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名 前

packet − デ バ イ ス レ ベ ル の パ ケ ッ ト イ ン タ ー フ ェ ー ス

書 式

#include <sys/socket.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <net/ethernet.h> /* L2 プ ロ ト コ ル */

packet_socket = socket(AF_PACKET, int socket_type, int protocol);

説 明

packet ソ ケ ッ ト は 、 デ バ イ ス ド ラ イ バ (OSI レ イ ヤ 2) レ ベ ル で 生 の パ ケ ッ ト (raw packet) を 送 受 信 す る た め に 用 い ら れ る 。 packet ソ ケ ッ ト を 使 う と 、 ユ ー ザ ー 空 間 で 物 理 層 の 上 に プ ロ ト コ ル モ ジ ュ ー ル を 実 装 す る こ と が で き る 。

socket_type に は SOCK_RAW と SOCK_DGRAM の い ず れ か を 指 定 す る 。 SOCK_RAW は リ ン ク レ ベ ル ヘ ッ ダ ー を 含 む raw パ ケ ッ ト を 、 SOCK_DGRAM は リ ン ク レ ベ ル ヘ ッ ダ ー が 削 除 さ れ た 加 工 済 み パ ケ ッ ト を 示 す 。 リ ン ク レ ベ ル ヘ ッ ダ ー 情 報 は sockaddr_ll で 共 通 の フ ォ ー マ ッ ト で 入 手 で き る 。 protocol に は IEEE 802.3 プ ロ ト コ ル 番 号 を ネ ッ ト ワ ー ク バ イ ト オ ー ダ ー で 指 定 す る 。 指 定 で き る プ ロ ト コ ル の リ ス ト は 、 イ ン ク ル ー ド フ ァ イ ル <linux/if_ether.h> を 参 照 。 プ ロ ト コ ル を htons(ETH_P_ALL) に す る と 、 全 て の プ ロ ト コ ル が 受 信 さ れ る 。 外 部 か ら 来 た パ ケ ッ ト の う ち 指 定 し た プ ロ ト コ ル の も の は 、 カ ー ネ ル に 実 装 さ れ て い る プ ロ ト コ ル に 渡 さ れ る 前 の 段 階 で 、 packet ソ ケ ッ ト に 渡 さ れ る 。

packet ソ ケ ッ ト を オ ー プ ン で き る の は 、 実 効 ユ ー ザ ー ID が 0 の プ ロ セ ス か 、 CAP_NET_RAW ケ ー パ ビ リ テ ィ を 持 つ プ ロ セ ス だ け で あ る 。

SOCK_RAW パ ケ ッ ト で は 、 パ ケ ッ ト を デ バ イ ス ド ラ イ バ と 受 け 渡 し す る 際 、 パ ケ ッ ト デ ー タ に 変 更 が 行 わ れ る こ と は な い 。 パ ケ ッ ト の 受 信 時 に は 、 ア ド レ ス の 解 析 だ け は 行 わ れ 、 標 準 的 な sockaddr_ll ア ド レ ス 構 造 体 に 渡 さ れ る 。 パ ケ ッ ト の 送 信 時 に は 、 ユ ー ザ ー が 指 定 す る バ ッ フ ァ ー に 物 理 層 の ヘ ッ ダ ー が 含 ま れ て い る 必 要 が あ る 。 パ ケ ッ ト は そ の ま ま 修 正 を 受 け ず に 、 行 き 先 ア ド レ ス か ら 決 定 さ れ る イ ン タ ー フ ェ ー ス の ネ ッ ト ワ ー ク ド ラ イ バ に キ ュ ー イ ン グ さ れ る 。 デ バ イ ス ド ラ イ バ に よ っ て は 、 他 の ヘ ッ ダ ー を 常 に 追 加 す る も の も あ る 。 SOCK_RAW は Linux 2.0 の obosolete な AF_INET/SOCK_PACKET と 似 て い る が 、 互 換 性 が あ る わ け で は な い 。

SOCK_DGRAM は や や 高 位 の レ ベ ル で 動 作 す る 。 物 理 ヘ ッ ダ ー は 、 パ ケ ッ ト が ユ ー ザ ー に 渡 さ れ る 前 に 削 除 さ れ る 。 SOCK_DGRAM の packet ソ ケ ッ ト を 通 し て 送 ら れ る パ ケ ッ ト は 、 sockaddr_ll の 行 き 先 ア ド レ ス の 情 報 に 基 づ き 、 適 切 な 物 理 層 の ヘ ッ ダ ー が 付 加 さ れ て か ら 、 キ ュ ー に 送 ら れ る 。 デ フ ォ ル ト で は 、 指 定 し た プ ロ ト コ ル 型 の パ ケ ッ ト は す べ て packet ソ ケ ッ ト に 送 ら れ る 。 特 定 の イ ン タ ー フ ェ ー ス か ら の パ ケ ッ ト だ け を 取 得 し た い 場 合 に は 、 struct sockaddr_ll に ア ド レ ス を 指 定 し て bind(2) を 呼 び 、 packet ソ ケ ッ ト を そ の イ ン タ ー フ ェ ー ス に 結 び 付 け る (バ イ ン ド す る )。 バ イ ン ド の 際 に は 、 ア ド レ ス フ ィ ー ル ド の う ち sll_protocol と sll_ifindex だ け が 用 い ら れ る 。

connect(2) 操 作 は packet ソ ケ ッ ト で は サ ポ ー ト さ れ て い な い 。

MSG_TRUNC フ ラ グ が recvmsg(2), recv(2), recvfrom(2) に 渡 さ れ る と 、 (バ ッ フ ァ ー サ イ ズ よ り 大 き か っ た と し て も ) 常 に 実 際 に 通 信 さ れ た パ ケ ッ ト の 長 さ が 返 さ れ る 。 ア ド レ ス の タ イ プ
sockaddr_ll は デ バ イ ス に 依 存 し な い 物 理 層 の ア ド レ ス で あ る 。

struct sockaddr_ll {
unsigned short sll_family; /* 常 に AF_PACKET */
unsigned short sll_protocol; /* 物 理 層 の プ ロ ト コ ル */
int sll_ifindex; /* イ ン タ ー フ ェ ー ス 番 号 */
unsigned short sll_hatype; /* ARP ハ ー ド ウ ェ ア 種 別 */
unsigned char sll_pkttype; /* パ ケ ッ ト 種 別 */
unsigned char sll_halen; /* ア ド レ ス の 長 さ */
unsigned char sll_addr[8]; /* 物 理 層 の ア ド レ ス */ };

sll_protocol は 標 準 的 な イ ー サ ネ ッ ト プ ロ ト コ ル の タ イ プ で 、 ネ ッ ト ワ ー ク バ イ ト オ ー ダ ー で 記 述 す る 。 イ ン ク ル ー ド フ ァ イ ル <linux/if_ether.h> で 定 義 さ れ て い る 。 こ れ が こ の ソ ケ ッ ト の プ ロ ト コ ル の デ フ ォ ル ト と な る 。 sll_ifindex は そ の イ ン タ ー フ ェ ー ス の interface index で あ る (netdevice(7) を 参 照 )。 0 は (バ イ ン ド が 許 可 さ れ て い る ) 任 意 の イ ン タ ー フ ェ ー ス に マ ッ チ す る 。 sll_hatype は 、 イ ン ク ル ー ド フ ァ イ ル <linux/if_arp.h> で 定 義 さ れ て い る ARP 種 別 で あ る 。 sll_pkttype は パ ケ ッ ト 種 別 で あ る 。 指 定 で き る 種 別 は 以 下 の い ず れ か で あ る : PACKET_HOST (ロ ー カ ル ホ ス ト 向 け の パ ケ ッ ト )、 PACKET_BORADCAST (物 理 層 の ブ ロ ー ド キ ャ ス ト パ ケ ッ ト )、 PACKET_MULTICAST (物 理 層 の マ ル チ キ ャ ス ト ア ド レ ス に 送 る パ ケ ッ ト )、 PACKET_OTHERHOST (他 の ホ ス ト に 向 け ら れ た パ ケ ッ ト の う ち 、 無 差 別 モ ー ド (promiscuous mode: 後 述 ) の デ バ イ ス ド ラ イ バ に よ り 補 足 さ れ た も の )、 PACKET_OUTGOING (ロ ー カ ル ホ ス ト か ら 発 信 さ れ 、 packet ソ ケ ッ ト に ル ー プ バ ッ ク し て き た パ ケ ッ ト )。 こ れ ら の 種 別 が 意 味 を 持 つ の は 受 信 時 の み で あ る 。 sll_addr と sll_halen は 、 物 理 層 の (つ ま り IEEE 802.3 の ) ア ド レ ス と そ の 長 さ で あ る 。 厳 密 な 解 釈 は デ バ イ ス に 依 存 す る 。 パ ケ ッ ト を 送 る 場 合 は 、 sll_family, sll_addr, sll_halen, sll_ifindex を 指 定 す れ ば 十 分 で あ る 。 そ の 他 の フ ィ ー ル ド は 0 に し て お く べ き で あ る 。 sll_hatype と sll_pkttype に は 受 信 し た パ ケ ッ ト の 情 報 が 設 定 さ れ る 。 バ イ ン ド の 際 に は 、 sll_protocol と sll_ifindex だ け が 使 用 さ れ る 。 ソ ケ ッ ト オ プ シ ョ ン パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト の オ プ シ ョ ン は 、 レ ベ ル SOL_PACKET を 指 定 し て setsockopt(2) を 呼 び 出 す こ と で 設 定 で き る 。
PACKET_ADD_MEMBERSHIP
PACKET_DROP_MEMBERSHIP

packet ソ ケ ッ ト は 、 物 理 層 の マ ル チ キ ャ ス ト や 無 差 別 モ ー ド (promiscuous mode) を 設 定 し て 使 う こ と が で き る 。 PACKET_ADD_MEMBERSHIP は バ イ ン ド を 追 加 し 、 PACKET_DROP_MEMBERSHIP は バ イ ン ド を 削 除 す る 。 こ れ ら は い ず れ も packet_mreq 構 造 体 を 引 き 数 に 取 る 。

struct packet_mreq {
int mr_ifindex; /* イ ン タ ー フ ェ ー ス 番 号 */
unsigned short mr_type; /* 動 作 */
unsigned short mr_alen; /* ア ド レ ス の 長 さ */
unsigned char mr_address[8]; /* 物 理 層 の ア ド レ ス */ };

mr_ifindex は 、 ス テ ー タ ス を 変 更 し た い イ ン タ ー フ ェ ー ス の イ ン タ ー フ ェ ー ス 番 号 で あ る 。 mr_type パ ラ メ ー タ ー は 実 行 す る 動 作 を 指 定 す る : PACKET_MR_PROMISC は 、 共 有 し て い る 媒 体 か ら の 全 て の パ ケ ッ ト を 受 信 で き る よ う に す る (し ば し ば "無 差 別 モ ー ド (promiscuous mode)" と 呼 ば れ る )。 PACKET_MR_MULTICAST は 、 そ の ソ ケ ッ ト を 、 mr_address と mr_alen で 指 定 さ れ る 物 理 層 の マ ル チ キ ャ ス ト ブ ル ー プ に バ イ ン ド す る 。 PACKET_MR_ALLMULTI は socket を up に し て 、 そ の イ ン タ ー フ ェ ー ス に 到 達 し た す べ て の マ ル チ キ ャ ス ト パ ケ ッ ト を 受 信 で き る よ う に す る 。 昔 か ら あ る ioctl だ け で な く 、 SIOCSIFFLAGS, SIOCADDMULTI, SIOCDELMULTI を 同 じ 目 的 に 用 い る こ と が で き る 。

PACKET_AUXDATA (Linux 2.6.21 以 降 ) ブ ー ル 値 の オ プ シ ョ ン を 有 効 す る と 、 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は 、 パ ケ ッ ト と 一 緒 に メ タ デ ー タ 構 造 体 を recvmsg(2) コ ン ト ロ ー ル フ ィ ー ル ド で 渡 す 。 こ の 構 造 体 は cmsg(3) を 使 っ て 読 む こ と が で き る 。 定 義 は 以 下 の 通 り で あ る 。

struct tpacket_auxdata {
__u32 tp_status;
__u32 tp_len; /* パ ケ ッ ト 長 */
__u32 tp_snaplen; /* キ ャ プ チ ャ し た 長 さ */
__u16 tp_mac;
__u16 tp_net;
__u16 tp_vlan_tci;
__u16 tp_padding; };

PACKET_FANOUT (Linux 3.1 以 降 ) ス レ ッ ド に ま た が っ て 処 理 を ス ケ ー ル さ せ る た め 、 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は フ ァ ン ア ウ ト グ ル ー プ を 構 成 す る こ と が で き る 。 こ の モ ー ド で は 、 マ ッ チ し た そ れ ぞ れ の パ ケ ッ ト は グ ル ー プ 内 の い ず れ か 一 つ の ソ ケ ッ ト に だ け キ ュ ー イ ン グ さ れ る 。 ソ ケ ッ ト を フ ァ ン ア ウ ト グ ル ー プ に 参 加 さ せ る に は 、 レ ベ ル SOL_PACKET で オ プ シ ョ ン PACKET_FANOUT を 指 定 し て setsockopt(2) を 呼 び 出 す 。 ネ ッ ト ワ ー ク 名 前 空 間 毎 に 最 大 65536 個 の 独 立 し た グ ル ー プ を 持 つ こ と が で き る 。 整 数 の オ プ シ ョ ン 値 の 先 頭 16 ビ ッ ト に ID を エ ン コ ー ド す る こ と で 、 ソ ケ ッ ト は グ ル ー プ を 選 択 す る 。 あ る グ ル ー プ へ の 最 初 の パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト の 参 加 が あ っ た 時 点 で 、 グ ル ー プ は 暗 黙 の う ち に 作 成 さ れ る 。 既 存 の グ ル ー プ へ の 参 加 が 成 功 す る た め に は 、 そ れ 以 降 に そ の グ ル ー プ に 参 加 し よ う と す る パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は 、 プ ロ ト コ ロ 、 デ バ イ ス 設 定 、 フ ァ ン ア ウ ト モ ー ド 、 フ ラ グ が 同 じ で あ る 必 要 が あ る (下 記 参 照 )。 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト が フ ァ ン ア ウ ト グ ル ー プ か ら 抜 け る の は 、 そ の ソ ケ ッ ト を ク ロ ー ズ し た 場 合 だ け で あ る 。 フ ァ ン ア ウ ト グ ル ー プ は 最 後 の ソ ケ ッ ト が ク ロ ー ズ し た 場 合 に 削 除 さ れ る 。 フ ァ ン ア ウ ト で は 、 複 数 の ソ ケ ッ ト に ト ラ フ ィ ッ ク を 分 散 さ せ る ア ル ゴ リ ズ ム を 複 数 サ ポ ー ト し て い る 。 デ フ ォ ル ト の モ ー ド で あ る PACKET_FANOUT_HASH で は 、 同 じ フ ロ ー の パ ケ ッ ト は 同 じ ソ ケ ッ ト に 送 信 さ れ 、 フ ロ ー 単 位 の 順 序 が 維 持 さ れ る 。 パ ケ ッ ト ご と に 、 パ ケ ッ ト フ ロ ー の ハ ッ シ ュ の 、 そ の グ ル ー プ の ソ ケ ッ ト 数 に 対 す る 剰 余 が 計 算 さ れ 、 ソ ケ ッ ト が 選 択 さ れ る 。 な お 、 フ ロ ー ハ ッ シ ュ は ネ ッ ト ワ ー ク 層 の ア ド レ ス と ト ラ ン ス ポ ー ト 層 の ポ ー ト フ ィ ー ル ド に 対 す る ハ ッ シ ュ で あ る (ト ラ ン ス ポ ー ト 層 ポ ー ト は 存 在 す る 場 合 の み )。 負 荷 分 散 モ ー ド PACKET_FANOUT_LB は ラ ウ ン ド ロ ビ ン ア ル ゴ リ ズ ム が 採 用 さ れ て い る 。 PACKET_FANOUT_CPU で は 、 パ ケ ッ ト が 到 着 し た CPU に 基 づ い て ソ ケ ッ ト を 選 択 す る 。 PACKET_FANOUT_ROLLOVER は す べ て の デ ー タ を 一 つ の ソ ケ ッ ト で 処 理 し 、 そ の ソ ケ ッ ト で 処 理 待 ち (backlog) が 発 生 し た 場 合 に 次 の ソ ケ ッ ト に 移 る 。 PACKET_FANOUT_RND で は 擬 似 乱 数 発 生 器 を 使 っ て ソ ケ ッ ト が 選 択 さ れ る 。 PACKET_FANOUT_QM (Linux 3.14 以 降 で 利 用 可 能 ) で は 受 信 skb に 記 録 さ れ た queue_mapping を 使 っ て ソ ケ ッ ト が 選 択 さ れ る 。 フ ァ ン ア ウ ト モ ー ド で は 追 加 の オ プ シ ョ ン が あ る 。 IP フ ラ グ メ ン テ ー シ ョ ン が 起 こ る と 、 同 じ フ ロ ー の パ ケ ッ ト の フ ロ ー ハ ッ シ ュ が 異 な る ハ ッ シ ュ を 持 つ こ と に な る 。 フ ラ グ PACKET_FANOUT_FLAG_DEFRAG を セ ッ ト す る と 、 パ ケ ッ ト は フ ァ ン ア ウ ト を 行 う 前 に フ ラ グ メ ン ト 再 構 築 が 行 わ れ る よ う に な り 、 フ ラ グ メ ン ト が あ っ た 場 合 で も 順 序 が 維 持 さ れ る 。 フ ァ ン ア ウ ト モ ー ド と オ プ シ ョ ン は 、 整 数 の オ プ シ ョ ン 値 の 下 位 16 ビ ッ ト で 指 定 さ れ る 。 フ ラ グ PACKET_FANOUT_FLAG_ROLLOVER を 指 定 す る と 、 バ ッ ク ア ッ プ 戦 略 と し て ロ ー ル オ ー バ ー 方 式 が 有 効 に な る 。 元 の フ ァ ン ア ウ ト ア ル ゴ リ ズ ム が backlog ソ ケ ッ ト を 選 択 し て い れ ば 、 パ ケ ッ ト は 次 の 利 用 可 能 な ソ ケ ッ ト に ロ ー ル オ ー バ ー さ れ る 。
PACKET_LOSS (PACKET_TX_RING で 使 用 ) 送 信 リ ン グ で 不 正 な 形 式 の パ ケ ッ ト に 遭 遇 し た 場 合 、 デ フ ォ ル ト で は そ の リ ン グ の tp_status を TP_STATUS_WRONG_FORMAT に 戻 し 、 そ の 送 信 を 直 ち に 中 止 す る 。 不 正 な 形 式 の パ ケ ッ ト に よ り 、 そ の パ ケ ッ ト 自 身 と そ の 以 降 に キ ュ ー に 入 れ ら れ た パ ケ ッ ト の 送 信 が ブ ロ ッ ク さ れ る 。 形 式 エ ラ ー を 修 正 し 、 関 連 す る tp_status を TP_STATUS_SEND_REQUEST に 設 定 し 直 し 、 send(2) を 使 っ て 送 信 処 理 を 再 開 し な け れ ば な ら な い 。 し か し な が ら 、 PACKET_LOSS が セ ッ ト さ れ て い る 場 合 、 不 正 な 形 式 の パ ケ ッ ト は す べ て ス キ ッ プ さ れ 、 そ の 送 信 リ ン グ の tp_status は TP_STATUS_AVAILABLE に 設 定 し 直 さ れ 、 送 信 処 理 は 継 続 さ れ る 。
PACKET_RESERVE (PACKET_RX_RING で 使 用 ) デ フ ォ ル ト で は 、 パ ケ ッ ト 受 信 リ ン グ は メ タ デ ー タ 構 造 体 と ア ラ イ メ ン ト 用 の パ デ ィ ン グ の 直 後 に パ ケ ッ ト を 書 き 込 む 。 こ の 整 数 オ プ シ ョ ン を 設 定 す る と 、 パ ケ ッ ト の 前 に 追 加 で 領 域 が 予 約 さ れ る 。
PACKET_RX_RING 非 同 期 で の パ ケ ッ ト 受 信 用 の メ モ リ ー マ ッ プ さ れ た リ ン グ バ ッ フ ァ ー を 作 成 す る 。 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は ア プ リ ケ ー シ ョ ン の ア ド レ ス 空 間 に 連 続 す る 領 域 を 確 保 し 、 そ こ に パ ケ ッ ト ス ロ ッ ト の 配 列 を 構 成 し 、 (最 大 tp_snaplen 個 の ) パ ケ ッ ト を 順 に ス ロ ッ ト に コ ピ ー す る 。 各 パ ケ ッ ト の 前 に は tpacket_auxdata に 似 た メ タ デ ー タ 構 造 体 が 置 か れ る 。 プ ロ ト コ ル フ ィ ー ル ド に は 、 デ ー タ の 、 メ タ デ ー タ ヘ ッ ダ ー の 先 頭 か ら の オ フ セ ッ ト が 入 る 。 tp_net に は ネ ッ ト ワ ー ク 層 へ の オ フ セ ッ ト が 格 納 さ れ る 。 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト が SOCK_DGRAM 型 の 場 合 、 tp_mac も 同 じ で あ る 。 SOCK_RAW 型 の 場 合 、 tp_net に は リ ン ク 層 の フ レ ー ム へ の オ フ セ ッ ト が 入 る 。 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト と ア プ リ ケ ー シ ョ ン は tp_status フ ィ ー ル ド を 通 し て リ ン グ の 先 頭 (head) と 末 尾 (tail) の 情 報 を 受 け 渡 す 。 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は tp_status が TP_STATUS_KERNEL の す べ て の ス ロ ッ ト を 所 有 し て お り 、 ス ロ ッ ト に デ ー タ が 入 る と 、 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は そ の ス ロ ッ ト の ス テ ー タ ス を ア プ リ ケ ー シ ョ ン に 所 有 権 を 渡 す 状 態 に 変 更 す る 。 通 常 の 動 作 で は 、 新 し い tp_status で 少 な く と も TP_STATUS_USER ビ ッ ト が セ ッ ト さ れ て い れ ば 、 受 信 さ れ た パ ケ ッ ト が 格 納 さ れ た こ と を 示 し て い る 。 ア プ リ ケ ー シ ョ ン が パ ケ ッ ト の 処 理 を 終 え る と 、 ア プ リ ケ ー シ ョ ン は そ の ス ロ ッ ト の tp_status を TP_STATUS_KERNEL に 設 定 し 、 そ の ス ロ ッ ト の 所 有 権 を ソ ケ ッ ト に 返 す 。 パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト は 、 複 数 バ ー ジ ョ ン の パ ケ ッ ト リ ン グ を 実 装 し て い る 。 実 装 の 詳 細 は Linux カ ー ネ ル ソ ー ス ツ リ ー の Documentation/networking/packet_mmap.txt で 説 明 さ れ て い る 。
PACKET_STATISTICS パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト の 統 計 情 報 を 次 の 構 造 体 形 式 で 取 得 す る 。

struct tpacket_stats {
unsigned int tp_packets; /* 総 パ ケ ッ ト 数 */
unsigned int tp_drops; /* ド ロ ッ プ パ ケ ッ ト 数 */ }; 統 計 情 報 を 取 得 す る と 、 内 部 カ ウ ン タ ー は リ セ ッ ト さ れ る 。 TPACKET_V3 の リ ン グ を 使 う 場 合 に は 、 統 計 情 報 構 造 体 は 違 う も の に な る 。

PACKET_TIMESTAMP (PACKET_RX_RING で 使 用 ; Linux 2.6.36 以 降 ) パ ケ ッ ト 受 信 リ ン グ で は 常 に タ イ ム ス タ ン プ が メ タ デ ー タ ヘ ッ ダ ー に 格 納 さ れ る 。 デ フ ォ ル ト で は 、 タ イ ム ス タ ン プ は パ ケ ッ ト が リ ン グ に コ ピ ー さ れ た 時 点 で 生 成 さ れ る ソ フ ト ウ ェ ア に よ る タ イ ム ス タ ン プ で あ る 。 こ の 整 数 オ プ シ ョ ン に よ り タ イ ム ス タ ン プ の 種 類 を 選 択 で き る 。 デ フ ォ ル ト 以 外 で は 、 Linux カ ー ネ ル ソ ー ス ツ リ ー の Documentation/networking/timestamping.txt に 説 明 が あ る 2 種 類 の ハ ー ド ウ ェ ア フ ォ ー マ ッ ト が サ ポ ー ト さ れ て い る 。
PACKET_TX_RING (Linux 2.6.31 以 降 ) パ ケ ッ ト 送 信 用 の メ モ リ ー マ ッ プ さ れ た リ ン グ バ ッ フ ァ ー を 作 成 す る 。 こ の オ プ シ ョ ン は PACKET_RX_RING と 同 様 で 、 同 じ 引 き 数 を 取 る 。 ア プ リ ケ ー シ ョ ン は tp_status が TP_STATUS_AVAILABLE の ス ロ ッ ト に パ ケ ッ ト を 書 き 込 み 、 tp_status を TP_STATUS_SEND_REQUEST に 変 更 す る こ と で そ の パ ケ ッ ト の 送 信 を 予 約 す る 。 パ ケ ッ ト の 送 信 準 備 が で き た ら 、 ア プ リ ケ ー シ ョ ン は 続 け て send(2) 系 の シ ス テ ム コ ー ル を 呼 び 出 す 。 シ ス テ ム コ ー ル の 引 き 数 buf と len は 無 視 さ れ る 。 sendto(2) や sendmsg(2) を 使 っ て ア ド レ ス が 渡 さ れ た 場 合 、 ソ ケ ッ ト の デ フ ォ ル ト 値 で は な く そ の ア ド レ ス が 使 用 さ れ る 。 送 信 に 成 功 す る と 、 ソ ケ ッ ト は そ の ス ロ ッ ト の tp_status を TP_STATUS_AVAILABLE に 戻 す 。 エ ラ ー の 場 合 、 PACKET_LOSS が セ ッ ト さ れ て い な け れ ば 、 直 ち に 送 信 を 中 断 し エ ラ ー を 上 げ る 。
PACKET_VERSION (PACKET_RX_RING で 使 用 ; Linux 2.6.27 以 降 ) デ フ ォ ル ト で は 、 PACKET_RX_RING は TPACKET_V1 の パ ケ ッ ト 受 信 リ ン グ を 作 成 す る 。 別 の バ ー ジ ョ ン の リ ン グ を 作 成 す る に は 、 そ の リ ン グ を 作 成 す る 前 に 希 望 す る バ ー ジ ョ ン が 使 わ れ る よ う に こ の 整 数 オ プ シ ョ ン を 設 定 す る こ と 。
PACKET_QDISC_BYPASS (Linux 3.14 以 降 ) デ フ ォ ル ト で は 、 パ ケ ッ ト は カ ー ネ ル の qdisc (ト ラ フ ィ ッ ク 制 御 ) レ イ ヤ ー 経 由 で 渡 さ れ る 。 こ れ は 大 半 の ユ ー ス ケ ー ス に 合 っ て い る 。 ネ ッ ト ワ ー ク に 対 し て 可 能 な 限 り パ ケ ッ ト を 送 信 す る (例 え ば pkggen と 同 様 の 方 法 で 負 荷 対 象 の デ バ イ ス を 試 験 す る ) の に パ ケ ッ ト ソ ケ ッ ト を 使 う ト ラ フ ィ ッ ク 生 成 ア プ ラ イ ア ン ス で は 、 こ の 整 数 オ プ シ ョ ン を 1 に 設 定 す る こ と で qdisc レ イ ヤ ー を 飛 ば す こ と が で き る 。 qdisc レ イ ヤ ー で の パ ケ ッ ト バ ッ フ ァ ー が 行 わ れ な く な る と い う 副 作 用 が あ る 。 こ れ に よ り 、 ネ ッ ト ワ ー ク デ バ イ ス の 送 信 キ ュ ー の 使 用 量 が 高 い 場 合 に パ ケ ッ ト 廃 棄 が 起 き や す く な る 。

ioctl
SIOCGSTAMP を 用 い る と 、 最 後 に 受 信 し た パ ケ ッ ト の タ イ ム ス タ ン プ を 得 る こ と が で き る 。 引 き 数 は struct timeval 型 の 変 数 で あ る 。 さ ら に 、 netdevice(7) お よ び socket(7) で 定 義 さ れ て い る 標 準 の ioctl は い ず れ も packet ソ ケ ッ ト に 指 定 可 能 で あ る 。 エ ラ ー 処 理
packet ソ ケ ッ ト は 、 パ ケ ッ ト を デ バ イ ス ド ラ イ バ に 渡 す と き に 起 き た エ ラ ー し か 処 理 し な い 。 遅 延 エ ラ ー (pending error) に 関 す る 概 念 は 持 っ て い な い 。

エ ラ ー

EADDRNOTAVAIL 不 明 な マ ル チ キ ャ ス ト グ ル ー プ ア ド レ ス が 渡 さ れ た 。

EMSGSIZE パ ケ ッ ト が イ ン タ ー フ ェ ー ス の MTU よ り 大 き い 。
ENETDOWN イ ン タ ー フ ェ ー ス が up で な い 。
ENOBUFS パ ケ ッ ト に 割 り 当 て る メ モ リ ー が 足 り な い 。

ENOTCONN イ ン タ ー フ ェ ー ス ア ド レ ス が 渡 さ れ な か っ た 。

バ ー ジ ョ ン

AF_PACKET は Linux 2.2 の 新 機 能 で あ る 。 こ れ よ り 古 い バ ー ジ ョ ン の Linux で は SOCK_PACKET の み を サ ポ ー ト し て い た 。

注 意

移 植 性 の 必 要 な プ ロ グ ラ ム で は 、 pcap(3) 経 由 で AF_PACKET を 用 い る こ と を お 薦 め す る 。 た だ し 、 こ の 方 法 で は AF_PACKET の 機 能 す べ て を 利 用 す る こ と は で き な い 。

SOCK_DGRAM packet ソ ケ ッ ト は 、 IEEE 802.3 フ レ ー ム の IEEE 802.2 LLC ヘ ッ ダ ー の 生 成 や 解 析 を 行 お う と し な い 。 ETH_P_802_3 が 送 信 プ ロ ト コ ル に 指 定 さ れ る と 、 カ ー ネ ル は 802.3 フ レ ー ム を 生 成 し て length フ ィ ー ル ド に 書 き 込 む 。 完 全 に 準 拠 し た パ ケ ッ ト を 得 る た め に は ユ ー ザ ー が LLC ヘ ッ ダ ー を 与 え る 必 要 が あ る 。 到 着 し た 802.3 パ ケ ッ ト で は 、 DSAP/SSAP protocol の 各 フ ィ ー ル ド は 多 重 化 (multiplex) さ れ て い な い 。 代 わ り に こ れ ら は LLC ヘ ッ ダ ー が 前 置 さ れ た ETH_P_802_2 プ ロ ト コ ル と し て 与 え ら れ る 。 し た が っ て 、 ETH_P_802_3 に バ イ ン ド す る こ と は で き な い 。 か わ り に ETH_P_802_2 に バ イ ン ド し 、 自 分 自 身 で プ ロ ト コ ル の 多 重 化 を 行 う こ と 。 送 信 の デ フ ォ ル ト は 、 プ ロ ト コ ル フ ィ ー ル ド を 持 つ 標 準 の Ethernet DIX encapsulation で あ る 。

packet ソ ケ ッ ト は 入 出 力 の firewall chain に 影 響 を う け な い 。 移 植 性
Linux 2.0 で は 、 packet ソ ケ ッ ト を 得 る 方 法 は socket(AF_INET, SOCK_PACKET, protocol) を 呼 ぶ や り 方 し か な か っ た 。 こ の 方 法 は ま だ サ ポ ー ト さ れ て い る が 、 用 い な い こ と を 強 く 推 奨 す る 。 現 在 の 方 法 と の 主 な 違 い は 、 SOCK_PACKET で は イ ン タ ー フ ェ ー ス の 指 定 に 古 い struct sockaddr_pkt を 用 い る 点 で あ る 。 こ れ に は 物 理 層 か ら の 独 立 性 が な い 。

struct sockaddr_pkt {
unsigned short spkt_family;
unsigned char spkt_device[14];
unsigned short spkt_protocol; };

spkt_family は デ バ イ ス の タ イ プ 、 spkt_protocol は <sys/if_ether.h> で 定 義 さ れ て い る IEEE 802.3 プ ロ ト コ ル タ イ プ 、 spkt_device は デ バ イ ス の 名 前 を ヌ ル 終 端 さ れ た 文 字 列 で 与 え た も の (例 : eth0) で あ る 。 こ の 構 造 体 は obsolete で あ り 、 新 し く コ ー ド を 書 く 時 に は 用 い る べ き で な い 。

バ グ

glibc 2.1 に は SOL_PACKET の 定 義 が な い 。 回 避 策 と し て は 、 以 下 の よ う に す る と よ い 。

#ifndef SOL_PACKET
#define SOL_PACKET 263
#endif こ の 問 題 は そ れ 以 降 の バ ー ジ ョ ン の glibc で は 修 正 さ れ て い る 。

IEEE 802.2/803.3 の LLC の 扱 い 方 は 、 バ グ と 考 え て も 良 い だ ろ う 。 ソ ケ ッ ト フ ィ ル タ ー に つ い て 記 載 さ れ て い な い 。

MSG_TRUNC recvmsg(2) 拡 張 は 非 常 に ま ず い 対 処 で あ り 、 制 御 メ ッ セ ー ジ で 置 き 換 え る べ き で あ る 。 今 の と こ ろ SOCK_DGRAM 経 由 で パ ケ ッ ト に つ い て い た 宛 先 ア ド レ ス を 得 る 方 法 が な い 。