通过单个套接字发送的UDP数据包是否保证按顺序发送？

Question

我意识到依靠UDP协议提供任何种类的顺序保证是一个坏主意，而应该使用TCP。 请不要回答暗示我使用TCP的答案。

我正在调试一些旧的网络代码，并且想知道套接字接口提供的排序保证是什么。 我所进行的设置包括一个运行Debian的Linux机器，该机器通过直接以太网电缆与嵌入式设备通信。 嵌入式设备无法容纳整个TCP堆栈，即使兼容，旧堆栈也太旧而无法重构。

具体来说，如果我的NIC配置了默认的单个pfifo_fast ，并且正在使用单个线程通过单个套接字在一个套接字上发送数据包，并且它们都具有相同的ToS ，那么在这种情况下，我是否保证我的所有数据包都是通过电线按我发送的顺序发送？

这是我在实践中观察到的行为，但是我没有找到任何保证该行为的标准（POSIX或其他方式），并且我想确保在上面列出的环境和假设下，这实际上是受支持的行为。

相反，如果我通过两个单独的套接字发送数据包，则会发现它们不是按照从应用程序代码发送数据包的顺序通过NIC发送的。 显然，内核保留对通过单独的套接字发送的数据包进行重新排序的权利，但在使用单个套接字的情况下却拒绝这样做。

据我了解，在套接字上调用send()会将数据包同步放入NIC的适当队列中。 队列的存在向我提出了顺序的概念（否则， 列表将是数据结构的更合适的名称）。 不管是否存在这样的订购保证，我对某种说明文档或规范的内容都很感兴趣。

Answer 1

无法保证这种行为，因为在一般情况下，这是不相关的，如user207421所述。 POSIX甚至是Linux都无法保证这种行为，因为在极其罕见的情况下，它必然会限制实现。 出于各种原因对数据包进行重新排序是很常见的，并且出于性能或其他原因（例如，数据包过滤或QoS）而允许Linux这样做可以提高吞吐量。

即使发送方确实保证了这种行为，接收方仍然可能会遇到缓冲区溢出或临时网络硬件问题，这将阻止正确接收数据包，因此，发送方的任何保证仍然没有意义。 无论如何，如果没有顶层高层协议，就无法依靠UDP数据包的有序传递。

如果您需要按顺序进行检索和重试，但不能使用TCP，请查看QUIC以获得有关如何执行此操作的示例。 您可能（或可能不想）实现加密部分，但是协议分层可能会有所帮助。