UNPv1第二十五章：原始套接口

1. 概述

原始套接口提供以下三种TCP及UDP套接口一般不提供的功能。
1. 使用原始套接口可以读写ICMPv4，IGMPv4，ICMPv6分组。例如：Ping程序，就使用原始套接口发送ICMP回射请求，并接受ICMP回射应答。
2. 使用原始套接口可以读写特殊的IPv4数据报，内核不处理这些数据报的IPv4协议字段。
3. 利用原始套接口，好似用IP_HDRINCL套接口选项可以构造自己的IPv4头部。

2. 原始套接口创建

创建一个原始套接口涉及以下几步：
(1)当第二个参数是SOCK_RAW时，调用socket函数创建一个原始套接口。第三个参数(协议)一般不应为0，例如，为了创建一个IPv4原始套接口，我们可以这样写：

int sockfd;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol);

其中protocol参数值为形如IPPROTO_xxx的常值，由netinet/in.h头文件定义，如IPPROTO_IGMP。但要注意，头文件里定义了一个协议名，如IPPROTO_EGP，并不意味这内核肯定支持它。

(2)可以设置IP_HDRINCL套接口选项：

const int on = 1;
if ( setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, &on, sizeof(on)) < 0 )

(3) 可以对原始套接口调用bind函数，但并不常用。

(4)在原始套接口上可调用connect函数，但也不常用。connect函数仅设置目的地址，再重申一遍：端口号对原始套接口而言没有意义。对于输出而言，调用connect之后，由于目的地址已经指定，我们可以调用write或send，而不是sendto了。

3. 原始套接口输出

原始套接口的输出遵循以下规则：
（1）普通输出通过调用sendto或sendmsg并指定目的IP地址来完成。如果套接口已经连接，也可以调用write，writev或send
（2）如果IP_HDRINCL选项未设置，则内核写的数据起始地址指IP头部之后的第一个字节。因为这种情况下，内核将构造IP头部，并将它安在来自进程的数据之前。内核将IPv4头部的协议字段设置成用户在调用socket函数时所给的第三个参数。
（3）如果IP_HDRINCL选项已设置，则内核写的数据起始地址指IP头部的第一个字节。用户所提供的数据大小值必须包括头部的字节数，此时进程构造除了以下两项以外的整个IP头部：(a)IPv4标识字段可以设为0，要求内核设置该值 (b)IPv4头部的校验和由内核来计算和存储。
（4）对于超出外出接口MTU的分组，内核将其分片。

4. 原始套接口输入

接收到的哪些IP分组将传递给原始套接口:

（1）接收到的TCP分组和UDP分组决不会传递给任何原始套接口，如果一个进程希望读取包括TCP或UDP分组的IP数据报，那么它们必须在数据链路层读入
（2）当内核处理完ICMP消息之后，绝大部分ICMP分组将传递给原始套接口。对源自Berkeley的实现而言，除了回射请求，时间戳请求和地址掩码请求将完全由内核处理以外，所有收到的ICMP分组都将传递给某个原始套接口。
（3）当内核处理完IGMP消息之后，所有IGMP分组都将传递给某个原始套接口。
（4）所有带有内核不能识别的协议字段的IP数据报都将传递给某个原始套机口。内核对这些分组唯一做的就是检验IP头部中的某些字段：IP版本，IPv4头部校验和，头部长度以及目的IP地址。
（5）如果数据报以片段形式到达，则该分组将在所有片段到达并重组后才传给原始套接口。

当内核准备好一个待传递的数据报之后，内核将对所有进程的原始套接口进行检查，以寻找所有匹配的套接口。每个匹配的套接口都将收到一个该IP数据报的拷贝。以下是对每个原始套接口所做的三个测试，只有当这三个测试都为真时，数据报才会递送给该套接口。

（1）如果在创建原始套接口时，所指定的protocol参数不为零(socket的第三个参数)，则接收到的数据报的协议字段应与该值匹配。否则该数据报将不递送给该套接口。
（2）如果此原始套接口之上绑定了一个本地IP地址，那么接收到的数据报的目的IP地址应与该绑定地址相匹配，否则该数据报将不递送给该套接口。
（3）如果此原始套接口通过调用connect指定了一个对方IP地址，那么接收到的数据报的源IP地址应与该连接地址相匹配，否则该数据报将不递送给该套接口。

5.操作icmp6_filter结构的6个宏：

#include <netinet/icmp6.h>
void ICMP6_FILTER_SETPASSALL(struct icmp6_filter * filt);
void ICMP6_FILTER_SETBLOCKALL(struct icmp6_filter * filt);
void ICMP6_FILTER_SETPASS(int msgtype, struct icmp6_filter * filt);
void ICMP6_FILTER_SETBLOCK(int msgtype, struct icmp6_filter * filt);
int ICMP6_FILTER_WILLPASS(int msgtype, const struct icmp6_filter * filt);
int ICMP6_FILTER_WILLBLOCK(int msgtype, const struct icmp6_filter * filt);
/*返回值：如果过滤器传递(阻塞)相应消息类型为1，否则为0 */

以上这些宏调用中的filt参数是一个指向某个icmp6_filter变量的指针，前四个宏修改此icmp6_filter变量，后两个宏检查它。msgtype参数值在0~255之间，指定ICMP消息类型。
SETPASSALL宏设定所有消息类型均可传递给应用进程。SETBLOCKALL宏设定没有消息类型可传递。作为缺省，当一个ICMPv6原始套接口创建时，所有ICMPv6消息类型可传递给其应用进程。
SETPASS宏打开某个消息类型向该应用进程的传递，而SETBLOCK宏阻塞某个消息类型的传递。如果给定消息类型可以由过滤器传递时，WILLPASS宏返回1，否则返回0，如果给定消息类型被过滤器所阻塞时，WILLBLOCK宏返回1，否则返回0