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名前
ip - Linux IPv4 プロトコルの実装
書式
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* 上記のスーパーセット */
tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
raw_socket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol);
説明
Linux は RFC 791 と RFC 1122 で記述されている Internet Protocol, version 4 を実装してい
る。 ip には RFC 1112 に準拠した level 2 マルチキャストの実装が含まれている。 またパケット
フィルタ機能を含む IP ルーターも実装されている。
プログラミングインターフェースは BSD ソケットと互換である。 ソケットに関するより詳細な情報
は socket(7) を参照のこと。
IP ソケットは、 socket(2) 関数を socket(AF_INET, socket_type, protocol) のように呼び出すこ
とで生成される。指定できるソケットタイプは 3 つあり、 tcp(7) ソケットをオープンする場合
SOCK_STREAM、 udp(7) ソケットをオープンする場合 SOCK_DGRAM、 IP プロトコルに直接アクセスす
る ために raw(7) ソケットをオープンする場合には SOCK_RAW である。 protocol は送受信される
IP ヘッダーに書かれる IP プロトコルである。 指定できる値は、 TCP ソケットには 0 か
IPPROTO_TCP、 UDP ソケットには 0 か IPPROTO_UDP に限られる。 SOCK_RAW に対しては、
RFC 1700 で定義 されている有効な IANA IP プロトコルを、 割り当てられている番号で指定する
ことができる。
あるプロセスで、やってくるパケットを受信したり 接続要求を受けたりしたい場合には、 そのプロ
セスはローカルなインターフェースアドレスに、 bind(2) を用いてソケットをバインドしなければ
ならない。 この場合、 ローカルの「アドレスとポート」のペアに対してバインドできる IP ソケッ
トは一つだけである。 bind(2) の呼び出しで INADDR_ANY が指定されていた場合は、 ソケットは
すべて のローカルインターフェースにバインドされる。 listen(2) がバインドされていないソケッ
トに対してコールされると、 そのソケットは、 ローカルポートはランダムに選択された空いている
ポートで、 ローカルアドレスは INADDR_ANY で自動的にバインドされる。 connect(2) がバインド
されていないソケットに対してコールされると、 そのソケットは、 ローカルポートはランダムに選
択された空いているポートか未使用の共有ポートで、 ローカルアドレスは INADDR_ANY で自動的に
バインドされる。
SO_REUSEADDR フラグがセットされていない場合には、 バインドされていた TCP ローカルソケット
アドレスは クローズされた後しばらくの間使えなくなる。 SO_REUSEADDR フラグを使うと TCP の信
頼性を低下させるので、 使うときには注意が必要である。
アドレスのフォーマット
IP ソケットアドレスは、 IP インターフェースアドレスと 16ビットのポート番号の組み合わせで定
義される。 IP プロトコルそのものはポート番号を扱わない。 ポート番号は、 udp(7) や tcp(7)
といった、上位のプロトコルで実装される。 raw ソケットでは、 sin_port が IP プロトコルに
セットされる。
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
in_port_t sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* internet address */
};
/* Internet address. */
struct in_addr {
uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
};
sin_familiy には常に AF_INET をセットする。これは必須である。 Linux 2.2 では、このセットを
忘れると ほとんどのネットワーク関数は EINVAL を返すようになっている。 sin_port にはポート
番号をネットワークバイトオーダーで指定する。 1024 未満のポート番号は 特権ポート
(privileged ports) と呼ばれる (予約ポート (reserved ports) とも時々呼ばれる)。 特権プロセ
ス (CAP_NET_BIND_SERVICE ケーパビリティを持つプロセス) 以外のプロセスは、これらのポートに
は bind(2) できない。 IPv4 プロトコルそのものにはポートに関する概念がない。ポートが実装さ
れるのは、 tcp(7) や udp(7) といった、上位のプロトコルにおいてのみである。
sin_addr は IP ホストアドレスである。 struct in_addr の s_addr メンバには、ホストのイン
ターフェースアドレスを ネットワークバイトオーダーで 指定する。 in_addr は、INADDR_* の一つ
(例えば INADDR_ANY) を代入する、 ライブラリ関数 inet_aton(3), inet_addr(3),
inet_makeaddr(3) を用いる、 あるいは名前解決機構 (name resolver) を直接用いる、のどれかで
設定すべきである。 (gethostbyname(3) を見よ)。
IPv4 アドレスには、ユニキャストアドレス、 ブロードキャストアドレス、マルチキャストアドレス
がある。 ユニキャストアドレスは、あるホストの一つのアドレスを指定する。 ブロードキャストア
ドレスは、あるネットワーク上の全てのホストを指定する。 マルチキャストアドレスは、マルチ
キャストグループに所属する 全てのホストを指定する。ブロードキャストアドレスへのデータグラ
ムは、 SO_BROADCAST ソケットフラグがセットされていないと送信・受信できない。 現在の実装で
は、接続指向のソケットにはユニキャストアドレスしか使えない。
アドレスとポートは常にネットワークバイトオーダーで格納されることに注意せよ。 具体的に
は、ポートを指定する数値には htons(3) を呼び出す必要がある。 標準ライブラリにあるアドレ
ス/ポート操作関数は すべてネットワークバイトオーダーで動作する。
特別なアドレスがいくつか存在する: INADDR_LOOPBACK(127.0.0.1) は loopback デバイスを通して
常にローカルなホストを参照する。 INADDR_ANY(0.0.0.0) は任意のアドレスを意味し、バインド用
である。 INADDR_BROADCAST(255.255.255.255) は任意のホストを意味し、歴史的理由から、バイン
ドの際には INADDR_ANY と同じ効果になる。
ソケットオプション
IP にはプロトコル固有のソケットオプションがいくつか存在し、 setsockopt(2) で設定が、
getsockopt(2) で取得ができる。 IP のソケットオプションレベルは IPPROTO_IP である。 ブール
整数値のフラグでは、 0 は偽、それ以外は真を意味する。
IP_ADD_MEMBERSHIP (Linux 1.2 以降)
マルチキャストグループに参加する。 引き数は ip_mreqn 構造体である。
struct ip_mreqn {
struct in_addr imr_multiaddr; /* IP multicast group
address */
struct in_addr imr_address; /* IP address of local
interface */
int imr_ifindex; /* interface index */
};
imr_multiaddr には、アプリケーションが参加または脱退したい マルチキャストグループの
アドレスが入る。 指定するアドレスは有効なマルチキャストアドレスでなければならない
(さもなければ setsockopt(2) がエラー EINVAL で失敗する)。 imr_address はシステムが
マルチキャストグループに参加する際に用いる ローカルなインターフェースのアドレスであ
る。 これが INADDR_ANY であった場合には、適切なインターフェースがシステムによって選
択される。 imr_ifindex は imr_multiaddr グループに参加/脱退するインターフェースの
interface index である。 どのインターフェースでもよい場合は 0 にする。
ip_mreqn 構造体は Linux 2.2 以降でのみ利用可能である。互換性のため、 古い ip_mreq
構造体 (Linux 1.2 以降で存在する) もまだサポートされている。 ip_mreqn との違いは、
imr_ifindex フィールドを含まないことだけである。 setsockopt(2) でのみ使える。
IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP (Linux 2.4.22 以降 / 2.5.68 以降)
マルチキャストグループに参加、指定された送信元からのデータの受信のみを許可する。 引
き数は ip_mreq_source 構造体である。
struct ip_mreq_source {
struct in_addr imr_multiaddr; /* IP multicast group
address */
struct in_addr imr_interface; /* IP address of local
interface */
struct in_addr imr_sourceaddr; /* IP address of
multicast source */
};
ip_mreq_source 構造体は IP_ADD_MEMBERSIP の項で説明した ip_mreqn に似ている。
imr_multiaddr フィールドには、アプリケーションが参加または脱退したいマルチキャスト
グループのアドレスが入る。 imr_interface フィールドは、 マルチキャストグループに参
加する際に システムが使用すべきローカルインターフェースのアドレスである。
imr_sourceaddr フィールドには、アプリケーションがデータを受信したい送信元のアドレス
が入る。
このオプションを複数回使うことで、 複数の送信元からのデータ受信を許可することができ
る。
IP_BLOCK_SOURCE (since Linux 2.4.22 以降 / 2.5.68 以降)
指定したグループで、指定した送信元からのマルチキャストデータの受信を停止する。 この
オプションは、アプリケーションが IP_ADD_MEMBERSHIP か IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP のい
ずれかを使ってマルチキャストグループに参加した後でのみ有効である。
引き数は ip_mreq_source 構造体である。 IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP の項に説明がある。
IP_DROP_MEMBERSHIP (Linux 1.2 以降)
マルチキャストグループから抜ける。引き数は IP_ADD_MEMBERSHIP と同様に ip_mreqn また
は ip_mreq 構造体である。
IP_DROP_SOURCE_MEMBERSHIP (Linux 2.4.22 以降 / 2.5.68 以降)
送信元を指定してグループから抜ける。 つまり、 指定したマルチキャストグループの指定
された送信元からのデータ受信を停止する。 アプリケーションは同じマルチキャストグルー
プで複数の送信元を購読 (subscribe) している場合には、 残りの送信元からのデータの受
信は引き続き配信される。 すべての送信元からのデータ受信を一度で停止するには
IP_LEAVE_GROUP を使うこと。
引き数は ip_mreq_source 構造体である。 IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP の項に説明がある。
IP_FREEBIND (Linux 2.4 以降)
このブール値のオプションを有効にすると、ローカルではない IP アドレスや存在 しない
IP アドレスをバインドできるようになる。これを使うと、対応するネット ワークインター
フェイスがなかったり、アプリケーションがソケットをバインドしようと する時点で特定の
動的 IP アドレスが有効になっていなかったりしても、ソケットを 接続待ち状態
(listening) にできるようになる。 このオプションは、下記に説明がある
ip_nonlocal_bind /proc インターフェイス のソケット単位の設定である。
IP_HDRINCL (Linux 2.0 以降)
有効になっていると、ユーザーは IP ヘッダーをユーザーデータの前に与える。 SOCK_RAW
ソケットでのみ有効である。詳細は raw(7) を見よ。このフラグが有効になっていると、
IP_OPTIONS, IP_TTL, IP_TOS は無視される。
IP_MSFILTER (since Linux 2.4.22 以降 / 2.5.68 以降)
このオプションを使うと、 高度なフィルタリング API へアクセスできる。 この API では
すべての状態にアクセスできる。 引き数は ip_msfilter 構造体である。
struct ip_msfilter {
struct in_addr imsf_multiaddr; /* IP multicast group
address */
struct in_addr imsf_interface; /* IP address of local
interface */
uint32_t imsf_fmode; /* Filter-mode */
uint32_t imsf_numsrc; /* Number of sources in
the following array */
struct in_addr imsf_slist[1]; /* Array of source
addresses */
};
MCAST_INCLUDE と MCAST_EXCLUDE の 2 つのマクロがあり、 フィルタリングモードを指定す
るのに使用できる。 また、 IP_MSFILTER_SIZE(n) マクロがあり、 送信元リストに n 個の
送信元が入った ip_msfilter 構造体を格納するのに必要なメモリー量を判定することができ
る。
マルチキャスト送信元フィルタリングの全容は RFC 3376 を参照のこと。
IP_MTU (Linux 2.2 以降)
ソケットの、既知の path MTU を取得する。 ソケットが接続している場合のみ有効である。
getsockopt(2) でのみ使える。
IP_MTU_DISCOVER (Linux 2.2 以降)
ソケットの Path MTU Discovery の設定をセット・取得する。 有効になっていると、Linux
は SOCK_STREAM ソケットに対して RFC 1191 で定義されている Path MTU Discovery を行
う。 SOCK_STREAM でないソケットについては、 IP_PMTUDISC_DO をセットすると、 全ての
送信パケットでフラグメント不許可フラグ (don't-fragment flag) が必ず セットされるよ
うになる。 SOCK_STREAM でないソケットでは、 パケットを MTU のサイズの塊に分割した
り、必要に応じて再送したりするのは、 ユーザーが責任を持って行う必要がある。 既知の
Path MTU よりも大きなデータグラムの送信が要求されると、 カーネルは (EMSGSIZE で) 送
信を拒否する。 IP_PMTUDISC_WANT の場合は、 Path MTU に基づいて必要であればデータグ
ラム の分割が行われ、それ以外の場合はフラグメント不許可フラグがセットされる。
システム全体のデフォルトは IP_PMTUDISC_WANT と IP_PMTUDISC_DONT の どちらかに設定す
ることができる。設定の変更は、 /proc/sys/net/ipv4/ip_no_pmtu_disc ファイルに、0
(IP_PMTUDISC_WANT) か 0 以外 (IP_PMTUDISC_DONT) を書き込むことで行う。
Path MTU discovery 値 意味
IP_PMTUDISC_WANT ルートごとの設定を用いる。
IP_PMTUDISC_DONT Path MTU Discovery を行わない。
IP_PMTUDISC_DO 常に Path MTU Discovery を行う。
IP_PMTUDISC_PROBE DFビットをセットするが、Path MTU を無視する。
path MTU discovery が有効になっていると、カーネルは宛先ホストごとに 自動的に path
MTU を処理する。特定の相手に connect(2) で接続した場合には、 IP_MTU ソケットオプ
ションを用いれば、既知の path MTU の取得に便利である (たとえば EMSGSIZE エラーが起
きた後など)。 path MTU は時間とともに変化する かもしれない。 宛先がたくさんあるコネ
クションレスなソケットでは、 与えられた 宛先に対する新しい MTU にも、 エラーキュー
を用いてアクセスすることができる (IP_RECVERR を見よ)。 MTU 更新が到着するごとに、新
たなエラーがキューイング される。
MTU discovery の進行中には、データグラムソケットからの初期パケットは 到着しないかも
しれない。 UDP を用いるアプリケーションでは、 このことを気にかけておき、 パケットの
再送アルゴリズムにこの分を除外させるべきである。
接続していないソケットに対して path MTU discovery プロセスを立ち上げるには、 大きな
データグラムサイズ (最大 64K ヘッダーバイト長) からはじめて、 path MTU が更新される
までサイズを縮めていくことも可能である。
path MTU の値をまず見積もってみるには、宛先アドレスに connect(2) を使ってデータグ
ラムソケットを接続し、 getsockopt(2) を IP_MTU オプションとともに呼び、 MTU を取得
することである。
IP_PMTUDISC_PROBE (Linux 2.6.22 以降で利用可能) を設定することで、 SOCK_DGRAM や
SOCK_RAW のソケットで RFC 4821 の MTU 探索を実装することが可能である。 また、この機
能は、 tracepath(8) のような診断ツールで特に有用である。これらのツールでは、 観測さ
れた Path MTU よりも大きな探索パケットを意図的に 送信しようとする。
IP_MULTICAST_ALL (Linux 2.6.31 以降)
このオプションを使って、 マルチキャストメッセージの、 ワイルドカードの INADDR_ANY
アドレスにバインドされているソケットへの 配送ポリシーを変更することができる。 引き
数はブート値の整数で、 デフォルト値は 1 である。 このオプションを 1 に設定されてい
る場合、そのソケットでは、このシステムで参加しているすべてのグループからのメッセー
ジが受信される。 それ以外の場合は、そのソケットでは、 そのソケットに対して
(IP_ADD_MEMBERSHIP などを使って) 明示的に参加が指定されたグループからのメッセージだ
けが受信される。
IP_MULTICAST_IF (Linux 1.2 以降)
ローカルデバイスをマルチキャストソケットとして設定する。引き数は IP_ADD_MEMBERSHIP
と同様に ip_mreqn 構造体か ip_mreq 構造体 (Linux 3.5 以降) である。
不正なソケットオプションが渡されると、 ENOPROTOOPT が返される。
IP_MULTICAST_LOOP (Linux 1.2 以降)
マルチキャストパケットをローカルなソケットにループバックするかどうかを 定めるブール
値の整数引き数を設定・取得する。
IP_MULTICAST_TTL (Linux 1.2 以降)
このソケットから発信されるマルチキャストパケットの time-to-live 値を設定・取得す
る。 マルチキャストパケットに対しては、できるだけ小さな TTL に設定することがとても
重要である。デフォルトは 1 で、 ユーザープログラムが明示的に要求しない限り マルチ
キャストパケットはローカルなネットワークから出ないことになる。 引き数に整数を取る。
IP_NODEFRAG (Linux 2.6.36 以降)
有効 (引き数が 0 以外の場合) になっていると、netfilter 層での出力パケットの 再構築
(reassembly) が行われなくなる。このオプションは SOCK_RAW ソケット においてのみ有効
である。引き数は整数である。
IP_OPTIONS (Linux 2.0 以降)
このソケットから送られるパケット全てに付随する IP オプションを 設定・取得する。オプ
ションを保存しているメモリーバッファーへのポインターと オプションの長さとを引き数に
取る。 setsockopt(2) を呼び出すと、ソケットに関連づけられる IP オプションを設定で
きる。 IPv4 におけるオプションのサイズの最大値は 40 バイトである。 用いることのでき
るオプションについては RFC 791 を見よ。 SOCK_STREAM ソケットに対する初期接続要求パ
ケットに IP オプションが含まれていると、 ルーティングヘッダーを付けて戻されてくる初
期パケットの IP オプションに同じオプションがセットされる。接続が確立された後、 やっ
てきたパケットのオプションを変更することはできない。 デフォルトでは。外部から受信し
たパケットの全ての source routing オプション の処理は無効となっており、 /proc イン
ターフェースの accept_source_route を使うとこれを有効にできる。これを無効にしていて
も timestamps など の他のオプションの処理は行われる。データグラムソケットでは、 IP
オプションはローカルユーザーしか設定できない。 getsockopt(2) を IP_OPTIONS をつけ
て呼ぶと、現在送信に用いられている IP オプションを 引き数に与えたバッファーに取得で
きる。
IP_PKTINFO (Linux 2.2 以降)
IP_PKTINFO 補助メッセージを渡す。これには到着パケットに関する情報を提供する pktinfo
構造体が含まれている。 データグラム指向のソケットでしか動作しない。 引き数は
IP_PKTINFO メッセージを通過させるかどうかをソケットに知らせるフラグである。 メッ
セージ自身は recvmsg(2) または sendmsg(2) を用いたパケットの制御メッセージとして
のみ送受信できる。
struct in_pktinfo {
unsigned int ipi_ifindex; /* Interface index */
struct in_addr ipi_spec_dst; /* Local address */
struct in_addr ipi_addr; /* Header Destination
address */
};
ipi_ifindex はパケットが受信されたインターフェースの、他と重ならないインデックスで
ある。 ipi_spec_dst はパケットのローカルアドレスである。 ipi_addr はパケットヘッ
ダーにある宛先アドレスである。 IP_PKTINFO が sendmsg(2) に渡されて、かつ
ipi_spec_dst が 0 以外の場合、 ipi_spec_dst はルーティングテーブルを検索する際に
ローカルな送信元アドレスとして使用され、 IP source route オプションを設定するのにも
使用される。 ipi_ifindex が 0 以外の場合、このインデックスによって指定されるイン
ターフェースの プライマリローカルアドレスで ipi_spec_dst を上書きし、ルーティング
テーブルを検索する。
IP_RECVERR (Linux 2.2 以降)
エラーメッセージの受け渡しに、信頼性の高い拡張された方法を有効にする。 データグラム
ソケットに対して有効になっていると、 発生したエラーは全てソケットごとのエラーキュー
に保存される。 ユーザーはソケット操作からエラーを受け取ったとき、 recvmsg(2) を
MSG_ERRQUEUE フラグとともに呼べばそのエラーを取得できる。 そのエラーを記述する
sock_extended_err 構造体が、タイプ IP_RECVERR・ レベル IPPROTO_IP の補助メッセージ
として渡される。 これは接続志向でないソケットで信頼性の高いエラー処理を行いたい場合
に 有用である。エラーキューの受信データフラグメントには エラーパケットが含まれる。
IP_RECVERR 制御メッセージには sock_extended_err 構造体が含まれる:
#define SO_EE_ORIGIN_NONE 0
#define SO_EE_ORIGIN_LOCAL 1
#define SO_EE_ORIGIN_ICMP 2
#define SO_EE_ORIGIN_ICMP6 3
struct sock_extended_err {
uint32_t ee_errno; /* error number */
uint8_t ee_origin; /* where the error originated */
uint8_t ee_type; /* type */
uint8_t ee_code; /* code */
uint8_t ee_pad;
uint32_t ee_info; /* additional information */
uint32_t ee_data; /* other data */
/* More data may follow */
};
struct sockaddr *SO_EE_OFFENDER(struct sock_extended_err *);
ee_errno にはキューに入っているエラーの errno 番号が入る。 ee_origin にはエラーが発
生した場所を示すコードが入る。 その他のフィールドはプロトコル依存である。
SO_EE_OFFENDER マクロは与えられた補助メッセージへのポインターから エラーの発生した
ネットワークオブジェクトのアドレスへのポインターを返す。 アドレスが不明な場合、
sockaddr 構造体の sa_family フィールドは AF_UNSPEC となり、その他のフィールド値は不
定である。
IP は以下のような sock_extended_err 構造体を用いる: ee_origin は、エラー が ICMP パ
ケットとして受信された場合には SO_EE_ORIGIN_ICMP にセットされ、 ローカルで起こった
場合には SO_EE_ORIGIN_LOCAL にセットされる。 不明な値は 無視される。 ee_type と
ee_code は ICMP ヘッダーの type フィールドと code フィールドの値にセットされる。
ee_info には EMSGSIZE エラーに対す る discover された MTU が入る。 メッセージにはエ
ラーを引き起こしたノードの sockaddr_in 構造体も含まれる。 これには SO_EE_OFFENDER
マクロを使ってア クセスできる。 ソースが不明の場合、 SO_EE_OFFENDER アドレスの
sin_family フィールドは AF_UNSPEC となる。 エラーがネットワークで起きた 場合には、
ソケットで有効になっていたすべての IP オプション (IP_OPTIONS, IP_TTL など) とエラー
パケットに含まれていたすべての IP オプションとが、 制 御メッセージとして渡される。
エラーを起こしたパケットのペイロード (payload) は 普通のペイロードとして返される。
TCP にはエラーキューがないことに注意して ほしい。 MSG_ERRQUEUE は SOCK_STREAM ソ
ケットに対しては使えない。 TCP では IP_RECVERR だけが有効だが、ソケット関数から返さ
れるエラーは SO_ERROR だけになる。
raw ソケットに対して IP_RECVERR を指定すると、受信したすべての ICMP エラーをアプリ
ケーションに 渡すようになる。指定しないと、 接続済みのソケットに対するエラーだけを
報告する。
このオプションはブール値のフラグを設定・取得する。 IP_RECVERR はデフォルトではオフ
になっている。
IP_RECVOPTS (Linux 2.2 以降)
到着した全ての IP オプションを IP_OPTION コントロールメッセージに入れてユーザーに渡
す。 ルーティングヘッダーとその他のオプションとは、 ローカルホストに対してはあらか
じめ記入されている。 SOCK_STREAM ソケットではサポートされていない。
IP_RECVORIGDSTADDR (Linux 2.6.29 以降)
このブール値のオプションがセットされると、 recvmsg(2) で IP_ORIGDSTADDR 補助メッ
セージが有効になる。 カーネルはデータグラムを受信した元の宛先アドレスをこの補助メッ
セージで返す。 この補助メッセージには struct sockaddr_in が格納される。
IP_RECVTOS (Linux 2.2 以降)
有効になっていると、 IP_TOS 補助メッセージが到着パケットとともに渡される。 これには
パケットヘッダーの Service/Precedence フィールドのタイプを指定するバイトデータが含
まれている。 ブール整数値のフラグをとる。
IP_RECVTTL (Linux 2.2 以降)
このフラグがセットされていると、 IP_TTL コントロールメッセージが受信パケットの
time-to-live フィールドのバイトデータとともに渡される。 SOCK_STREAM ソケットではサ
ポートされていない。
IP_RETOPTS
IP_RETOPTS (Linux 2.2 以降) IP_RECVOPTS と等価だが、未処理の生のオプションを、 こ
の hop では記入されない timestamp レコードと route レコードとともに返す。
IP_ROUTER_ALERT (Linux 2.2 以降)
フォワードすべきパケットを IP Router Alert オプションをつけて このソケットに渡す。
raw ソケットに対してのみ有効である。これはたとえばユーザー空間の RSVP デーモンに対
して便利である。タップされたパケットは カーネルによってはフォワードされないので、こ
れらを再送するのは ユーザーの責任となる。ソケットのバインドは無視され、 このような
パケットはプロトコルによってのみフィルタリングされる。 整数値のフラグを取る。
IP_TOS (Linux 1.0 以降)
このソケットから送信されるすべての IP パケットに適用される Type-Of-Service (TOS)
フィールドを設定・取得する。 これはネットワーク上でのパケットの優先度を決めるために
用いられる。 TOS はバイトデータである。標準の TOS フラグがいくつか定義されている。
IPTOS_LOWDELAY はインタラクティブなトラフィックの遅延を最小にする。
IPTOS_THROUGHPUT はスループットを最大にする。 IPTOS_RELIABILITY は信頼性を最高にす
る。 IPTOS_MINCOST は転送速度が遅くてもかまわないとき、「データを詰め込む」のに用い
られる。 これらのうち、 1 つまでだけを設定できる。 他のビットは無効で、クリアされ
る。 Linux はデフォルトでは IPTOS_LOWDELAY データグラムを最初に送信する。 しか
し、正確な振る舞いはキュー処理の設定に依存する。 高い優先度にするにはスーパーユー
ザー権限 (CAP_NET_ADMIN ケーパビリティ) が必要となるかもしれない。 優先度は
(SOL_SOCKET, SO_PRIORITY) ソケットオプションを用いれば、 プロトコルに依存しない形
でも設定できる (socket(7) を見よ)。
IP_TRANSPARENT (Linux 2.6.24 以降)
このブール値のオプションを有効にすると、 このソケットで透過プロキシ (transparent
proxy) ができるようになる。 このソケットオプションを使うと、呼び出したアプリケー
ションは、 ローカルではない IP アドレスをバインドして、ローカルの端点として自分以外
のアドレス (foreign address) を持つクライアントやサーバの両方として動作できるように
なる。 注意: この機能が動作するためには、自分以外のアドレス宛のパケットが透過プロキ
シが動作するマシン (すなわちソケットオプション IP_TRANSPARENT を利用するアプリケー
ションが動作しているシステム) 経由で転送されるように、 ルーティングが設定される必要
がある。 このソケットオプションを有効にするには、スーパーユーザー特権
(CAP_NET_ADMIN ケーパビリティ) が必要である。
iptables の TPROXY ターゲットで透過プロキシリダイレクション (TProxy redirection) を
行うには、リダイレクトされるソケットに対して このオプションを設定する必要がある。
IP_TTL (Linux 1.0 以降)
time-to-live フィールドの値を設定または取得する。 この値はこのソケットから送信され
るすべてのパケットに用いられる。
IP_UNBLOCK_SOURCE (Linux 2.4.22 以降 / 2.5.68 以降)
それ以前はブロックされていたマルチキャストの送信元のブロックを解除する。 指定した送
信元がブロックされていない場合は EADDRNOTAVAIL を返す。
引き数は ip_mreq_source 構造体である。 IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP の項に説明がある。
/proc インターフェース
IP プロトコルでは、いくつかのグローバルパラメーターを設定するための /proc ファイル群が用意
されている。 これらのパラメーターには、 /proc/sys/net/ipv4/ ディレクトリ内のファイルの読み
書きでアクセスできる。 Boolean と書かれたインターフェースは整数値をとり、 0 以外の値
("true") は対応するオプションが有効、 0 値 ("false") は無効、であることを意味する。
ip_always_defrag (Boolean; Linux 2.2.13 以降)
[2.2.13 で新規登場。以前のバージョンのカーネルでは、この機能は コンパイル時に
CONFIG_IP_ALWAYS_DEFRAG オプションによって制御されていた; このファイルは 2.4.x 以降
では存在しない]
このブール値のフラグが有効になっている (0 以外になっている) と、 到着したフラグメン
ト (IP パケットの一部で、 発信元と発信先の間のどこかのホストで、そのパケットが 大き
すぎると判断され、分割された場合に生じる) は、たとえフォワードされる場合であっても
処理前に再構築 (デフラグメント) される。
ファイアウォールがローカル側のネットワークに唯一のリンクを持っている 場合や、透過プ
ロクシの場合に限って有効にすべきである。 通常のルーターやホストでは決して使用するこ
とのないように。 さもないとフラグメントが別のリンクを経由して伝わる場合に、 通信の
フラグメント化ができなくなってしまう。 またフラグメント再構築処理はメモリーと CPU
時間のコストが非常に大きい。
これはマスカレードや透過プロクシが設定されると、 不思議な仕組みによって自動的に有効
になる。
ip_autoconfig (Linux 2.2 以降 2.6.17 まで)
まだ記述していない。
ip_default_ttl (integer; default: 64; Linux 2.2 以降)
送出されるパケットの time-to-live 値のデフォルトをセットする。 これは IP_TTL オプ
ションを用いれば、パケットごとに変えることもできる。
ip_dynaddr (ブール値; デフォルト: 無効; Linux 2.0.31 以降)
動的ソケットアドレスと、インターフェースアドレスが変更された際の マスカレードエント
リーの再書き込みを有効にする。 ダイアルアップインターフェースで、 IP アドレスが変更
される場合に便利である。
ip_forward (ブール値; デフォルト: 無効; Linux 1.2 以降)
IP forwarding を有効にするかどうかのブール値フラグ。 IP forwarding するかどうかはイ
ンターフェースごとにも設定できる。
ip_local_port_range (Linux 2.2 以降)
このファイルには、 ポート番号に明示的にバインドされないソケットに割り当てられるデ
フォルトのローカルポートの範囲 — つまり「一時ポート (ephemeral ports)」に使用される
範囲 — を定める 2 つの整数が入っている。 一時ポートは以下の場合にソケットに割り当て
られる。
* bind(2) の呼び出し時にソケットアドレスのポート番号に 0 が指定されている。
* バインドされていないストリームソケットに対して listen(2) が呼び出された。
* バインドされていないソケットに対して connect(2) が呼ばれた。
* バインドされていないデータグラムソケットに対して sendto(2) が呼ばれた。
一時ポートに割り当てられるポート番号の範囲は、 ip_local_port_range の最初の数字から
始まり、 2 番目の数字で終わる。 一時ポートの範囲を使い切った場合、 関連するシステム
コールはエラーを返す (バグの節を参照)。
ip_local_port_range で指定するポート番号の範囲は、 マスカレードで用いられているポー
トと重なってはならない (その場合も取り扱われるが)。 ファイアウォールのパケットフィ
ルターが「利用中のローカルポート」 について何らかの仮定をしている場合には、 番号を
勝手に決めてしまうと問題が起きるかもしれない。 1 番目の番号は少なくとも 1024 より大
きくすべきである。 良く使われるポートとの衝突を避けたり、ファイアウォールの問題を
回避したければ、 4096 よりも大きくするほうが良いだろう。
ip_no_pmtu_disc (ブール値; デフォルト: 無効; Linux 2.2 以降)
有効になっていると、デフォルトで TCP ソケットに対する Path MTU Discoverty を行わな
い。 Path MTU Discovery は、 正しく設定されていない (ICMP パケットを全てドロップす
る) ファイアウォールや、 (point-to-point リンクで双方の MTU が一致していない場合な
ど) 正しく設定されていないインターフェースが経路上に存在すると失敗してしまう。
Path MTU Discovery をグローバルに無効にするよりは、 壊れているルーターを直すほうが
良い。 Path MTU Discovery を無効にするとネットワークのコストが 大きくなってしまうか
らである。
ip_nonlocal_bind (ブール値; デフォルト: 無効; Linux 2.4 以降)
セットされていれば、プロセスが自分以外の IP アドレスを bind(2) できるようになる。こ
れはかなり便利だが、うまく動かないアプリケーションもある。
ip6frag_time (integer; default: 30)
IPv6 フラグメントをメモリーに保持しておく時間 (秒単位)。
ip6frag_secret_interval (integer; default: 600)
IPv6 フラグメントの hash secret の生成間隔 (hash secret の寿命) (秒単位)。
ipfrag_high_thresh (integer), ipfrag_low_thresh (integer)
キューイングされている IP フラグメントの量が ipfrag_high_thresh に達すると、キュー
の内容は ipfrag_low_thresh にまで切り捨てられる。それぞれの大きさを バイト単位で表
す整数値が入っている。
neigh/*
arp(7) を見よ。
ioctl
socket(7) に記述されている ioctl は、すべて ip にも適用される。
ジェネリックデバイスのパラメーターを設定する ioctl については netdevice(7) に記述されてい
る。
エラー
EACCES 必要な権限のないユーザーが操作を実行しようとした。 以下のような場合が考えられる:
SO_BROADCAST フラグを設定していない状態でブロードキャストアドレスに パケットを送ろ
うとした。 prohibit なルートを通してパケットを送ろうとした。 スーパーユーザー権限
(CAP_NET_ADMIN ケーパビリティ) なしでファイアウォールの設定を変更しようとした。
スーパーユーザー権限 (CAP_NET_BIND_SERVICE ケーパビリティ) なしで特権ポートにバイン
ドしようとした。
EADDRINUSE
既に使用されているアドレスにバインドしようとした。
EADDRNOTAVAIL
存在しないインターフェースが要求された。または 要求されたソースアドレスがローカルで
ない。
EAGAIN 非ブロッキングソケットに対してブロックする操作を行った。
EALREADY
非ブロッキングソケットに対する接続操作が既に実行中である。
ECONNABORTED
accept(2) の途中で接続がクローズされた。
EHOSTUNREACH
宛先アドレスにマッチする有効なエントリーがルーティングテーブルに 存在しない。このエ
ラーはリモートルーターからの、 あるいはローカルルーティングテーブルへの ICMP メッ
セージによって引き起こされることがある。
EINVAL 不正な引き数が渡された。送信操作において、 blackhole ルートに送信しようとするとこの
エラーが起こることがある。
EISCONN
接続済みのソケットに対して connect(2) が呼ばれた。
EMSGSIZE
データグラムが path MTU よりも大きく、フラグメント化もできない。
ENOBUFS, ENOMEM
空きメモリーが足りない。 このエラーは、メモリーアロケーションがソケットバッファーの
大きさによって制限されていることを意味しているのが通常であるが、 100% そうだという
わけではない。
ENOENT パケットが到着していないソケットに対して SIOCGSTAMP が呼ばれた。
ENOPKG カーネルサブシステムが設定されていない。
ENOPROTOOPT と EOPNOTSUPP
無効なソケットオプションが渡された。
ENOTCONN
接続されていないソケットに対して、 接続状態でしか定義されていない操作を行おうとし
た。
EPERM 高い優先度を設定したり、設定を変更したり、要求されたプロセスや プロセスグループにシ
グナルを送ったりするのに必要な権限を、 ユーザーが持っていない。
EPIPE 接続が接続相手によって、予期しないやり方でクローズまたはシャットダウンされた。
ESOCKTNOSUPPORT
ソケットが未設定であるか、知らないソケットタイプが要求された。
他のエラーが上層のプロトコルによって生じるかもしれない。 tcp(7), raw(7), udp(7), socket(7)
などを参照のこと。
注意
IP_FREEBIND, IP_MSFILTER, IP_MTU, IP_MTU_DISCOVER, IP_RECVORIGDSTADDR, IP_PKTINFO,
IP_RECVERR, IP_ROUTER_ALERT, and IP_TRANSPARENT は Linux 固有である。
SO_BROADCAST オプションの利用には、くれぐれも注意すること。 これは Linux では特権操作では
ない。 不注意なブロードキャストを行うと、ネットワークは簡単に過負荷状態になる。 新しいアプ
リケーションプロトコルには、ブロードキャストではなく マルチキャストグループを用いるほうが
よい。 ブロードキャストは推奨されない。
他の BSD のソケット実装では、 IP_RCVDSTADDR と IP_RECVIF といったソケットオプションがサ
ポートされており、 宛先アドレスや受信データグラムのインターフェースが取得できるように なっ
ていることもある。 Linux で同じことをやらせるには、より一般的な IP_PKTINFO が使える。
いくつかの BSD のソケット実装では IP_RECVTTL オプションも提供されているが、タイプ
IP_RECVTTL の補助メッセージは受信パケットとともに渡される。 これは Linux で使われている
IP_TTL オプションとは異なる動作である。
SOL_IP ソケットオプションレベルは移植性がない。 BSD ベースのプロトコルスタックでは
IPPROTO_IP レベルが使用されている。
移植性
Linux 2.0 との互換性のために、 obsolete な socket(AF_INET, SOCK_PACKET, protocol) という書
式でも packet(7) をオープンできるようになっているが、これはお勧めできない。今後は
socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, protocol) を代わりに用いるべきである。主な違いは、ジェネリック
なリンク層用の sockaddr_ll アドレス構造体が、古い sockaddr_pkt に変わって用いられるように
なったことである。
バグ
エラーの値がまったく首尾一貫していない。
一時ポートの範囲の枯渇を示すのに使われるエラーは、 一時ポートの割り当てを行えるシステム
コール (connect(2), bind(2), listen(2), sendto(2)) により異なる。
IP 固有のインターフェースオプションを指定するための ioctl と ARP テーブルのことが記述され
ていない。
recvmsg(2) で msg_name に MSG_ERRQUEUE を指定して、受信パケットに入っていた宛先アドレスを
取得する方法は 2.2 カーネルの一部でうまく動かない。
関連項目
recvmsg(2), sendmsg(2), byteorder(3), ipfw(4), capabilities(7), icmp(7), ipv6(7),
netlink(7), raw(7), socket(7), tcp(7), udp(7)
RFC 791: 元々の IP 仕様。 RFC 1122: IPv4 ホストの要件。 RFC 1812: IPv4 ルーターの要件。
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 3.79 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 http://www.kernel.org/doc/man-pages/ に書かれている。