Format d'adresse¶

Une adresse de socket IP est définie comme la combinaison d'une adresse IP d'interface et d'un numéro de port. Le protocole IP de base ne fournit pas de numéro de port, ils sont implémentés par les protocoles de plus haut niveau comme udp(7) et tcp(7). Sur les sockets raw, le champ sin_port contient le protocole IP.

struct sockaddr_in {


    sa_family_t    sin_family; /* famille d'adresses : AF_INET */


    in_port_t      sin_port;   /* port dans l'ordre des


                                  octets réseau */


    struct in_addr sin_addr;   /* adresse Internet */
};
/* Adresse Internet */
struct in_addr {


    uint32_t       s_addr;     /* adresse dans l'ordre des


                                  octets réseau */
};

sin_family est toujours défini à AF_INET. C'est indispensable : sous Linux 2.2, la plupart des fonctions réseau renvoient EINVAL lorsque cette configuration manque. sin_port contient le numéro de port, dans l'ordre des octets du réseau. Les numéros de ports inférieurs à 1024 sont dits privilégiés (ou parfois ports réservés). Seuls les processus privilégiés (à savoir ceux qui ont la capacité CAP_NET_BIND_SERVICE) peuvent appeler bind(2) pour ces sockets. Le protocole IPv4 en tant que tel n'a pas le concept de ports, ceux-ci étant seulement implémentés par des protocoles de plus haut niveau comme tcp(7) et udp(7).

sin_addr est l'adresse IP de l'hôte. Le membre s_addr de la structure in_addr contient l'adresse de l'interface de l'hôte, dans l'ordre des octets du réseau. in_addr doit se voir assigner l'une des valeurs INADDR_* (par exemple, INADDR_ANY) ou être manipulé au travers des fonctions de bibliothèque inet_aton(3), inet_addr(3), inet_makeaddr(3) ou directement par le système de résolution des noms (voir gethostbyname(3)).

Les adresses IPv4 sont divisées en adresses de diffusions individuelle, générale et multiple. Les adresses de diffusion individuelle décrivent une interface unique d'un hôte, les adresses de diffusion générale correspondent à tous les hôtes d'un réseau, et les adresses de diffusion multiple représentent tous les hôtes d'un groupe de diffusion multiple. Les datagrammes vers des adresses de diffusion générale ne peuvent être émis et reçus que si l'attribut de socket SO_BROADCAST est activé. Dans l'implémentation actuelle, les sockets orientées connexion ne sont autorisées que sur des adresses de diffusion individuelle.

Remarquez que l'adresse et le port sont toujours stockés dans l'ordre des octets du réseau. Cela signifie en particulier qu'il faut invoquer htons(3) sur le numéro attribué à un port. Toutes les fonctions de manipulation d'adresses et de ports de la bibliothèque standard fonctionnent dans l'ordre des octets.

Il existe plusieurs adresses particulières : INADDR_LOOPBACK (127.0.0.1) correspond toujours à l'hôte local via le périphérique loopback ; INADDR_ANY (0.0.0.0) signifie un attachement à n'importe quelle adresse; INADDR_BROADCAST (255.255.255.255) signifie n'importe quel hôte et a le même effet sur l'attachement que INADDR_ANY, pour des raisons historiques.

Options de sockets¶

IP gère quelques options de sockets spécifiques au protocole, qui peuvent être définies avec setsockopt(2) et consultées avec getsockopt(2). Le niveau d'option de sockets pour IP est IPPROTO_IP. Un attribut entier booléen est faux quand il vaut zéro, et vrai sinon.

IP_ADD_MEMBERSHIP (depuis Linux 1.2)

Rejoint un groupe de diffusion multiple. L'argument est une structure ip_mreqn.

struct ip_mreqn {


    struct in_addr imr_multiaddr; /* Adresse IP du groupe


                                     de diffusion multiple */


    struct in_addr imr_address;   /* Adresse IP de


                                     l'interface locale */


    int            imr_ifindex;   /* Numéro d'interface */
};

imr_multiaddr contient l'adresse du groupe de diffusion multiple que l'application veut rejoindre ou quitter. Il doit s'agir d'une adresse de diffusion multiple valable (ou setsockopt(2) échoue avec l'erreur EINVAL). imr_address est l'adresse de l'interface locale avec laquelle le système doit joindre le groupe de diffusion multiple. Si elle est égale à INADDR_ANY, une interface appropriée est choisie par le système. imr_ifindex est le numéro de l'interface qui doit rejoindre ou quitter le groupe imr_multiaddr, ou zéro pour indiquer n'importe quelle interface.

ip_mreqn n'est disponible que depuis Linux 2.2. Pour la compatibilité, l'ancienne structure ip_mreq (présente depuis Linux 1.2) est encore gérée. Elle diffère de ip_mreqn seulement par l'absence du membre imr_ifindex. Uniquement valable avec setsockopt(2).

IP_DROP_MEMBERSHIP (depuis Linux 1.2)

Quitte un groupe de diffusion multiple. L'argument est une structure ip_mreqn ou ip_mreq comme pour IP_ADD_MEMBERSHIP.

IP_HDRINCL (depuis Linux 2.0)

Si cette option est activée, l'utilisateur fournit un en-tête IP avant les données utilisateur. Cette option n'est valable que pour les sockets SOCK_RAW. Voyez raw(7) pour plus de détails. Lorsque cet attribut est activé, les valeurs définies pour IP_OPTIONS, IP_TTL et IP_TOS sont ignorées.

IP_MTU (depuis Linux 2.2)

Récupère la MTU du chemin actuellement déterminée pour la socket. Valable seulement quand la socket a été connectée. Renvoie un entier. Valable uniquement avec getsockopt(2).

IP_MTU_DISCOVER (depuis Linux 2.2)

Définit ou récupère la définition de recherche des MTU des chemins pour une socket. Lorsqu'elle est activée, Linux effectuera la recherche de la MTU d'un chemin comme défini dans la RFC 1191. L'attribut interdisant la fragmentation est alors activé sur tous les datagrammes sortants. La valeur par défaut est commandée au niveau système par le fichier /proc/sys/net/ipv4/ip_no_pmtu_disc pour les sockets SOCK_STREAM, et désactivée pour toutes les autres. Pour les sockets autres que SOCK_STREAM, l'utilisateur est responsable de l'empaquetage des données dans des blocs inférieurs à la MTU et doit s'assurer de la retransmission si besoin. Le noyau rejettera les paquets qui sont plus gros que la MTU du chemin déterminée si cet attribut est activé (avec l'erreur EMSGSIZE).

Attributs MTU des chemins	Signification
IP_PMTUDISC_WANT	utiliser une configuration par route
IP_PMTUDISC_DONT	ne pas rechercher la MTU des chemins
IP_PMTUDISC_DO	toujours chercher la MTU des chemins
IP_PMTUDISC_PROBE	Active DF (« Don't Fragment », ne
	pas fragmenter), mais ignore les
	recherches de MTU des chemins

Lorsque la recherche de la PMTU est activée, le noyau garde automatiquement une trace des MTU des chemins par hôte de destination. Lorsqu'il est connecté à un correspondant spécifique avec connect(2), la MTU du chemin actuel déterminée peut être consultée en utilisant l'option IP_MTU de la socket (par exemple si une erreur EMSGSIZE se produit). Cette valeur peut changer au cours du temps. Pour les sockets sans connexion avec plusieurs destinations, la nouvelle MTU pour une destination donnée peut également être obtenue en utilisant la file d'erreur (voyez IP_RECVERR). Une nouvelle erreur sera mise en file pour chaque mise à jour de la MTU.

Durant la recherche de la MTU, les paquets initiaux des sockets datagramme peuvent être perdus. Les applications utilisant UDP devraient le savoir, et les éviter dans leur stratégie de retransmission.

Pour démarrer le processus de recherche de la MTU du chemin sur les sockets non connectées, il est possible de démarrer avec une grande taille de datagramme (jusqu'à 64 ko d'en-tête) et la diminuer au fur et à mesure des mises à jours de la MTU du chemin.

Afin d'obtenir une estimation initiale de la MTU du chemin, connecte une socket datagramme à l'adresse de destination en utilisant connect(2) et consultez la MTU en appelant getsockopt(2) avec l'option IP_MTU.

Il est possible d'implémenter la RFC 4821 pour les recherches de MTU avec des sockets SOCK_DGRAM ou SOCK_RAW en utilisant la valeur IP_PMTUDISC_PROBE (disponible depuis Linux 2.6.22). C'est aussi particulièrement utile pour les outils de diagnostic comme tracepath(8) qui veulent délibérément envoyer des paquets sonde plus larges que le MTU observé du chemin.

IP_MULTICAST_IF (depuis Linux 1.2)

Définit le périphérique local pour une socket de diffusion multiple. L'argument est une structure ip_mreqn ou ip_mreq, comme pour IP_ADD_MEMBERSHIP.

Lorsqu'une option de socket non valable est fournie, ENOPROTOOPT est renvoyée.

IP_MULTICAST_LOOP (depuis Linux 1.2)

Définit ou lit un entier booléen indiquant si les paquets de diffusion multiple doivent être renvoyés aux sockets locales.

IP_MULTICAST_TTL (depuis Linux 1.2)

Définit ou lit la valeur du champ Time-To-Live des paquets de diffusion multiple sortants sur cette socket. Il est très important pour les paquets de diffusion multiple de fixer le TTL le plus petit possible. La valeur par défaut est 1, ce qui signifie que les paquets de diffusion multiple ne quittent pas le réseau local à moins que le programme de l'utilisateur ne le réclame explicitement. L'argument est un entier.

IP_OPTIONS (depuis Linux 2.0)

Définit ou lit les options IP à envoyer avec chaque paquet sur cette socket. Les arguments sont un pointeur sur un tampon mémoire contenant les options et la longueur des options. L'appel à setsockopt(2) définit les options IP associées à une socket. La taille maximale des options pour IPv4 vaut 40 octets. Voyez la RFC 791 pour les options autorisées. Lorsque le paquet de connexion initiale d'une socket SOCK_STREAM contient des options IP, celles-ci seront automatiquement attribuées à la socket, avec les en-têtes de routage inversés. Les paquets entrants ne peuvent pas modifier les options après que la connexion a été établie. Le traitement des options de routage des paquets entrants est désactivé par défaut, et peut être validé en utilisant l'interface accept_source_route de /proc. Les autres options, comme les horodatages, sont toujours traitées. Pour les sockets datagramme, les options IP ne peuvent être définies que par l'utilisateur local. L'appel de getsockopt(2) avec IP_OPTIONS remplit le tampon fourni avec les options d'émission actuelles.

IP_PKTINFO (since Linux 2.2)

Fournit un message IP_PKTINFO de service, qui contient une structure pktinfo fournissant quelques informations sur le paquet entrant. Ceci ne fonctionne que pour les sockets orientées datagramme. L'argument est un attribut indiquant à la socket si le message IP_PKTINFO doit être passé ou non. Le message lui-même ne peut être écrit ou lu que comme message de contrôle avec un paquet, en utilisant recvmsg(2) ou sendmsg(2).

struct in_pktinfo {


    unsigned int   ipi_ifindex;   /* Numéro d'interface     */


    struct in_addr ipi_spec_dst;  /* Adresse locale         */


    struct in_addr ipi_addr;      /* Adresse de destination */
};

ipi_ifindex est le numéro unique de l'interface sur laquelle le paquet a été reçu. ipi_spec_dst est l'adresse locale du paquet et ipi_addr est l'adresse de destination dans l'en-tête du paquet. Si IP_PKTINFO est passé à sendmsg(2) et ipi_spec_dst est différent de zéro, alors il sera utilisé comme adresse source pour la recherche dans la table de routage et pour définir les options de routage IP. Si ipi_ifindex est différent de zéro, l'adresse locale principale de l'interface indiquée par cet index remplace ipi_spec_dst pour la table de routage.

IP_RECVERR (depuis Linux 2.2)

Active le passage amélioré des messages d'erreur. Lorsque cette option est activée pour une socket datagramme, toutes les erreurs générées seront envoyées dans une file d'erreurs particulière à la socket. Quand l'utilisateur détecte une erreur d'opération sur la socket, celle-ci peut être examinée en invoquant recvmsg(2) avec l'attribut MSG_ERRQUEUE défini. La structure sock_extended_err décrivant l'erreur sera passée comme message de service ayant le type IP_RECVERR et le niveau IPPROTO_IP. Ceci permet une gestion d'erreur fiable sur les sockets non connectées. La partie comprenant les données reçues de la file d'erreurs contient le paquet ayant rencontré un problème.

Le message de contrôle IP_RECVERR contient une structure sock_extended_err :

#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;   /* numéro d'erreur */


    uint8_t  ee_origin;  /* origine de l'erreur */


    uint8_t  ee_type;    /* type */


    uint8_t  ee_code;    /* code */


    uint8_t  ee_pad;


    uint32_t ee_info;    /* données supplémentaires */


    uint32_t ee_data;    /* autres données */


    /* Des données supplémentaires peuvent suivre */
};
struct sockaddr *SO_EE_OFFENDER(struct sock_extended_err *);

ee_errno contient le numéro de l'erreur errno mise en file. ee_origin est le code de l'origine de l'erreur. Les autres champs sont spécifiques au protocole. La macro SO_EE_OFFENDER renvoie un pointeur sur l'adresse d'un objet réseau d'où l'erreur provient, en prenant en argument un pointeur sur le message de service. Si cette adresse n'est pas disponible, le membre sa_family de la structure sockaddr contient AF_UNSPEC et les autres champs de sockaddr ne sont pas définis.

IP utilise la structure sock_extended_err comme suit : ee_origin contient SO_EE_ORIGIN_ICMP pour les erreurs reçues sous forme de paquet ICMP, ou SO_EE_ORIGIN_LOCAL pour les erreurs locales. Les valeurs inconnues doivent être ignorées. ee_type et ee_code sont définis à partir des champs type et code de l'en-tête ICMP. ee_info contient la MTU déterminée pour les erreurs EMSGSIZE. Le message contient aussi l'adresse sockaddr_in du noeud ayant causé l'erreur, qui peut être obtenu avec la macro SO_EE_OFFENDER. Le champ sin_family de l'adresse fournie par SO_EE_OFFENDER vaut AF_UNSPEC si la source était inconnue. Lorsque les erreurs proviennent du réseau, toutes les options IP (IP_OPTIONS, IP_TTL, etc.) valables pour la socket et contenues dans le paquet d'erreur sont transmises comme messages de contrôle. La charge du paquet causant l'erreur est renvoyée comme charge normale. TCP n'a pas de file d'erreurs ; MSG_ERRQUEUE n'est pas permis sur les sockets SOCK_STREAM. IP_RECVERR est valable pour TCP, mais toutes les erreurs sont renvoyées au retour des fonctions de socket ou par SO_ERROR.

Pour les sockets raw, IP_RECVERR active le passage de toutes les erreurs ICMP reçues à l'application, sinon les erreurs sont seulement renvoyées sur les sockets connectées.

Il s'agit d'un attribut booléen entier. IP_RECVERR est désactivée par défaut.

IP_RECVOPTS (depuis Linux 2.2)

Passe à l'utilisateur toutes les options IP entrantes dans un message de contrôle IP_OPTIONS. L'en-tête de routage et les autres options sont déjà remplies pour l'hôte local. Ceci n'est pas géré pour les sockets SOCK_STREAM.

IP_RECVTOS (depuis Linux 2.2)

Le message de service IP_TOS est passé avec les paquets entrants si cette option est activée. Elle contient un octet qui décrit le champ Type-Of-Service/Precedence de l'en-tête du paquet. Il s'agit d'un attribut entier booléen.

IP_RECVTTL (depuis Linux 2.2)

Lorsque cet attribut est défini, passe un message de contrôle IP_TTL avec le champ Time To Live du paquet reçu, sous forme d'octet. Ceci n'est pas géré pour les sockets SOCK_STREAM.

IP_RETOPTS (depuis Linux 2.2)

Identique à IP_RECVOPTS, mais renvoie les options brutes non traitées, avec les options d'enregistrement des horodatages et du routage non remplies pour ce saut.

IP_ROUTER_ALERT (depuis Linux 2.2)

Passe tous les paquets à transférer avec l'option IP Router Alert activée sur cette socket. Ceci n'est valable que pour les sockets raw, et sert par exemple pour les démons RSVP de l'espace utilisateur. Les paquets enregistrés ne sont pas redirigés par le noyau ; l'utilisateur est responsable de leurs envois. L'attachement des sockets est ignoré, et de tels paquets ne sont filtrés que par le protocole. Il s'agit d'un attribut entier.

IP_TOS (depuis Linux 1.0)

Définit ou récupère le champ Type-Of-Service (TOS) envoyé avec chaque paquet IP sortant de cette socket. Cela sert à gérer sur le réseau les priorités entre paquets. TOS est un octet. Quelques attributs TOS standards sont définis : IPTOS_LOWDELAY pour minimiser les délais pour le trafic interactif, IPTOS_THROUGHPUT pour optimiser le débit, IPTOS_RELIABILITY pour optimiser la fiabilité, IPTOS_MINCOST doit être utilisé pour les données de remplissage, quand la lenteur de transmission importe peu. Une de ces valeurs TOS au maximum peut être indiquée. Les autres bits ne sont pas valables et doivent être effacés. Linux envoie d'abord des datagrammes IPTOS_LOWDELAY par défaut, mais le comportement exact dépend de la politique configurée pour la file d'attente. Quelques niveaux de haute priorité peuvent réclamer les privilèges du superutilisateur (la capacité CAP_NET_ADMIN). La priorité peut aussi être définie d'une manière indépendante du protocole avec les options de socket (SOL_SOCKET, SO_PRIORITY) (voyez socket(7)).

IP_TTL (depuis Linux 1.0)

Définit ou récupère le contenu actuel du champ Time-To-Live utilisé avec chaque paquet envoyé depuis cette socket.

Interfaces /proc¶

Le protocole IP prend en charge une série d'interfaces /proc pour configurer certaines options globales. Les paramètres peuvent être accédés en lisant ou écrivant dans les fichiers du répertoire /proc/sys/net/ipv4/. Les interfaces décrites comme des booléens prennent une valeur entière. Celle-ci signifie que l'option correspondante est activée si elle est différente de zéro (« true »), et désactivée si elle vaut zéro (« false »).

ip_always_defrag (booléen ; depuis Linux 2.2.13)

[Nouveauté des noyaux 2.2.13, dans les noyaux précédents, cette fonctionnalité était contrôlée lors de la compilation avec l'option CONFIG_IP_ALWAYS_DEFRAG. Cette option n'est plus présente dans les versions 2.4.x et suivantes.]

Lorsque cet attribut booléen est activé (différent de zéro), les fragments entrants (morceaux de paquets IP obtenus quand un hôte entre l'origine et la destination a décidé que les paquets étaient trop grands et les a coupés en morceaux) seront réassemblés (défragmentés) avant d'être traités, même s'ils doivent être transférés.

Cette option n'est à utiliser que pour un pare-feu qui est le seul lien d'entrée de votre réseau, ou un mandataire transparent. Il ne faut jamais l'utiliser pour un routeur ou un hôte normal. Sinon, les communications fragmentées peuvent être interrompues si les fragments circulent par différents liens. La défragmentation a également un coût mémoire et processeur important.

Ceci est automagiquement activé lorsque le masquerading ou le mandataire transparent sont configurés.

ip_autoconfig (depuis Linux 2.2 à 2.6.17)

Non documenté.

ip_default_ttl (entier ; défaut : 64 ; depuis Linux 2.2)

Définit la valeur par défaut du champ Time-To-Live des paquets sortants. Ceci peut être modifié individuellement pour chaque socket avec l'option IP_TTL.

ip_dynaddr (booléen ; désactivé par défaut ; depuis Linux 2.0.31)

Active la réécriture dynamique des adresses de socket et du masquerading lors des changements d'adresse d'interface. Cela sert pour les liaisons téléphoniques, avec des adresses IP changeantes. 0 signifie aucune réécriture, 1 les autorise, et 2 demande un mode bavard.

ip_forward (booléen ; désactivé par défaut) ; depuis Linux 1.2

Active le transfert IP avec un attribut booléen. Le transfert IP peut aussi être configuré interface par interface.

ip_local_port_range (depuis Linux 2.2)

Contient deux entiers qui définissent l'intervalle par défaut des ports locaux alloués aux sockets. L'allocation démarre avec le premier numéro et se termine avec le second. Cela ne doit pas entrer en conflit avec les ports utilisés pour le masquerading (bien que cela soit traité). De même, des choix arbitraires peuvent poser des problèmes avec certains pare-feu de filtrage par paquet qui font des suppositions sur les ports locaux utilisés. Le premier nombre doit être au moins supérieur à 1024 et de préférence à 4096 pour éviter les collisions avec les ports officiels et minimiser les problèmes de pare-feu.

ip_no_pmtu_disc (booléen ; désactivé par défaut) ; depuis Linux 2.2

Si activé, supprime la recherche par défaut des MTU des chemins pour les sockets TCP. La recherche de la MTU d'un chemin peut échouer avec des pare-feu mal configurés (qui rejettent tous les paquets ICMP) ou des interfaces mal configurées (par exemple, un lien point-à-point où les deux extrémités n'ont pas la même MTU). Il vaut mieux corriger le routeur défectueux que de supprimer globalement la recherche des MTU des chemins, car cette dernière option augmente les coûts du réseau.

ip_nonlocal_bind (booléen ; désactivé par défaut ; depuis Linux 2.4)

Si défini, permet aux processus de s'attacher avec bind(2) à des adresses IP non locales, ce qui peut être utile mais peut faire planter certaines applications.

ip6frag_time (entier ; défaut : 30)

Définit le temps en secondes de conservation d'un fragment IPv6 en mémoire.

ip6frag_secret_interval (entier ; défaut : 600)

Définit l'intervalle de régénération (en secondes) du secret de hachage (ou sa durée de vie) pour les fragments IPv6.

ipfrag_high_thresh (entier), ipfrag_low_thresh (entier)

Si le nombre de fragments IP en file atteint ipfrag_high_thresh, la file est restreinte à ipfrag_low_thresh. Contient un entier avec le nombre d'octets.

neigh/*

Voyez arp(7).

Ioctls¶

Tous les ioctls décrits dans socket(7) s'appliquent à ip.

Les ioctls pour configurer les paramètres génériques des périphériques sont décrits dans netdevice(7).

Compatibilité¶

Pour la compatibilité avec Linux 2.0, la syntaxe obsolète socket(AF_INET, SOCK_PACKET, protocole) est encore gérée pour ouvrir une socket packet(7). Ceci est déconseillé, et doit être remplacé par socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, protocole). La principale différence est la nouvelle structure d'adresse sockaddr_ll pour les informations génériques de la couche de liaison à la place de l'ancienne sockaddr_pkt.