf, sizeof(revc_buf), 0, (struct sockaddr *)&addr, (int *)&size);
	if (ret == -1) {
		if (errno == ECONNREFUSED)
		{
			printf("Recv port unreachable\n");
		}
	}
 
	#endif
	close(fd);
	
	return 0;
}

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