Socket(2)

BEZEICHNUNG
socket - einen Kommunikationsendpunkt erzeugen

BIBLIOTHEK
Standard-C-Bibliothek (libc, -lc)

ÜBERSICHT
#include <sys/socket.h>

int socket(int Domain, int type, int Protokoll);

BESCHREIBUNG
socket() erzeugt einen Kommunikationsendpunkt und gibt einen Dateideskriptor zurück, der diesen Endpunkt referenziert. Der von einem erfolgreichen Aufruf zurückgelieferte Dateideskriptor wird der Dateidesriptor mit der niedrigsten Nummer sein, die noch nicht für den Prozess offen ist.

Der Parameter Domain spezifiziert eine Kommunikations-Domain; dies wählt die Protokollfamilie aus, die benutzt werden soll. Diese Familien sind in <sys/socket.h> definiert. Zu den derzeit vom Linux Kernel verstandenen Formaten gehören:
Name | Zweck | Handbuchseite
AF_UNIX | Lokale Kommunikation | unix(7)
AF_LOCAL | Synonym für AF_UNIX |
AF_INET | IPv4-Internet-Protokolle | ip(7)
AF_AX25 | Amateurfunk-Protokoll AX.25 | ax25(4)
AF_IPX | IPX-Novell-Protokolle |
AF_APPLETALK | AppleTalk | ddp(7)
AF_X25 | ITU-T-X.25- / ISO-8208-Protokoll | x25(7)
AF_INET6 | IPv6-Internet-Protokolle | ipv6(7)
AF_DECnet | DECet-Protokoll-Sockets
AF_KEY | Schlüsselverwaltungsprotokoll, ursprünglich für den Einsatz mit IPsec entwickelt
AF_NETLINK | Kernel-Benutzerschnittstellengerät | netlink(7)
AF_PACKET | Systemnahe Paketschnittstelle | packet(7)
AF_RDS | »Reliable Datagram Sockets (RDS)«-Protokoll | rds(7) rds-rdma(7)
AF_PPPOX | Generische PPP-Transportschicht, für die Einrichtung von L2-Tunneln (L2TP und PPPoE)
AF_LLC | Logische-Link-Steuerung-Protokoll (IEEE 802.2 LLC)
AF_IB | Native InfiniBand-Adressierung
AF_MPLS | Multiprotocol Label Switching
AF_CAN | »Controller Area Network«-Automobilbusprotokoll
AF_TIPC | TIPC, »cluster domain sockets«-Protokoll
AF_BLUETOOTH | Systemnahes Bluetooth-Socket-Protokoll
AF_ALG | Schnittstelle zur Kernel-Crypto-API
AF_VSOCK | VSOCK- (ursprünglich »VMWare VSockets«-)Protokoll für Hypervisor-Gast-Kommunikation | vsock(7)
AF_KCM | KCM (kernel connection multiplexer)-Schnittstelle
AF_XDP | XDP (express data path)-Schnittstelle

Weitere Details über die obigen Adressfamilien sowie Informationen über eine Reihe anderer Adressfamilien kann in address_families(7) gefunden werden.

Der Socket hat den in type angegebenen Typ, welcher die Kommunikationssemantik festlegt. Derzeit sind folgende Typen definiert:

SOCK_STREAM
    Stellt sequentielle, zuverlässige, verbindungsorientierte Zweiweg-Bytestreams bereit. Ein »Out-of-Band«-Datenübertragungsmechanismus kann unterstützt werden.

SOCK_DGRAM
    Unterstützt Datagramme (verbindungslose, unzuverlässige Nachrichten mit einer festen Maximallänge).

SOCK_SEQPACKET
    Bietet einen sequenziellen, verlässlichen, verbindungsbasierten Zwei-Wege-Übertragungspfad für Datagramme einer festen maximalen Länge; ein Abnehmer ist erforderlich, um mit jedem Eingabe-Systemaufruf ein ganzes Paket zu lesen.

SOCK_RAW
    Bietet Zugriff auf das »rohe« Netzwerkprotokoll.

SOCK_RDM
    Bietet eine zuverlässige Datagramm-Ebene, die aber keine Reihenfolge garantiert.

SOCK_PACKET
    Veraltet und sollte nicht in neuen Programmen verwendet werden; siehe packet(7).

Einige Socket-Typen sind möglicherweise nicht von allen Protokollfamilien implementiert.

Seit Linux 2.6.27 dient das Argument type einem zweiten Zweck: Zusätzlich zur Angabe des Socket-Typs kann es ein bitweises ODER von einem der folgenden Werte enthalten, um das Verhalten von socket() zu verändern:

SOCK_NONBLOCK
    Setzt den Dateistatus-Schalter O_NONBLOCK für die geöffnete Datei-Deskription (siehe open(2)), auf die sich der neue Dateideskriptor bezieht. Die Verwendung dieses Schalters spart zusätzliche Aufrufe von fcntl(2), um das gleiche Ergebnis zu erreichen.

SOCK_CLOEXEC
    Setzt den Schalter »Schließen bei Ausführung« (close-on-exec, FD_CLOEXEC) für den neuen Dateideskriptor. Lesen Sie die Beschreibung des Schalters O_CLOEXEC in open(2), um die Gründe zu beleuchten, warum dies nützlich sein könnte.

Das Protokoll bezeichnet ein spezielles Protokoll, das auf diesem Socket benutzt wird. Normalerweise gibt es nur ein einziges Protokoll, das von einem speziellen Sockettyp einer Protokollfamilie unterstützt wird. In diesem Fall kann Protokoll als 0 angegeben werden. Nichtsdestotrotz ist es möglich, dass mehrere Protokolle existieren. In diesem Fall muss das zu Verwendende auf diese Art angegeben werden. Die Protokollnummer ist individuell für die bestimmte »Kommunikations-Domain«. Siehe dazu auch protocols(5). Lesen Sie getprotoent(3), um zu erfahren, wie Sie die Protokollnamenzeichenketten auf Protokollnummern abbilden.

Sockets des Typs SOCK_STREAM sind Vollduplex-Byte-Streams. Sie erhalten die Grenzen von Datensätzen nicht. Ein Stream-Socket muss sich in einem connected-Status befinden, bevor mit ihm irgendwelche Daten gesendet oder empfangen werden können. Eine Verbindung zu einem anderen Socket wird mit connect(2) hergestellt. Einmal verbunden können Daten mit read(2) und write(2) übertragen werden bzw. mit Varianten von send(2) oder recv(2). Wenn eine Sitzung abgeschlossen ist, kann close(2) ausgeführt werden. Out-of-band Daten können, wie in send(2) und recv(2) beschrieben, gesendet und empfangen werden.

Die Kommunikationsprotokolle, die ein SOCK_STREAM implementieren, gewährleisten, dass die Daten nicht verloren gehen oder dupliziert werden. Falls ein Datenelement, für das das Peer-Protokoll Platz im Pufferspeicher bereithält, nicht erfolgreich innerhalb einer angemessenen Zeitspanne übertragen werden kann, dann wird die Verbindung als »tot« betrachtet. Falls SO_KEEPALIVE für den Socket aktiviert ist, überprüft das Protokoll auf eine protokollspezifische Weise, ob das andere Ende »noch am Leben« ist. Es wird ein SIGPIPE-Signal ausgelöst, wenn ein Prozess auf einem unterbrochenen Stream sendet oder empfängt; naive Prozesse, die das Signal nicht abfangen, werden beendet. SOCK_SEQPACKET-Sockets verwenden die gleichen Systemaufrufe wie SOCK_STREAM-Sockets. Der einzige Unterschied ist, dass Aufrufe von read (2) nur die Menge an angeforderten Daten zurückgeben und alle verbleibenden Daten im ankommenden Paket verwerfen. Ebenso werden alle Nachrichtengrenzen in eingehenden Datagrammen beibehalten.

SOCK_DGRAM- und SOCK_RAW-Sockets ermöglichen das Senden von Datagrammen zu Empfängern, die in send(2)-Aufrufen benannt werden. Datagramme werden grundsätzlich mit recvfrom(2) empfangen, das das nächste Datagramm zusammen mit der Absenderadresse zurückliefert.

SOCK_PACKET ist ein veralteter Socket-Typ für den Empfang von Rohdaten direkt vom Treiber. Verwenden Sie stattdessen packet(7).

Mit einer fcntl(2)-F_SETOWN-Operation kann ein Prozess oder eine Prozessgruppe angegeben werden, der/die ein SIGURG empfangen soll, wenn Out-of-Band-Daten eintreffen, oder SIGPIPE, wenn eine SOCK_STREAM-Verbindung unerwartet unterbrochen wird. Diese Aktion kann auch verwendet werden, um den Prozess oder die Prozessgruppe festzulegen, welche(r) die E/A und die asynchrone Benachrichtigung über E/A-Ereignisse mittels SIGIO empfängt. Die Verwendung von F_SETOWN entspricht einem Aufruf von ioctl(2) mit den Argumenten FIOSETOWN oder SIOCSPGRP.

Wenn das Netzwerk dem Protokollmodul einen Fehlerzustand signalisiert (z.B. mittels einer ICMP-Nachricht für IP) wird für den Socket der Schalter für einen anstehenden Fehler gesetzt. Die nächste Operation auf diesem Socket liefert den Fehlercode des anstehenden Fehlers. Bei manchen Protokollen ist es möglich, für jeden Socket eine Fehler-Warteschlange zu aktivieren, um detaillierte Informationen über den Fehler abrufen zu können; siehe IP_RECVERR in ip(7).

Die Arbeitsweise von Sockets wird von Socket-Level-Optionen gesteuert. Diese sind in der Include-Datei <sys/socket.h> definiert. setsockopt(2) und getsockopt(2) werden verwendet, um diese Optionen zu setzen und zu lesen.

RÜCKGABEWERT
Bei Erfolg wird ein Dateideskriptor für den neuen Socket zurückgegeben. Bei einem Fehler wird -1 zurückgegeben und errno gesetzt, um den Fehler anzuzeigen.

FEHLER

EACCES
    Es ist dem Prozess nicht erlaubt, einen Socket von angegebenen Typ und/oder Protokoll zu erzeugen.

EAFNOSUPPORT
    Die Implementierung unterstützt die angegebene Adressfamilie nicht.

EINVAL
    Unbekanntes Protokoll oder Protokollfamilie nicht verfügbar.

EINVAL
    Ungültige Schalter in type.

EMFILE
    Die Beschränkung pro Prozess der Anzahl offener Datei-Deskriptoren wurde erreicht.

ENFILE
    Die systemweite Beschränkung für die Gesamtzahl offener Dateien wurde erreicht.

ENOBUFS oder ENOMEM
    Es ist nicht ausreichend Speicher verfügbar. Der Socket kann nicht erzeugt werden, bis ausreichend Ressourcen freigegeben wurden.

EPROTONOSUPPORT
    Der Protokolltyp oder das angegebene Protokoll wird von dieser Kommunikations-Domain nicht unterstützt.

Andere Fehler können von den unterliegenden Protokollmodulen erzeugt werden.

STANDARDS
POSIX.1-2008.

SOCK_NONBLOCK und SOCK_CLOEXEC sind Linux-spezifisch.

GESCHICHTE
POSIX.1-2001, 4.4BSD.

socket() erschien in 4.2BSD. Es ist grundsätzlich zu/von Nicht-BSD-Systemen portierbar, die Clone der BSD-Socket-Schicht unterstützen (einschließlich System-V-Varianten).

Die unter 4.x BSD verwendeten Manifest-Konstanten für Protokollfamilien sind PF_UNIX, PF_INET und so weiter, währen AF_UNIX, AF_INET und so weiter für Adressfamilien verwendet werden. Jedoch verspricht schon die BSD-Handbuchseite:»The protocol family generally is the same as the address family« und nachfolgende Standards verwenden überall AF_.

BEISPIELE
Ein Beispiel für die Verwendung von socket() ist in getaddrinfo(3) dargestellt.

SIEHE AUCH
accept(2), bind(2), close(2), connect(2), fcntl(2), getpeername(2), getsockname(2), getsockopt(2), ioctl(2), listen(2), read(2), recv(2), select(2), send(2), shutdown(2), socketpair(2), write(2), getprotoent(3), address_families(7), ip(7), socket(7), tcp(7), udp(7), unix(7)

“An Introductory 4.3BSD Interprocess Communication Tutorial” und “BSD Interprocess Communication Tutorial”, nochmals in UNIX Programmer's Supplementary Documents Volume 1 gedruckt.

ÜBERSETZUNG
Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Martin Schulze <joey@infodrom.org>, Sebastian Rittau <srittau@jroger.in-berlin.de>, Helge Kreutzmann <debian@helgefjell.de>, Martin Eberhard Schauer <Martin.E.Schauer@gmx.de>, Mario Blättermann <mario.blaettermann@gmail.com> und Dr. Tobias Quathamer <toddy@debian.org> erstellt.

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