ОБЗОР

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

ОПИСАНИЕ

Неструктурированные (raw) сокеты позволяют реализовать новые протоколы IPv4 в пространстве пользователя. Через неструктурированный сокет получают или посылают необработанные датаграммы, не включающие в себя заголовки уровня соединения (link level).

Уровень IPv4 генерирует заголовок IP при посылке пакета, если только для сокета не включён параметр IP_HDRINCL. Если он включён, то пакет должен содержать заголовок IP. Принимаемые пакеты всегда содержат заголовок IP.

Открывать неструктурированные сокеты могут только процессы с идентификатором эффективного пользователя, равным 0, или имеющие мандат CAP_NET_RAW.

Все пакеты или ошибки, совпадающие с номером протокола protocol, указанным неструктурированному сокету, передаются этому сокету. Список допустимых протоколов назначается списком IANA и содержится в getprotobyname(3).

Протокол IPPROTO_RAW подразумевает включённый параметр IP_HDRINCL и позволяет отправлять любой протокол IP, который указан в передаваемом заголовке. Приём любых протоколов IP посредством IPPROTO_RAW через неструктурированные сокеты невозможен.

Поля заголовка IP, изменяемые IP_HDRINCL при передаче
IP Checksum	всегда заполняется
Source Address	заполняется, если значение равно нулю
Packet Id	заполняется, если значение равно нулю
Total Length	всегда заполняется

Если указан IP_HDRINCL и заголовок IP имеет ненулевой адрес назначения, то для маршрутизации пакета используется адрес назначения сокета. Если указан MSG_DONTROUTE, то адрес назначения должен ссылаться на локальный интерфейс, иначе в любом случае будет производиться поиск в таблице маршрутизации, но маршруты со шлюзами будут игнорироваться.

Если IP_HDRINCL не указан, то параметры заголовка IP в неструктурированных сокетах могут быть установлены с помощью setsockopt(2); более подробная информация приведена в ip(7).

Начиная с Linux 2.2 все поля заголовка IP и параметры могут быть заданы с помощью параметров сокета IP. Это означает, что неструктурированные сокеты, как правило, необходимы лишь для новых протоколов или протоколов без интерфейса пользователя (например, ICMP).

Принятый пакет передаётся всем подключенным (bound) к этому протоколу неструктурированным сокетам до того, как он будет передан другим обработчикам протоколов (например, протокольным модулям ядра).

Формат адреса

При отправке и приёме дейтаграмм (sendto(2), recvfrom(2) и similar) через неструктурированные сокеты используется стандартная адресная структура sockaddr_in, определённая в ip(7). Поле sin_port можно использовать для указания номера протокола IP, но в Linux 2.2 и новее оно игнорируется при отправке, и должно всегда равняться 0 (смотрите ДЕФЕКТЫ). У входящих пакетов sin_port равен нулю.

Параметры сокета

Параметры неструктурированных сокетов могут быть установлены с помощью setsockopt(2) и прочитаны с помощью getsockopt(2) с указанием флага семейства IPPROTO_RAW.

ICMP_FILTER

Запускает специальный фильтр для неструктурированных сокетов, подключенных к протоколу IPPROTO_ICMP. Значение представляет собой набор бит — по установленному биту для каждого типа сообщений ICMP, который должен быть отфильтрован. По умолчанию сообщения ICMP не фильтруются.

Кроме этого, поддерживаются все датаграммные параметры сокетов ip(7) для IPPROTO_IP.

Обработка ошибок

Ошибки, возникающие в сети, передаются пользователю только, если сокет подключён или установлен флаг IP_RECVERR. В целях совместимости в подключенные сокеты передаются только EMSGSIZE и EPROTO. При указании IP_RECVERR в очереди ошибок сохраняются все сетевые ошибки.

ВЕРСИИ

Значения IP_RECVERR и ICMP_FILTER появились в Linux 2.2. Они являются расширениями Linux и не должны использоваться в переносимых программах.

Код неструктурированных сокетов в версии Linux 2.0 при установленном параметре SO_BSDCOMPAT был специально сделан совместимым с BSD «вплоть до ошибок». Из Linux 2.2 это было удалено.

ЗАМЕЧАНИЯ

По умолчанию, для неструктурированных сокетов выполняется обнаружение MTU (Maximum Transmission Unit) пути. Это означает, что ядро будет следить за MTU до IP-адреса назначения и возвращать EMSGSIZE, если запись неструктурированного пакета превысит это значение. Когда это происходит, приложение должно уменьшить размер пакета. Также обнаружение MTU пути можно выключить с помощью параметра сокета IP_MTU_DISCOVER или в файле /proc/sys/net/ipv4/ip_no_pmtu_disc; подробней смотрите в ip(7). При отключении обнаружения неструктурированные сокеты фрагментируют исходящие пакеты, размер которых превышает MTU интерфейса. Однако по соображениям производительности и надёжности отключение не рекомендуется.

Неструктурированный сокет может быть подключён к определённому локальному адресу с помощью вызова bind(2). Если он не подключён, то принимаются все пакеты указанного протокола IP. Кроме того, неструктурированный сокет может быть подключён к определённому сетевому устройству с помощью SO_BINDTODEVICE; смотрите socket(7).

Сокет IPPROTO_RAW предназначен только для отправки. Если вы хотите получать все пакеты IP, используйте сокет packet(7) с протоколом ETH_P_IP. Заметим, что пакетные сокеты, в отличие от неструктурированных сокетов, не собирают пакеты из фрагментов IP.

Если вы хотите получать все пакеты ICMP для датаграммного сокета, то лучше использовать IP_RECVERR на определённом сокете; смотрите ip(7).

Неструктурированные сокеты могут перехватывать в Linux все протоколы IP, даже имеющие протокольный модуль в ядре (такие, как ICMP или TCP). В этом случае пакеты передаются как модулю ядра, так и неструктурированным сокетам. На это нельзя закладываться в переносимых программах, так как многие другие реализации сокетов BSD так не делают.

Linux никогда не изменяет заголовки, полученные от пользователя (за исключением обнуления некоторых полей, как описано в случае с IP_HDRINCL). Такое поведение отличается от поведения многих других реализаций неструктурированных сокетов.

Неструктурированные сокеты, в общем случае, не являются переносимыми, поэтому следует избегать их использования в переносимых программах.

Передача через неструктурированный сокет должна осуществляться с помощью протокола IP из sin_port; эта возможность исчезла в Linux 2.2. Метод обхода — использовать IP_HDRINCL.