packet, PF_PACKET - Interface par paquet au niveau périphérique.

#include <sys/socket.h>


#include <features.h>   /* pour avoir la version GlibC */


#if __GLIBC__ >= 2 && __GLIBC_MINOR >= 1 


#include <netpacket/packet.h>


#include <net/ethernet.h>       /* protocoles L2 */


#else


#include <asm/types.h>


#include <linux/if_packet.h>


#include <linux/if_ether.h>     /* protocoles L2 */ 


#endif


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

Les sockets packets sont utilisées pour envoyer ou recevoir des paquets de données
bruts au pilote de périphérique (Niveau OSI 2). Elles permettent d'implémenter des modules protocoles dans l'espace utilisateur au dessus du niveau physique.
L'argument socket_type est soit SOCK_RAW pour les paquets incluant l'en-tête du niveau liaison, soit SOCK_DGRAM pour les paquets préparés sans l'en-tête de la couche liaison. Les informations de l'en-tête du niveau liaison sont disponibles dans un format commun, par l'intermédiaire d'un sockaddr_ll. protocol est un numéro de protocole IEEE 802.3 dans l'ordre des octets du réseau. Voir le fichier d'en-tête <linux/if_ether.h> pour avoir une liste des protocoles autorisés. Lorsque le numéro demandé est htons(ETH_P_ALL) alors tous les protocoles sont reçus. Tous les paquets entrants du protocole indiqué seront passés à la socket packet avant d'être transmis aux protocoles implémentés dans le noyau.
  Seuls les processus avec un UID effectif nul ou la capacité CAP_NET_RAW peuvent ouvrir des sockets packet.
Les paquets des sockets SOCK_RAW sont transmis depuis et vers le pilote de périphérique sans aucune modification des données des paquets. Lors de la réception, l'adresse est toujours examinée et fournie dans une structure standard sockaddr_ll Lors de l'émission d'un paquet, le buffer fourni par l'utilisateur doit contenir l'en-tête du niveau physique. Le paquet est alors mis en file sans modification à l'attention du pilote de périphérique correspondant à l'interface définie par l'adresse de destination. Certains pilotes de périphérique ajoute toujours d'autres en-têtes. SOCK_RAW est identique mais non compatible avec l'ancien SOCK_PACKET de Linux 2.0.
SOCK_DGRAM opère à un niveau légèrement plus élevé. L'en-tête du niveau physique est supprimé avant que le paquet ne soit transmis à l'utilisateur. Les paquets envoyés par une socket packet SOCK_DGRAM reçoivent un en-tête de niveau physique correct, en fonction des informations dans l'adresse destination sockaddr_ll avant d'être mis en file.
Par défaut tous les paquets du type de protocole indiqué sont passés à la socket packet. Pour ne recevoir que les paquets d'une interface donnée utilisez bind(2) en indiquant une adresse dans une struct sockaddr_ll pour attacher la socket à une interface. Seuls les champs d'adresse sll_protocol et sll_ifindex sont utilisés pour l'attachement.
L'opération connect(3) n'est pas supportée sur les sockets packet.
Lorsque l'attribut MSG_TRUNC est transmis à recvmsg(2), recv(2), recvfrom(2) la véritable longueur du paquet sur le réseau est toujours renvoyée, même si elle est plus grande que le buffer.

La structure sockaddr_ll est une adresse du niveau physique dépendant du périphérique.

struct sockaddr_ll {
    unsigned short  sll_family;   /* Toujours AF_PACKET        */
    unsigned short  sll_protocol; /* Protocole niveau physique */
    int             sll_ifindex;  /* Numéro d'interface        */
    unsigned short  sll_hatype;   /* Type d'en-tête            */
    unsigned char   sll_pkttype;  /* Type de paquet            */
    unsigned char   sll_halen;    /* Longueur de l'adresse     */
    unsigned char   sll_addr[8];  /* Adresse niveau physique   */
};

sll_protocol est le type de protocole standard ethernet, dans l'ordre des octets du réseau, comme défini dans le fichier d'en-tête linux/if_ether.h. Par défaut il s'agit du protocole de la socket. sll_ifindex est le numéro de l'interface (voir netdevice(2)); 0 correspond à n'importe quelle interface (autorisé uniquement pour l'attachement). sll_hatype est un type ARP, comme défini dans le fichier d'en-tête linux/if_arp.h Le champ sll_pkttype contient le type de paquet. Les types valides sont PACKET_HOST pour un paquet destiné à l'hôte local, PACKET_BROADCAST pour un paquet broadcast du niveau physique, PACKET_MULTICAST pour un paquet envoyé à une adresse multicast du niveau physique, PACKET_OTHERHOST pour un paquet destiné à un autre hôte capturé par un pilote de périphérique en mode promiscuous, et PACKET_OUTGOING pour un paquet provenant de l'hôte local rebouclé sur une socket packet. Ceci n'a de signification qu'en réception. sll_addr et sll_halen contiennent l'adresse de niveau physique (par exemple IEEE 802.3) et sa longueur. L'interprétation exacte dépend du périphérique.
Lorsqu'on envoie des paquets, il suffit d'indiquer sll_family, sll_addr, sll_halen, sll_ifindex. Les autres champs devraient être à zéro. sll_hatype et sll_pkttype sont remplis en réception pour information. Pour l'attachement, seuls sll_protocol et sll_ifindex sont utilisés.

Les options des sockets packets permettent de configurer le multicasting du niveau physique et le mode promiscuous. Cela fonctionne en appelant setsockopt(2) sur une socket packet avec SOL_PACKET et l'option PACKET_ADD_MEMBERSHIP pour ajouter un attachement ou PACKET_DROP_MEMBERSHIP pour en supprimer un. Toutes les deux attendent une structure packet_mreq en argument :

struct packet_mreq
{
    int            mr_ifindex;    /* Numéro d'interface      */
    unsigned short mr_type;       /* Action                  */
    unsigned short mr_alen;       /* Longueur d'adresse      */
    unsigned char  mr_address[8]; /* Adresse niveau physique */
};

mr_ifindex contient le numéro de l'interface dont le statut doit être modifié. Le paramètre mr_type indique l'action à effectuer. PACKET_MR_PROMISC valide la réception de tous les paquets circulant sur le segment de réseau commun. Souvent appelé ``mode promiscuous''. PACKET_MR_MULTICAST attache la socket au groupe multicast de niveau physique indiqué dans mr_address et mr_alen, et PACKET_MR_ALLMULTI demande à la socket de recevoir tous les paquets multicast arrivant sur l'interface.
De plus, les ioctls classiques SIOCSIFFLAGS, SIOCADDMULTI, SIOCDELMULTI peuvent donner les mêmes résultats.

SIOCGSTAMP peut servir à obtenir l'horodatage du dernier paquet reçu. L'argument est une structure struct timeval.
De plus, les ioctls standards définis dans netdevice(7) et socket(7) sont valides sur les sockets packets.

Les sockets packets ne gère pas d'autres erreurs que celles se produisant durant la transmission des paquets au pilote de périphérique. Elles ne traitent pas le concept de file d'erreurs.

Sous Linux 2.0, la seule manière d'obtenir une socket packet était l'appel socket(PF_INET, SOCK_PACKET, protocol). Ceci est encore supporté mais fortement déconseillé. La principale différence entre les deux méthodes est que SOCK_PACKET utilise l'ancienne struct sockaddr_pkt pour indiquer l'interface, ce qui ne fournit aucune indépendance vis-à-vis du niveau physique.

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

spkt_family contient le type de périphérique spkt_protocol est le type de protocole IEEE 802.3 comme défini dans <sys/if_ether.h> et spkt_device est le nom du périphérique sous forme de chaîne terminée par un caractère nul, par exemple eth0.
Cette structure est obsolète et ne doit pas être employé dans des nouveaux programmes.

Pour la portabilité, il est conseillé d'utiliser les fonctionnalités PF_PACKET par l'intermédiaire de l'interface pcap(3); bien que cela ne couvre qu'un sous-ensembles des possibilités de PF_PACKET.
Les sockets packet SOCK_DGRAM n'essayent pas de créer ou de traiter les en-têtes IEEE 802.2 LLC pour une trame IEEE 802.3. Lorsque le protocole ETH_P_802_3 est indiqué en émission, le noyau crée la trame 802.3 et remplit le champ de longueur. L'utilisateur doit fournir l'en-tête LLC pour obtenir un paquet entièrement conforme. Les paquets 802.3 entrants ne sont pas multiplexés sur les champs du protocole DSAP/SSAP. A la place, ils sont fournis à l'utilisateur sous le protocole ETH_P_802_2 sans en-tête LLC ajouté. Il n'est donc pas possible de faire d'attachement ETH_P_802_3; L'attachement ETH_P_802_2 doit être réalisé à la place, et le multiplexage de protocole doit être réalisé manuellement. Le comportement par défaut en émission est l'encapsulation Ethernet DIX standard, avec le protocole renseigné.
Les sockets packets ne sont pas soumises aux chaînes de firewall en entrée ou sortie.

ENETDOWN

L'interface n'est pas en marche.

ENOTCONN

No interface address passed.

ENODEV

Unknown device name or interface index specified in interface address.

EMSGSIZE

Le paquet est plus grand que le MTU de l'interface.

ENOBUFS

Pas assez de mémoire pour le paquet.

EFAULT

Adresse mémoire invalide.

EINVAL

Argument invalide.

ENXIO

Numéro d'interface illégal.

EPERM

L'utilisateur n'a pas les privilèges nécessaires pour l'opération.

EADDRNOTAVAIL

Adresse de groupe multicast inconnue.

ENOENT

Pas de paquet reçu.
De plus, d'autres erreurs peuvent être engendrées par le pilote bas-niveau.

PF_PACKET est une nouveauté de Linux 2.2. Les versions Linux précédente ne supportaient que SOCK_PACKET.

La GlibC 2.1 ne définit pas la constante symbolique SOL_PACKET. Pour contourner ce problème, il est conseillé d'écrire :

#ifndef SOL_PACKET
#define SOL_PACKET 263
#endif

Ceci est corrigé dans les dernières versions de la GlibC et ne se produit pas sur les LibC5.
La gestion des en-têtes LLC IEEE 802.2/802.3 devrait être considérée comme un bogue.
Les filtres des sockets ne sont pas documentés.
L'extension MSG_TRUNC de recmsg est une bidouille horrible et devrait être remplacée par un message de commande. Il n'y a actuellement aucun moyen d'obtenir l'adresse de destination originale des paquets via SOCK_DGRAM.

Cette page de manuel a été écrite par Andi Kleen avec l'aide de Matthew Wilcox. PF_PACKET sous Linux 2.2 a été implémenté par Alexey Kuznetsov, d'après du code d'Alan Cox et d'autres.

ip(7), socket(7), socket(2), raw(7), pcap(3).
RFC 894 pour l'encapsulation standard Ethernet.
RFC 1700 pour l'encapsulation IP IEEE 802.3.
Le fichier d'en-tête linux/if_ether.h pour les protocoles du niveau physique.
 

Christophe Blaess, 2001-2003.