RAW(7)

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 http://www.iana.org/assignments/protocol-numbers/ 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。

関連項目
recvmsg(2), sendmsg(2), capabilities(7), ip(7), socket(7)

Path MTU discovery に関しては RFC 1191 を参照。 IP プロトコルに関しては RFC 791 とインクルードファイル <linux/ip.h> を参照。

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。