share/man/man4/netintro.4

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   2 .\"     The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   3 .\"
   4 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
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   6 .\" are met:
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  22 .\" IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23 .\" ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30 .\" SUCH DAMAGE.
  31 .\"
  32 .\"     @(#)netintro.4  8.2 (Berkeley) 11/30/93
  33 .\" $FreeBSD$
  34 .\"
  35 .Dd January 26, 2010
  36 .Dt NETINTRO 4
  37 .Os
  38 .Sh NAME
  39 .Nm networking
  40 .Nd introduction to networking facilities
  41 .Sh SYNOPSIS
  42 .In sys/types.h
  43 .In sys/time.h
  44 .In sys/socket.h
  45 .In net/if.h
  46 .In net/route.h
  47 .Sh DESCRIPTION
  48 This section is a general introduction to the networking facilities
  49 available in the system.
  50 Documentation in this part of section
  51 4 is broken up into three areas:
  52 .Em protocol families
  53 (domains),
  54 .Em protocols ,
  55 and
  56 .Em network interfaces .
  57 .Pp
  58 All network protocols are associated with a specific
  59 .Em protocol family .
  60 A protocol family provides basic services to the protocol
  61 implementation to allow it to function within a specific
  62 network environment.
  63 These services may include
  64 packet fragmentation and reassembly, routing, addressing, and
  65 basic transport.
  66 A protocol family may support multiple
  67 methods of addressing, though the current protocol implementations
  68 do not.
  69 A protocol family is normally comprised of a number of protocols, one per
  70 .Xr socket 2
  71 type.
  72 It is not required that a protocol family support all socket types.
  73 A protocol family may contain multiple
  74 protocols supporting the same socket abstraction.
  75 .Pp
  76 A protocol supports one of the socket abstractions detailed in
  77 .Xr socket 2 .
  78 A specific protocol may be accessed either by creating a
  79 socket of the appropriate type and protocol family, or
  80 by requesting the protocol explicitly when creating a socket.
  81 Protocols normally accept only one type of address format,
  82 usually determined by the addressing structure inherent in
  83 the design of the protocol family/network architecture.
  84 Certain semantics of the basic socket abstractions are
  85 protocol specific.
  86 All protocols are expected to support
  87 the basic model for their particular socket type, but may,
  88 in addition, provide non-standard facilities or extensions
  89 to a mechanism.
  90 For example, a protocol supporting the
  91 .Dv SOCK_STREAM
  92 abstraction may allow more than one byte of out-of-band
  93 data to be transmitted per out-of-band message.
  94 .Pp
  95 A network interface is similar to a device interface.
  96 Network interfaces comprise the lowest layer of the
  97 networking subsystem, interacting with the actual transport
  98 hardware.
  99 An interface may support one or more protocol families and/or address formats.
 100 The SYNOPSIS section of each network interface
 101 entry gives a sample specification
 102 of the related drivers for use in providing
 103 a system description to the
 104 .Xr config 8
 105 program.
 106 The DIAGNOSTICS section lists messages which may appear on the console
 107 and/or in the system error log,
 108 .Pa /var/log/messages
 109 (see
 110 .Xr syslogd 8 ) ,
 111 due to errors in device operation.
 112 .Sh PROTOCOLS
 113 The system currently supports the
 114 Internet
 115 protocols, the Xerox Network Systems(tm) protocols,
 116 and some of the
 117 .Tn ISO OSI
 118 protocols.
 119 Raw socket interfaces are provided to the
 120 .Tn IP
 121 protocol
 122 layer of the
 123 Internet, and to the
 124 .Tn IDP
 125 protocol of Xerox
 126 .Tn NS .
 127 Consult the appropriate manual pages in this section for more
 128 information regarding the support for each protocol family.
 129 .Sh ADDRESSING
 130 Associated with each protocol family is an address
 131 format.
 132 All network addresses adhere to a general structure,
 133 called a sockaddr, described below.
 134 However, each protocol
 135 imposes finer and more specific structure, generally renaming
 136 the variant, which is discussed in the protocol family manual
 137 page alluded to above.
 138 .Bd -literal -offset indent
 139 struct sockaddr {
 140     u_char      sa_len;
 141     u_char      sa_family;
 142     char        sa_data[14];
 143 };
 144 .Ed
 145 .Pp
 146 The field
 147 .Va sa_len
 148 contains the total length of the structure,
 149 which may exceed 16 bytes.
 150 The following address values for
 151 .Va sa_family
 152 are known to the system
 153 (and additional formats are defined for possible future implementation):
 154 .Bd -literal
 155 #define    AF_UNIX      1    /* local to host (pipes, portals) */
 156 #define    AF_INET      2    /* internetwork: UDP, TCP, etc. */
 157 #define    AF_NS        6    /* Xerox NS protocols */
 158 #define    AF_CCITT     10   /* CCITT protocols, X.25 etc */
 159 #define    AF_HYLINK    15   /* NSC Hyperchannel */
 160 #define    AF_ISO       18   /* ISO protocols */
 161 .Ed
 162 .Sh ROUTING
 163 .Fx
 164 provides some packet routing facilities.
 165 The kernel maintains a routing information database, which
 166 is used in selecting the appropriate network interface when
 167 transmitting packets.
 168 .Pp
 169 A user process (or possibly multiple co-operating processes)
 170 maintains this database by sending messages over a special kind
 171 of socket.
 172 This supplants fixed size
 173 .Xr ioctl 2
 174 used in earlier releases.
 175 .Pp
 176 This facility is described in
 177 .Xr route 4 .
 178 .Sh INTERFACES
 179 Each network interface in a system corresponds to a
 180 path through which messages may be sent and received.
 181 A network interface usually has a hardware device associated with it, though
 182 certain interfaces such as the loopback interface,
 183 .Xr lo 4 ,
 184 do not.
 185 .Pp
 186 The following
 187 .Xr ioctl 2
 188 calls may be used to manipulate network interfaces.
 189 The
 190 .Fn ioctl
 191 is made on a socket (typically of type
 192 .Dv SOCK_DGRAM )
 193 in the desired domain.
 194 Most of the requests supported in earlier releases
 195 take an
 196 .Vt ifreq
 197 structure as its parameter.
 198 This structure has the form
 199 .Bd -literal
 200 struct  ifreq {
 201 #define    IFNAMSIZ    16
 202     char    ifr_name[IFNAMSIZ];        /* if name, e.g. "en0" */
 203     union {
 204         struct    sockaddr ifru_addr;
 205         struct    sockaddr ifru_dstaddr;
 206         struct    sockaddr ifru_broadaddr;
 207         struct    ifreq_buffer ifru_buffer;
 208         short     ifru_flags[2];
 209         short     ifru_index;
 210         int       ifru_metric;
 211         int       ifru_mtu;
 212         int       ifru_phys;
 213         int       ifru_media;
 214         caddr_t   ifru_data;
 215         int       ifru_cap[2];
 216     } ifr_ifru;
 217 #define ifr_addr      ifr_ifru.ifru_addr      /* address */
 218 #define ifr_dstaddr   ifr_ifru.ifru_dstaddr   /* other end of p-to-p link */
 219 #define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr /* broadcast address */
 220 #define ifr_buffer    ifr_ifru.ifru_buffer    /* user supplied buffer with its length */
 221 #define ifr_flags     ifr_ifru.ifru_flags[0]  /* flags (low 16 bits) */
 222 #define ifr_flagshigh ifr_ifru.ifru_flags[1]  /* flags (high 16 bits) */
 223 #define ifr_metric    ifr_ifru.ifru_metric    /* metric */
 224 #define ifr_mtu       ifr_ifru.ifru_mtu       /* mtu */
 225 #define ifr_phys      ifr_ifru.ifru_phys      /* physical wire */
 226 #define ifr_media     ifr_ifru.ifru_media     /* physical media */
 227 #define ifr_data      ifr_ifru.ifru_data      /* for use by interface */
 228 #define ifr_reqcap    ifr_ifru.ifru_cap[0]    /* requested capabilities */
 229 #define ifr_curcap    ifr_ifru.ifru_cap[1]    /* current capabilities */
 230 #define ifr_index     ifr_ifru.ifru_index     /* interface index */
 231 };
 232 .Ed
 233 .Pp
 234 Calls which are now deprecated are:
 235 .Bl -tag -width SIOCGIFBRDADDR
 236 .It Dv SIOCSIFADDR
 237 Set interface address for protocol family.
 238 Following the address assignment, the
 239 .Dq initialization
 240 routine for the interface is called.
 241 .It Dv SIOCSIFDSTADDR
 242 Set point to point address for protocol family and interface.
 243 .It Dv SIOCSIFBRDADDR
 244 Set broadcast address for protocol family and interface.
 245 .El
 246 .Pp
 247 .Fn Ioctl
 248 requests to obtain addresses and requests both to set and
 249 retrieve other data are still fully supported
 250 and use the
 251 .Vt ifreq
 252 structure:
 253 .Bl -tag -width SIOCGIFBRDADDR
 254 .It Dv SIOCGIFADDR
 255 Get interface address for protocol family.
 256 .It Dv SIOCGIFDSTADDR
 257 Get point to point address for protocol family and interface.
 258 .It Dv SIOCGIFBRDADDR
 259 Get broadcast address for protocol family and interface.
 260 .It Dv SIOCSIFCAP
 261 Attempt to set the enabled capabilities field for the interface
 262 to the value of the
 263 .Va ifr_reqcap
 264 field of the
 265 .Vt ifreq
 266 structure.
 267 Note that, depending on the particular interface features,
 268 some capabilities may appear hard-coded to enabled, or toggling
 269 a capability may affect the status of other ones.
 270 The supported capabilities field is read-only, and the
 271 .Va ifr_curcap
 272 field is unused by this call.
 273 .It Dv SIOCGIFCAP
 274 Get the interface capabilities fields.
 275 The values for supported and enabled capabilities will be returned in the
 276 .Va ifr_reqcap
 277 and
 278 .Va ifr_curcap
 279 fields of the
 280 .Vt ifreq
 281 structure, respectively.
 282 .It Dv SIOCGIFDESCR
 283 Get the interface description, returned in the
 284 .Va buffer
 285 field of
 286 .Va ifru_buffer
 287 struct.
 288 The user supplied buffer length should be defined in the
 289 .Va length
 290 field of
 291 .Va ifru_buffer
 292 struct passed in as parameter, and the length would include
 293 the terminating nul character.
 294 If there is not enough space to hold the interface length,
 295 no copy would be done and an
 296 error would be returned.
 297 The kernel will store the buffer length in the
 298 .Va length
 299 field upon return, regardless whether the buffer itself is
 300 sufficient to hold the data.
 301 .It Dv SIOCSIFDESCR
 302 Set the interface description to the value of the
 303 .Va buffer
 304 field of
 305 .Va ifru_buffer
 306 struct, with
 307 .Va length
 308 field specifying its length (counting the terminating nul).
 309 .It Dv SIOCSIFFLAGS
 310 Set interface flags field.
 311 If the interface is marked down,
 312 any processes currently routing packets through the interface
 313 are notified;
 314 some interfaces may be reset so that incoming packets are no longer received.
 315 When marked up again, the interface is reinitialized.
 316 .It Dv SIOCGIFFLAGS
 317 Get interface flags.
 318 .It Dv SIOCSIFMETRIC
 319 Set interface routing metric.
 320 The metric is used only by user-level routers.
 321 .It Dv SIOCGIFMETRIC
 322 Get interface metric.
 323 .It Dv SIOCIFCREATE
 324 Attempt to create the specified interface.
 325 If the interface name is given without a unit number the system
 326 will attempt to create a new interface with an arbitrary unit number.
 327 On successful return the
 328 .Va ifr_name
 329 field will contain the new interface name.
 330 .It Dv SIOCIFDESTROY
 331 Attempt to destroy the specified interface.
 332 .El
 333 .Pp
 334 There are two requests that make use of a new structure:
 335 .Bl -tag -width SIOCGIFBRDADDR
 336 .It Dv SIOCAIFADDR
 337 An interface may have more than one address associated with it
 338 in some protocols.
 339 This request provides a means to
 340 add additional addresses (or modify characteristics of the
 341 primary address if the default address for the address family
 342 is specified).
 343 Rather than making separate calls to
 344 set destination or broadcast addresses, or network masks
 345 (now an integral feature of multiple protocols)
 346 a separate structure is used to specify all three facets simultaneously
 347 (see below).
 348 One would use a slightly tailored version of this struct specific
 349 to each family (replacing each sockaddr by one
 350 of the family-specific type).
 351 Where the sockaddr itself is larger than the
 352 default size, one needs to modify the
 353 .Fn ioctl
 354 identifier itself to include the total size, as described in
 355 .Fn ioctl .
 356 .It Dv SIOCDIFADDR
 357 This requests deletes the specified address from the list
 358 associated with an interface.
 359 It also uses the
 360 .Vt ifaliasreq
 361 structure to allow for the possibility of protocols allowing
 362 multiple masks or destination addresses, and also adopts the
 363 convention that specification of the default address means
 364 to delete the first address for the interface belonging to
 365 the address family in which the original socket was opened.
 366 .It Dv SIOCGIFCONF
 367 Get interface configuration list.
 368 This request takes an
 369 .Vt ifconf
 370 structure (see below) as a value-result parameter.
 371 The
 372 .Va ifc_len
 373 field should be initially set to the size of the buffer
 374 pointed to by
 375 .Va ifc_buf .
 376 On return it will contain the length, in bytes, of the
 377 configuration list.
 378 .It Dv SIOCIFGCLONERS
 379 Get list of clonable interfaces.
 380 This request takes an
 381 .Vt if_clonereq
 382 structure (see below) as a value-result parameter.
 383 The
 384 .Va ifcr_count
 385 field should be set to the number of
 386 .Dv IFNAMSIZ
 387 sized strings that can be fit in the buffer pointed to by
 388 .Va ifcr_buffer .
 389 On return,
 390 .Va ifcr_total
 391 will be set to the number of clonable interfaces and the buffer pointed
 392 to by
 393 .Va ifcr_buffer
 394 will be filled with the names of clonable interfaces aligned on
 395 .Dv IFNAMSIZ
 396 boundaries.
 397 .El
 398 .Bd -literal
 399 /*
 400 * Structure used in SIOCAIFCONF request.
 401 */
 402 struct ifaliasreq {
 403         char    ifra_name[IFNAMSIZ];   /* if name, e.g. "en0" */
 404         struct  sockaddr        ifra_addr;
 405         struct  sockaddr        ifra_broadaddr;
 406         struct  sockaddr        ifra_mask;
 407 };
 408 .Ed
 409 .Pp
 410 .Bd -literal
 411 /*
 412 * Structure used in SIOCGIFCONF request.
 413 * Used to retrieve interface configuration
 414 * for machine (useful for programs which
 415 * must know all networks accessible).
 416 */
 417 struct ifconf {
 418     int   ifc_len;              /* size of associated buffer */
 419     union {
 420         caddr_t    ifcu_buf;
 421         struct     ifreq *ifcu_req;
 422     } ifc_ifcu;
 423 #define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf /* buffer address */
 424 #define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req /* array of structures returned */
 425 };
 426 .Ed
 427 .Pp
 428 .Bd -literal
 429 /* Structure used in SIOCIFGCLONERS request. */
 430 struct if_clonereq {
 431         int     ifcr_total;     /* total cloners (out) */
 432         int     ifcr_count;     /* room for this many in user buffer */
 433         char    *ifcr_buffer;   /* buffer for cloner names */
 434 };
 435 .Ed
 436 .Bd -literal
 437 /* Structure used in SIOCGIFDESCR and SIOCSIFDESCR requests */
 438 struct ifreq_buffer {
 439         size_t  length;         /* length of the buffer */
 440         void   *buffer;         /* pointer to userland space buffer */
 441 };
 442 .Ed
 443 .Sh SEE ALSO
 444 .Xr ioctl 2 ,
 445 .Xr socket 2 ,
 446 .Xr intro 4 ,
 447 .Xr config 8 ,
 448 .Xr routed 8 ,
 449 .Xr ifnet 9
 450 .Sh HISTORY
 451 The
 452 .Nm netintro
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