Fonctions du niveau socket¶

Ces fonctions servent au processus utilisateur pour envoyer ou recevoir des paquets et pour faire d'autres opérations sur les sockets. Pour plus de détails, consultez leurs pages de manuel respectives.

socket(2) crée une socket, connect(2) connecte une socket à une adresse de socket distante, la fonction bind(2) attache une socket à une adresse locale, listen(2) indique à la socket que de nouvelles connexions doivent être acceptées, et accept(2) fournit une nouvelle socket avec la nouvelle connexion entrante. socketpair(2) renvoie deux sockets anonymes connectées (seulement implémenté pour quelques familles locales comme AF_UNIX).

send(2), sendto(2), et sendmsg(2) envoient des données sur une socket, et recv(2), recvfrom(2) et recvmsg(2) reçoivent les données envoyées par une socket. poll(2) et select(2) attendent que des données arrivent ou que l'émission soit possible. De plus, les opérations d'entrée-sortie standard comme write(2), writev(2), sendfile(2), read(2) et readv(2) peuvent être utilisées pour la lecture et l'écriture des données.

getsockname(2) renvoie l'adresse de la socket locale et getpeername(2) renvoie l'adresse de la socket distante. getsockopt(2) et setsockopt(2) servent à définir et obtenir les options de la couche socket ou protocole. ioctl(2) peut être utilisé pour lire et écrire d'autres options.

close(2) sert à fermer une socket. shutdown(2) ferme une partie des connexions d'une socket multiple.

La recherche ou l'utilisation de pread(2) et pwrite(2) avec un décalage non nul n'est pas possible sur les sockets.

Des opérations d'entrée-sortie non bloquantes sur les sockets sont possibles en définissant l'attribut O_NONBLOCK du descripteur de la socket avec fcntl(2). Toutes les opérations qui devraient normalement bloquer se terminent alors avec l'erreur EAGAIN (l'opération devra être retentée ultérieurement). connect(2) renverra l'erreur EINPROGRESS. L'utilisateur peut alors attendre divers événements avec poll(2) ou select(2).

Une alternative à poll(2) et select(2) est de laisser le noyau informer l'application des événements par l'intermédiaire d'un signal SIGIO. Pour cela, l'attribut O_ASYNC doit être défini sur un descripteur de fichier de la socket via fcntl(2) et un gestionnaire de signal valable pour SIGIO doit être installé avec sigaction(2). Consultez les remarques sur les Signaux ci-dessous.

Structures d'adresse de socket¶

Chaque domaine de socket a son propre format pour les adresses de socket, avec une structure d'adresse propre. Chacune de ces structures commence avec un champ entier « family » (famille), de type sa_family_t, qui indique le type de structure d'adresse. Cela permet aux appels système génériques à tous les domaines de sockets (par exemple connect(2), bind(2), accept(2), getsockname(2), getpeername(2)) de déterminer le domaine d'une adresse de socket donnée.

Le type struct sockaddr est défini afin de pouvoir passer n'importe quel type d'adresse de socket aux interface dans l'API des sockets. Le but de ce type est purement d'autoriser la conversion de types d'adresse de socket propres à un domaine vers le type « générique », afin d'éviter les avertissements du compilateur au sujet de la non correspondance dans les appels de l'API des sockets.

De plus, l'API des sockets fournit le type de données struct sockaddr_storage. Ce type est fait pour contenir toute structure d'adresse de socket spécifique à un domaine. Il est suffisamment grand et est aligné correctement (en particulier, il est assez grand pour contenir des adresses de socket IPv6). Cette structure contient le champ suivant, qui peut être utilisé pour identifier le type d'adresse socket effectivement stockée dans la structure :

    sa_family_t ss_family;

La structure sockaddr_storage est utile dans les programmes qui doivent prendre en charge les adresses de socket de manière générique (par exemple les programmes qui doivent gérer à la fois des adresses de socket IPv4 et IPv6).

Options de sockets¶

Les options présentées ci-dessous peuvent être définies en utilisant setsockopt(2) et lues avec getsockopt(2) avec le niveau de socket positionné à SOL_SOCKET, et ce pour toutes les sockets. Sauf mention contraire, optval est un pointeur vers un int.

SO_ACCEPTCONN

Renvoie une valeur indiquant si la socket a été déclarée comme acceptant les connexions à l'aide de listen(2). La valeur 0 indique que la socket n'est pas en attente de connexions et la valeur 1 indique que la socket accepte les connexions. Cette option de socket peut être seulement lue, et pas modifiée.

SO_BINDTODEVICE

Attache cette socket à un périphérique donné, tel que « eth0 », comme indiqué dans le nom d'interface transmis. Si le nom est une chaîne vide ou si la longueur de l'option est nulle, la socket est détachée du périphérique. L'option transmise est une chaîne de longueur variable terminée par un caractère nul, contenant le nom de l'interface, la longueur maximale étant IFNAMSIZ. Si une socket est attachée à une interface, seuls les paquets reçus de cette interface particulière sont traités par la socket. Cela ne fonctionne que pour certains types de sockets, en particulier les sockets AF_INET. Ceci n'est pas géré pour les sockets de paquets (utilisez pour cela bind(2)).

Avant Linux 3.8, cette option de socket pouvait être configurée, sans pouvoir être lue par getsockopt(2). Depuis Linux 3.8, elle est lisible. Le paramètre optlen doit contenir la taille du tampon destiné à recevoir le nom du périphérique, préférablement IFNAMSZ. La véritable longueur du nom du périphérique est renvoyée dans le paramètre optlen.

SO_BROADCAST

Définir ou lire l'attribut de diffusion. Une fois activé, les sockets de datagrammes sont autorisées à envoyer des paquets à une adresse de diffusion. Cette option n'a aucun effet sur les sockets orientées flux.

SO_BSDCOMPAT

Active la compatibilité BSD bogue-à-bogue. Cela est utilisé par le module du protocole UDP de Linux 2.0 et 2.2. Si cette compatibilité est activée, les erreurs ICMP reçues pour une socket UDP ne seront pas transmises au programme utilisateur. Dans les versions récentes du noyau, la gestion de cette option a été abandonnée progressivement : Linux 2.4 l'ignore silencieusement et Linux 2.6 génère une alerte noyau (printk()) si le programme utilise cette option. Linux 2.0 activait également les options de compatibilité BSD bogue-à-bogue (modification aléatoire des en-têtes, non prise en compte de l'attribut de diffusion) pour les sockets brutes ayant cette option, mais cela a été éliminé dans Linux 2.2.

SO_DEBUG

Active le débogage de socket. Cela n'est autorisé que pour les processus avec la capacité CAP_NET_ADMIN ou un identifiant d'utilisateur effectif égal à 0.

SO_DOMAIN (depuis Linux 2.6.32)

Récupère le domaine de socket en tant qu'entier, en renvoyant une valeur telle que AF_INET6. Consultez socket(2) pour plus de détails. Cette option de socket peut être seulement lue, et pas modifiée.

SO_ERROR

Lit et efface l'erreur en cours sur la socket. Cette option de socket peut être seulement lue, et pas modifiée. Demande un entier.

SO_DONTROUTE

Ne pas émettre par l'intermédiaire d'une passerelle, n'envoyer qu'aux hôtes directement connectés. Le même effet peut être obtenu avec l'attribut MSG_DONTROUTE durant une opération send(2) sur la socket. Demande un attribut entier booléen.

SO_KEEPALIVE

Active l'émission de messages périodiques gardant la socket ouverte pour les sockets orientées connexion. Demande un attribut entier booléen.

SO_LINGER

Définit ou lit l'option SO_LINGER. Le paramètre est une structure linger.

struct linger {


    int l_onoff;    /* définition de l'activité */


    int l_linger;   /* durée d'attente en secondes */
};

Lorsque ce paramètre est actif, un appel à close(2) ou shutdown(2) ne se terminera pas avant que tous les messages en attente pour la socket aient été correctement émis ou que le délai d'attente soit écoulé. Sinon, l'appel se termine immédiatement et la fermeture est effectuée en arrière-plan. Lorsque la socket est fermée au cours d'un exit(2), elle attend toujours en arrière-plan.

SO_MARK (depuis Linux 2.6.25)

Positionner la marque pour chaque paquet envoyé au travers de cette socket (similaire à la cible MARK de netfilter, mais pour les sockets). Le changement de marque peut être utilisé pour un routage par marques sans netfilter ou pour le filtrage de paquets. Utiliser cette option nécessite la capacité CAP_NET_ADMIN.

SO_OOBINLINE

Si cette option est activée, les données hors bande sont placées directement dans le flux des données reçues. Sinon, elles ne sont transmises que si l'attribut MSG_OOB est défini durant la réception.

SO_PASSCRED

Autorise ou interdit la réception des messages de contrôle SCM_CREDENTIALS. Pour plus de détails, consultez unix(7).

SO_PEEK_OFF (depuis Linux 3.4)

Cette option, qui n'est à ce jour garantie que pour les sockets unix(7), définit la valeur de la « position de lecture » (ou « peek offset ») pour l'appel système recv(2) lorsqu'il est invoqué avec l'attribut MSG_PEEK.

Lorsque cette option reçoit une valeur négative (elle est initialisée à -1 pour toute nouvelle socket), elle se comporte classiquement : recv(2), avec l'attribut MSG_PEEK, lit les données depuis le début de la file.

Lorsque l'option reçoit une valeur supérieure ou égale à zéro, alors la lecture suivante des données accumulées dans la socket est réalisée à la position précisée par la valeur de l'option. Dans le même temps, la « position de lecture » est incrémentée du nombre d'octets lus dans la file, de façon à ce que la prochaine lecture renvoie la donnée suivante dans la file.

Si des données sont retirées de la tête de la file par la fonction recv(2) (ou équivalent) sans l'attribut MSG_PEEK, alors la « position de lecture » est diminuée du nombre d'octets supprimés. Autrement dit, l'acquisition de données sans avoir recours à l'attribut MSG_PEEK a pour effet de modifier la « position de lecture », de sorte que la prochaine lecture renvoie les données qui auraient été renvoyées si aucune donnée n'avait été supprimée.

Pour les sockets de datagrammes, si la « position de lecture » pointe à l'intérieur d'un paquet, alors les données renvoyées seront marquées de l'attribut MSG_TRUNC.

L'exemple suivant illustre l'usage de SO_PEEK_OFF. Imaginons une socket de flux contenant les données suivantes dans sa file :

aabbccddeeff

La séquence suivante d'appels à recv(2) aura l'effet décrit dans les commentaires :

int ov = 4;                  // affecte 4 à la position de lecture
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_PEEK_OFF, &ov, sizeof(ov));
recv(fd, buf, 2, MSG_PEEK);  // Lit "cc"; l'indide de position prend la valeur 6
recv(fd, buf, 2, MSG_PEEK);  // Lit "dd"; l'indice de position prend la valeur 8
recv(fd, buf, 2, 0);         // Lit "aa"; l'indice de position prend la valeur 6
recv(fd, buf, 2, MSG_PEEK);  // Lit "ee"; l'indice position prend la valeur 8

SO_PEERCRED

Renvoie les données d'authentification du processus étranger connecté à cette socket. Cela n'est possible que pour les sockets de flux AF_UNIX connectées et les paires de sockets AF_UNIX de flux et de datagrammes crées avec socketpair(2) ; consultez unix(7). Les données retournées sont celles qui étaient effectives au moment de l'appel à connect(2) ou socketpair(2). L'argument est une structure ucred. Il faut définir la macro de test de fonctionnalité GNU_SOURCE pour activer la définition de cette structure dans <sys/socket.h>. Cette option de socket peut être seulement lue, et pas modifiée.

SO_PRIORITY

Définir la priorité définie par le protocole pour tous les paquets envoyés sur la socket. Linux utilise cette valeur pour trier les files réseau : les paquets avec une priorité élevée peuvent être traités d'abord, en fonction de la gestion des files sur le périphérique. Pour ip(7), cela définit aussi le champ IP Type-Of-Service (TOS) pour les paquets sortants. Établir une priorité en dehors de l'intervalle allant de 0 à 6 nécessite la capacité CAP_NET_ADMIN.

SO_PROTOCOL (depuis Linux 2.6.32)

Récupère le protocole de socket en tant qu'entier, en renvoyant une valeur telle que IPPROTO_SCTP. Consultez socket(2) pour plus de détails. Cette option de socket peut être seulement lue, et pas modifiée.

SO_RCVBUF

Définit ou lit la taille maximale en octets du tampon de réception. Le noyau double cette valeur (pour prévoir de l'espace pour les opérations de service) lorsque la valeur est définie avec setsockopt(2), et cette valeur doublée est retournée par getsockopt(2). La valeur par défaut est définie par le fichier /proc/sys/net/core/rmem_default et la valeur maximale autorisée est définie par le fichier /proc/sys/net/core/rmem_max. La valeur (doublée) minimale pour cette option est 256.

SO_RCVBUFFORCE (depuis Linux 2.6.14)

En utilisant cette option de socket, un processus privilégié (CAP_NET_ADMIN) peut exécuter la même tâche que SO_RCVBUF, mais la limite rmem_max peut être remplacée.

SO_RCVLOWAT et SO_SNDLOWAT

Indique le nombre minimal d'octets dans le tampon pour que la couche socket passe les données au protocole (SO_SNDLOWAT) ou à l'utilisateur en réception (SO_RCVLOWAT). Ces deux valeurs sont initialisées à 1. SO_SNDLOWAT n'est pas modifiable (setsockopt(2) échoue avec l'erreur ENOPROTOOPT). SO_RCVLOWAT est modifiable seulement depuis Linux 2.4. Les appels système select(2) et poll(2) ne respectent pour le moment pas la définition de SO_RCVLOWAT sur Linux, et marque la socket comme lisible même lorsqu'un unique octet de données est disponible. La lecture suivante depuis la socket sera bloquée jusqu'à ce que SO_RCVLOWAT octets soient disponibles.

SO_RCVTIMEO et SO_SNDTIMEO

Indiquer le délai maximal d'émission ou de réception avant de signaler une erreur. Le paramètre est une structure timeval. Si une fonction d'entrée ou de sortie bloque pendant cet intervalle de temps et que des données ont été envoyées ou reçues, la valeur de retour de cette fonction sera la quantité de données transmises ; si aucune donnée n'a été transmise et si le délai d'attente est atteint, -1 est renvoyé et errno est positionnée à EAGAIN ou EWOULDBLOCK, ou EINPROGRESS (pour connect(2)), comme si la socket avait été définie comme non bloquante. Si le délai d'attente est défini à zéro (valeur par défaut), l'opération ne sera jamais interrompue. Les délais n'ont d'effet que pour les appels système faisant des E/S sur des sockets (par exemple read(2), recvmsg(2), send(2), sendmsg(2)) ; ils n'ont pas d'effet pour select(2), poll(2), epoll_wait(2), etc.

SO_REUSEADDR

Indique que les règles utilisées pour la validation des adresses fournies dans un appel à bind(2) doivent autoriser la réutilisation des adresses locales. Pour les sockets AF_INET, cela signifie que la socket peut être attachée à n'importe quelle adresse sauf lorsqu'une socket active en écoute y est liée. Lorsque la socket en écoute est attachée à INADDR_ANY avec un port spécifique, il n'est pas possible de s'attacher à ce port quelle que soit l'adresse locale. L'argument est un attribut booléen entier.

SO_SNDBUF

Définit ou lit la taille maximale en octets du tampon d'émission. Le noyau double cette valeur (pour prévoir de l'espace pour les opérations de service) lorsque la valeur est définie avec setsockopt(2), et cette valeur doublée est retournée par getsockopt(2). La valeur par défaut est définie par le fichier /proc/sys/net/core/wmem_default et la valeur maximale autorisée est définie par le fichier /proc/sys/net/core/wmem_max. La valeur (doublée) minimale pour cette option est 2048.

SO_SNDBUFFORCE (depuis Linux 2.6.14)

En utilisant cette option de socket, un processus privilégié (CAP_NET_ADMIN) peut exécuter la même tâche que SO_SNDBUF, mais la limite wmem_max peut être remplacée.

SO_TIMESTAMP

Active ou désactive la réception des messages de contrôle SO_TIMESTAMP. Le message de contrôle d'horodatage est envoyé avec le niveau SOL_SOCKET et le champ cmsg_data est une structure timeval indiquant la date de réception du dernier paquet fourni à l'utilisateur dans cet appel. Consultez cmsg(3) pour plus de détails sur les messages de contrôle.

SO_TYPE

Lit le type de socket, sous forme d'entier (comme SOCK_STREAM). Cette option de socket peut être seulement lue, et pas modifiée.

Signaux¶

Lors de l'écriture sur une socket orientée connexion qui a été fermée (localement ou à l'autre extrémité), le signal SIGPIPE est envoyé au processus qui écrivait, et EPIPE est renvoyé. Le signal n'est pas envoyé lorsque l'appel d'écriture indiqué contenait l'attribut MSG_NOSIGNAL.

Lorsque demandé avec l'option FIOSETOWN de fcntl(2) ou l'option SIOCSPGRP de ioctl(2), le signal SIGIO est envoyé quand un événement d'entrée-sortie a lieu. Il est possible d'utiliser poll(2) ou select(2) dans le gestionnaire de signal pour savoir sur quelle socket l'événement s'est produit. Une alternative (sous Linux 2.2) est de définir un signal en temps-réel avec le fnctl(2) F_SETSIG. Le gestionnaire du signal en temps-réel sera appelé avec le descripteur de fichier dans le champ si_fd de siginfo_t. Consultez fcntl(2) pour plus d'informations.

Dans certains cas (par exemple, différents processus accédant à la même socket), la condition ayant déclenché le signal SIGIO peut avoir déjà disparu quand le processus réagit au signal. Si cela se produit, le processus devrait attendre à nouveau car Linux renverra ce signal ultérieurement.

Interfaces /proc¶

Les paramètres réseau de base des sockets sont accessibles en utilisant les fichiers du répertoire /proc/sys/net/core/.

rmem_default

contient la taille en octets par défaut du tampon de réception.

rmem_max

contient la taille maximale en octets du tampon de réception qu'un utilisateur peut définir avec l'option SO_RCVBUF de la socket.

wmem_default

contient la taille en octets par défaut du tampon d'émission de la socket.

wmem_max

contient la taille maximale en octets du tampon d'émission qu'un utilisateur peut définir avec l'option SO_SNDBUF de la socket.

message_cost et message_burst

configurent le filtrage par jeton utilisé pour limiter la charge des messages d'avertissement dus aux événements réseau extérieurs.

netdev_max_backlog

contient le nombre maximal de paquets dans la file d'entrée globale.

optmem_max

contient la taille maximale par socket des données de service et des données de contrôle utilisateur comme les iovecs.

Ioctls¶

Ces opérations sont accessibles en utilisant ioctl(2) :

error = ioctl(ip_socket, type_ioctl, &valeur_résultat);

SIOCGSTAMP

Renvoie une structure timeval avec la date de réception du dernier paquet transmis à l'utilisateur. Cela est utile pour des mesures précises du temps de cheminement. Consultez setitimer(2) pour une description de la structure timeval. L'ioctl ne doit être utilisé que si l'option SO_TIMESTAMP de la socket n'est pas définie. Sinon, la date du dernier paquet reçu quand SO_TIMESTAMP n'était pas définie est renvoyée, provoquant un échec s'il n'exite pas de tels paquets (c'est-à-dire que ioctl(2) renvoie -1 avec un errno défini à ENOENT).

SIOCSPGRP

Définit le processus ou le groupe de processus à qui envoyer les signaux SIGIO ou SIGURG lorsqu'une opération d'entrée-sortie asynchrone est terminée ou si des données urgentes sont disponibles. L'argument est un pointeur sur un pid_t. Si l'argument est positif, le signal est envoyé à ce processus. S'il est négatif, le signal est envoyé au groupe de processus dont l'identifiant correspond à la valeur absolue de l'argument. Un processus ne peut demander que l'émission vers lui-même ou son propre groupe, à moins qu'il ait la capacité CAP_KILL ou un identifiant d'utilisateur effectif nul.

FIOASYNC

Change l'attribut O_ASYNC pour activer ou désactiver le mode d'entrée-sortie asynchrone de la socket. Un mode d'entrée-sortie asynchrone signifie que le signal SIGIO ou le signal défini avec F_SETSIG est envoyé quand un événement d'entrée-sortie se produit.

Le paramètre est un booléen entier. (Cette opération est synonyme de l'utilisation de fcntl(2) pour définir l'attribut O_ASYNC).

SIOCGPGRP

Lit le processus ou le groupe de processus auquel les signaux SIGIO ou SIGURG sont envoyés. Zéro est obtenu quand aucun n'est défini.

Opérations fcntl(2) valables :

FIOGETOWN

Identique à l'ioctl(2) SIOCGPGRP.

FIOSETOWN

Identique à l'ioctl(2) SIOCSPGRP.