RAW

Section: Linux Programmer's Manual (7)
Updated: 2020-08-13
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名前

raw - Linux の IPv4 raw ソケット

書式

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
raw_socket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, int protocol);

説明

raw ソケットを使うと、新しい IPv4 プロトコルをユーザー空間で実装できるようになる。 raw ソケットは、リンクレベルヘッダーを含まない raw データグラムの送受信ができる。

IPv4 レイヤは、扱っているソケットで IP_HDRINCL ソケットオプションが有効になっていなければ、パケットを送信するときに IP ヘッダーを生成する。 IP_HDRINCL オプションが有効になっているときは、パケットには IP ヘッダーが含まれていなければならない。受信時には、 IP ヘッダーは常にパケットに含まれている。

In order to create a raw socket, a process must have the CAP_NET_RAW capability in the user namespace that governs its network namespace.

All packets or errors matching the protocol number specified for the raw socket are passed to this socket. For a list of the allowed protocols, see the IANA list of assigned protocol numbers at and getprotobyname(3).

IPPROTO_RAW のプロトコルは暗黙のうちに IP_HDRINCL を有効にするので、渡されたヘッダーで指定された、あらゆる IP プロトコルを送信できる。 IPPROTO_RAW 経由でのあらゆる IP プロトコルの受信は、 raw ソケットを用いては行えない。

IP ヘッダーフィールド。 IP_HDRINCL によって送信時に変更される。
IP チェックサム	常に変更される
ソースアドレス	元の値が 0 の時に変更される
パケット ID	元の値が 0 の時に変更される
全体の長さ	常に変更される

IP_HERINCL が指定されていて、 IP ヘッダーに 0 でない送信先アドレスが記入されていた場合は、その送信先アドレスがパケットの経路を決めるのに用いられる。 MSG_DONTROUTE が指定されている時には、送信先アドレスはローカルなインターフェースを参照するものでなければならない。さもないと、ルーティングテーブルの参照はいずれにせよ行われるが、ゲートウェイが必要な経路は無視される。

IP_HDRINCL がセットされていなければ、 raw ソケットの IP ヘッダーオプションを setsockopt(2) を用いて設定することができる。詳細な情報は ip(7) を見よ。

Linux 2.2 以降では、 IP ヘッダーの全てのフィールドとオプションとを IP ソケットオプションによって設定できる。したがって raw ソケットが必要になるのは、新しいプロトコルを設計する場合か、ユーザーインターフェースを持たないプロトコル (ICMP など) を扱う場合に限られる。

パケットは、受信されるとまずプロトコルにバインドしている raw ソケットに渡され、その後で他のプロトコルハンドラー (カーネルのプロトコルモジュールなど) に渡される。

アドレスのフォーマット

For sending and receiving datagrams (sendto(2), recvfrom(2), and similar), raw sockets use the standard sockaddr_in address structure defined in ip(7). The sin_port field could be used to specify the IP protocol number, but it is ignored for sending in Linux 2.2 and later, and should be always set to 0 (see BUGS). For incoming packets, sin_port is set to zero.

ソケットオプション

raw ソケットのオプションは、 IPPROTO_RAW ファミリーフラグを与えて setsockopt(2) を呼べば設定でき、 getsockopt(2) を呼べば取得できる。

ICMP_FILTER: IPPROTO_ICMP プロトコルにバインドされた raw ソケットのための特殊なフィルタを有効にする。この値は ICMP メッセージのタイプそれぞれに対して、どれをフィルターアウトするかを表したビットセットである。デフォルトでは ICMP メッセージは全くフィルターしない。

さらに、データグラムソケットに使える全ての ip(7) SOL_IP ソケットオプションがサポートされている。

エラー処理

ネットワークで生じたエラーがユーザーに渡されるのは、ソケットが接続済みの場合か IP_RECVERR フラグが有効になっている場合に限られる。接続済みのソケットに対しては、 EMSGSIZE および EPROTO だけが渡される (互換性のため)。 IP_RECVERR を設定すると、全てのネットワークエラーがエラーキューに保存される。

エラー

EACCES: ユーザーが broadcast フラグを設定していないソケットを用いてブロードキャストアドレスに送信を行おうとした。
EFAULT: 不正なメモリーアドレスが与えられた。
EINVAL: 引数が不正。
EMSGSIZE: パケットが大きすぎる。 Path MTU Discoverry が有効になっている (IP_MTU_DISCOVER ソケットフラグ) か、パケットのサイズが IPv4 で許されているパケットサイズの最大値 64 KB を越えている。
EOPNOTSUPP: ソケット呼び出しに不正なフラグ (MSG_OOB など) が渡された。
EPERM: ユーザーは raw ソケットをオープンする権限を持っていない。実行ユーザー ID が 0 のプロセスか、 CAP_NET_RAW 属性を持つプロセスだけがこれを行うことができる。
EPROTO: パラメーターの問題を報告する ICMP エラーを受け取った。

バージョン

IP_RECVERR と ICMP_FILTER は Linux 2.2 で登場した。これらは Linux での拡張であり、移植性の必要なプログラムでは用いるべきでない。

Linux 2.0 では SO_BSDCOMPAT ソケットオプションをセットすると、 BSD の raw ソケットにあるバグに互換性を取ることができた --- Linux 2.2 以降では、このオプションはもはや効力を持たない。

注意

デフォルトでは、raw ソケットは 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、raw 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ーフェースの MTU よりも大きいと raw ソケット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。

bind(2) システムコールを用いると、 raw ソケットを特定のローカルアドレスにバインドさせることができる。このバインドがされていない場合は、指定した IP プロトコルのすべてのパケットが受信される。さらに、 SO_BINDTODEVICE を用いれば raw ソケットを特定のネットワークデバイスにバインドさせることもできる。 socket(7) を見よ。

IPPROTO_RAW ソケットは送信専用である。もしどうしてもすべての IP パケットを受信したい場合は、 packet(7) ソケットを ETH_P_IP プロトコルで用いること。 packet ソケットは raw ソケットのように IP フラグメントを再構成しないことに注意。

datagram ソケットに対するすべての ICMP パケットを受信したい場合は、特定のソケットに対して IP_RECVERR を用いるほうが良い場合が多い。 ip(7) を見よ。

raw ソケットは、 Linux のすべての IP プロトコルを受信することができる。 ICMP や TCP のように、カーネル内部にプロトコルモジュールを持つようなものも可能である。この場合には、パケットはカーネルモジュールと raw ソケットの両方に渡される (raw ソケットが複数あればそれぞれに渡される)。移植性の必要なプログラムではこの機能に依存するべきではない。他の多くの BSD におけるソケットの実装ではこの点において制限がある。

Linux はユーザーから渡されたヘッダーを決して変更しない (ただし IP_HDRINCL の説明にあるように、 0 をいくつか埋める場合を除く)。これは他の多くの raw ソケットの実装では異なる。

一般に raw ソケットは移植性がないことが多いので、移植性が必要なプログラムでは避けるべきである。

raw ソケットへの送信では、 IP プロトコルを sin_port から取得できなければならない。この機能は Linux 2.2 では使えなくなった。 IP_HDRINCL を用いれば同様のことが実現できる。

バグ

透過プロクシ (transparent proxy) 拡張については記述していない。

IP_HDRINCL オプションがセットされているとデータグラムはフラグメント化されず、インターフェースの MTU の大きさに制限される。

送信用の IP プロトコルの設定を sin_port にしておく機能は Linux 2.2 から使えなくなった。ソケットにバインドされているプロトコルか、最初の socket(2) コールによって指定されたプロトコルが常に用いられる。

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 5.10 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 https://www.kernel.org/doc/man-pages/ に書かれている。

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