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名前
ipv6 - Linux IPv6 プロトコルの実装
書式
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
tcp6_socket = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
raw6_socket = socket(AF_INET6, SOCK_RAW, protocol);
udp6_socket = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, protocol);
説明
Linux 2.2 では、Internet Protocol, version 6 を オプションとして実装している。 この man
ページでは、Linux カーネルと glibc 2.1 での実装に基づいて、 IPv6 の基本的な API を解説す
る。 インターフェースは BSD ソケットインターフェースをもとにしている。 socket(7) を参照。
IPv6 API は、 IPv4 API (ip(7) 参照) とほぼ互換になることを目指している。 この man ページ
では相違点のみを解説する。
AF_INET6 ソケットを何らかのプロセスにバインドするには、 ローカルアドレスを in6_addr 型の変
数 in6addr_any からコピーしてくる必要がある。 static な初期値 IN6ADDR_ANY_INIT も用いるこ
とができ、これは定数式に展開される。 これらの両者はネットワークバイトオーダーである。
IPv6 のループバックアドレス (::1) は global 変数 in6addr_loopback から取得できる。初期化に
は IN6ADDR_LOOPBACK_INIT を用いるべきである。
v4-mapped-on-v6 アドレス型を用いることで、 IPv4 接続も v6 API で扱うことができる。 こうす
れば、プログラムは v6 の API をサポートするだけで、 両方のプロトコルをサポートできる。
v4-mapped-on-v6 アドレス型は C ライブラリ内部のアドレスを 扱う関数によって透過的に処理され
る。
IPv4 と IPv6 はローカルポート空間を共有する。 IPv4 の接続 (またはパケット) を IPv6 ソケッ
トが取得すると、 発信元アドレスが v6 にマップされ、その接続 (パケット) も v6 にマップされ
る。
アドレスのフォーマット
struct sockaddr_in6 {
sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */
in_port_t sin6_port; /* port number */
uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */
};
struct in6_addr {
unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */
};
sin6_family は常に AF_INET6 に設定される。 sin6_port はプロトコルポートである (ip(7) の
sin_port を参照)。 sin6_flowinfo は IPv6 のフロー指定子 (flow identifier) である。
sin6_addr は 128 ビットの IPv6 アドレスである。 sin6_scope_id は アドレスのスコープに依存
した ID である (これは Linux 2.4 で導入された)。 Linux の場合は、これはリンクローカルアド
レスでのみサポートされている。 この場合 sin6_scope_id にはインターフェースのインデックスが
含まれる ことになる (netdevice(7) を参照)。
IPv6 は何種類かのアドレスタイプをサポートしている。 単一のホストをアドレスするための
unicast、 ホストのグループをアドレスするための multicast、 ホストのグループ中で最も近くに
いるものをアドレスするための anycast (これは Linux では実装されていない)、 IPv4 ホストをア
ドレスするための IPv4-on-IPv6。 他にも予約済みのアドレスタイプがある。
IPv6 でのアドレス表記は 4 桁の 16 進数 8 個からなり、 ':' は区切り文字はで、"::" は 0 ビッ
トの文字列を表す。 特殊なアドレスとして、ループバックを表す ::1、 IPv4-mapped-on-IPv6 を表
す ::FFFF::<IPv4 アドレス> がある。
IPv6 のポート空間は IPv4 と共有されている。
ソケットオプション
IPv6 はプロトコル固有のソケットオプションをいくつかサポートしている。 これらは
setsockopt(2) で設定でき、 getsockopt(2) で取得できる。 IPv6 のソケットオプションレベル
は IPPROTO_IPV6 である。 ブール整数のフラグは、0 が偽であり、それ以外は真である。
IPV6_ADDRFORM
AF_INET6 ソケットを別のアドレスファミリーのソケットに変える。 現在は AF_INET のみが
変更先のアドレスファミリーとしてサポートされている。 これが許可されるのは、IPv6 が
接続され、 v4-mapped-on-v6 アドレスにバインドされた場合に限られる。 引き数は
AF_INET が入っている整数へのポインタである。 v4-mapped ソケットを、IPv6 API を扱え
ないプログラムに対して ファイルディスクリプターとして渡す場合に便利。
IPV6_ADD_MEMBERSHIP, IPV6_DROP_MEMBERSHIP
multicast グループのメンバーを制御する。 引き数は struct ipv6_mreq 構造体へのポイン
タ。
IPV6_MTU
getsockopt(): 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。整数を返す。
setsockopt(): そのソケットに対して用いる MTU の値を設定する。 MTU の大きさは、 その
デバイスの MTU または (Path MTU Discovery が可能なら) その経路の MTU の大きさ以下で
なければならない。 引き数は整数へのポインタ。
IPV6_MTU_DISCOVER
そのソケットでの Path MTU Discovery を制御する。 詳細は ip(7) の IP_MTU_DISCOVER
を参照。
IPV6_MULTICAST_HOPS
そのソケットでの multicast の hop 数の上限値を設定する。 引き数は整数へのポインタで
ある。 -1 を指定すると経路のデフォルトを用いることを意味する。 それ以外の場合は 0
から 255 の範囲を指定する。
IPV6_MULTICAST_IF
そのソケットでの、送信 multicast パケットに用いるデバイスを設定する。 これは
SOCK_DGRAM および SOCK_RAW 各ソケットでのみ許される。 引き数はインターフェースのイ
ンデックスの整数値 (netdevice(7) を参照) へのポインタである。
IPV6_MULTICAST_LOOP
ソケットが、自分自身の送信した multicast パケットを監視するかどうかを制御する。 引
き数はブール値へのポインタ。
IPV6_RECVPKTINFO (Linux 2.6.14 以降)
データグラムの到着時における IPV6_PKTINFO 制御メッセージを配送するかどうかを設定す
る。 制御メッセージは RFC 3542 に基づき struct in6_pktinfo に格納される。
SOCK_DGRAM ソケットまたは SOCK_RAW ソケットに対してのみ許可される。 引き数はブール
値の入った整数。
IPV6_RTHDR, IPV6_AUTHHDR, IPV6_DSTOPTS, IPV6_HOPOPTS, IPV6_FLOWINFO,
IPV6_HOPLIMIT 受信パケットのデータグラムに拡張ヘッダが含まれている場合の、 制御メッ
セージの配送を設定する。 IPV6_RTHDR: routing ヘッダを配送するかどうか。
IPV6_AUTHHDR: authentication ヘッダを配送するかどうか。 IPV6_DSTOPTS: destination
オプションを配送するかどうか。 IPV6_HOPOPTS: hop オプションを配送するかどうか。
IPV6_FLOWINFO: flow ID を含む整数を配送するかどうか。 IPV6_HOPLIMIT: パケットの hop
カウントを含む整数を配送するかどうか。 制御メッセージはソケットオプションのものと同
じタイプを持つ。 これらのすべてのヘッダオプションは、 適切な制御メッセージを
sendmsg(2) の制御バッファーに書きこめば、 送信パケットにでも設定できる。
SOCK_DGRAM ソケットまたは SOCK_RAW ソケットでのみ許される。引き数はブール値へのポイ
ンタ。
IPV6_RECVERR
非同期エラー (asynchronous error) オプションの受信を制御する。 詳細は ip(7) の
IP_RECVERR を参照。 引き数はブール値へのポインタ。
IPV6_ROUTER_ALERT
このソケットで、router alert hop-by-hop オプションの付いた転送パケットを 通すかどう
かを制御する。 SOCK_RAW ソケットでのみ許可される。 tap されたパケットはカーネルに
よっては転送されない。そうしたパケットを 再度送信するのはユーザーの責任である。 引
き数は整数 (integer) へのポインタ。 正の整数は傍受を行う router alert オプション値
を示す。 オプション値がこの整数である router alert オプションの付いたパケットは ソ
ケットに配送される。負の整数を指定すると、このソケットへの router alert オプション
の付いたパケットの配送が行われない。
IPV6_UNICAST_HOPS
そのソケットでの unicast の hop 数の上限値を設定する。 引き数は整数へのポインタであ
る。 -1 を指定すると経路のデフォルトを用いることを意味する。 それ以外の場合は 0 か
ら 255 の範囲を指定する。
IPV6_V6ONLY (Linux 2.4.21 以降および 2.6 以降)
このフラグを真 (0 以外) に設定すると、そのソケットは IPv6 パケットだけを 送受信する
ように制限される。 この場合、IPv4 アプリケーションと IPv6 アプリケーションが同時に
一つのポートをバインドできる。
このフラグを偽 (0) に設定すると、そのソケットはパケットの送受信に IPv6 アドレスと
IPv4-mapped IPv6 アドレスの両方を使用できる。
引き数はブール値の入った整数へのポインタである。
このフラグのデフォルト値はファイル /proc/sys/net/ipv6/bindv6only の内容により定義さ
れる。 このファイルのデフォルト値は 0 (偽) である。
エラー
ENODEV ユーザがリンクローカルの IPv6 アドレスを bind(2) しようとしたが、 指定された
sockaddr_in6 構造体の sin6_scope_id が 有効なインターフェースのインデックスでなかっ
た。
バージョン
IPv6 API を libc5 ベースで Linux 向けに実装した、以前の libinet6 についてはここでは記述し
ていない。 おそらく細かいところには相違点があるだろう。
Linux 2.4 では 64 ビットのホストに対して sockaddr_in6 のバイナリ互換性が保たれていない。
in6_addr のアラインメントが変更され、また sin6_scope_id フィールドが新たに追加されたからで
ある。 カーネルインターフェースの互換性は保たれているが、 sockaddr_in6 や in6_addr を他の
構造体に含んでいるようなプログラムでは 保たれないかもしれない。 これは i386 のような 32
ビットのホストでは問題にならない。
sin6_flowinfo フィールドは Linux 2.4 で登場した。 これが渡されたアドレス長に含まれている
と、 カーネルに透過的に渡され、読まれる。 より長いアドレスバッファを渡し、 そして送信アド
レスの長さをチェックするようなプログラムは うまく動かないかもしれない。
注意
sockaddr_in6 構造体はジェネリックな sockaddr よりも大きい。 すべてのアドレスタイプが
struct sockaddr の中に安全に納められると仮定しているプログラムは、代わりに struct
sockaddr_storage を用いるように変更する必要がある。
バグ
IPv6 拡張 API は、現在まだ RFC 2292 を完全には実装していない。 2.2 カーネルは受信オプショ
ンをほぼ完全にサポートサポートしているが、 glibc2.1 には IPv6 オプションを生成するマクロが
存在していない。
EH および AH ヘッダ での IPSec のサポートは存在しない。
フローラベル管理はまだ完全でなく、ここにも記述されていない。
この man ページはまだ完成していない。
関連項目
cmsg(3), ip(7)
RFC 2553: IPv6 BASIC API; Linux はこの RFC に準拠するようにしている。 RFC 2460: IPv6
specification.
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 3.54 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。