如何在套接字上设置不分段（DF）标志？

Question

我正在尝试设置 DF（不分段标志）以使用 UDP 发送数据包。

看 Richard Steven 的书 Volume 1 Unix Network Programming； Sockets Networking API，我找不到如何设置它。

我怀疑我会使用 setsockopt() 执行此操作，但在第 193 页的表格中找不到它。

请建议这是如何完成的。

Answer 1

您可以使用setsockopt() 调用来完成此操作，方法是使用IP_DONTFRAG 选项：

int val = 1;
setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_DONTFRAG, &val, sizeof(val));

Here's 一个更详细地解释这一点的页面。

对于 Linux，您似乎必须使用带有值 IP_PMTUDISC_DO 的 IP_MTU_DISCOVER 选项（或 IP_PMTUDISC_DONT 将其关闭）：

int val = IP_PMTUDISC_DO;
setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_MTU_DISCOVER, &val, sizeof(val));

我没有对此进行测试，只是查看了头文件并进行了一些网络搜索，因此您需要对其进行测试。

至于是否有其他方式可以设置DF标志：

我在我的程序中找不到设置“强制 DF 标志”的地方，但 tcpdump 建议它是。有没有其他方法可以设置？

来自这个优秀的页面here：

IP_MTU_DISCOVER: 设置或接收套接字的路径 MTU 发现设置。启用后，Linux 将在此套接字上执行 RFC 1191 中定义的路径 MTU 发现。在所有传出数据报上都设置了不分段标志。对于SOCK_STREAM 套接字，系统范围的默认值由ip_no_pmtu_disc sysctl 控制，并在所有其他套接字上禁用。对于非SOCK_STREAM 套接字，用户有责任将数据打包成MTU 大小的块，并在必要时进行重传。如果设置了这个标志（EMSGSIZE），内核将拒绝大于已知路径 MTU 的数据包。

在我看来，您可以使用 sysctl 设置系统范围的默认值：

    sysctl ip_no_pmtu_disc

在我的系统上返回"error: "ip_no_pmtu_disc" is an unknown key"，但它可能在你的系统上设置。除此之外，我不知道有任何其他可能影响设置的内容（除了前面提到的setsockopt()）。

Answer 2

如果您在 Userland 工作并打算绕过内核网络堆栈，从而构建自己的数据包和标头并将它们交给自定义内核模块，那么有比setsockopt() 更好的选择。

您实际上可以像在linux/ip.h 中定义的struct iphdr 的任何其他字段一样设置DF 标志。 3 位 IP 标志实际上是 frag_off 的一部分 (Fragment Offset) 结构的成员。

考虑到这一点，将这两件事归为一组是有意义的，因为标志与碎片相关。根据RFC-791，描述IP 标头结构的部分指出片段偏移量为13 位长，并且有三个1 位标志。 frag_off 成员是 __be16 类型，可以容纳 13 + 3 位。

长话短说，这里有一个解决方案：

struct iphdr ip;
ip.frag_off |= ntohs(IP_DF);

我们在这里使用专为特定用途设计的IP_DF 掩码准确设置 DF 位。

IP_DF 在net/ip.h 中定义（当然是内核头文件），而struct iphdr 在linux/ip.h 中定义。

Answer 3

我同意 paxdiablo 的回答。

• setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_MTU_DISCOVER, &val, sizeof(val))

val 是其中之一：

#define IP_PMTUDISC_DONT   0    /* Never send DF frames.  */
#define IP_PMTUDISC_WANT   1    /* Use per route hints.  */
#define IP_PMTUDISC_DO     2    /* Always DF.  */
#define IP_PMTUDISC_PROBE  3    /* Ignore dst pmtu.  */

• ip_no_pmtu_disc 在内核源代码中：

if (ipv4_config.no_pmtu_disc)
    inet->pmtudisc = IP_PMTUDISC_DONT;
else
    inet->pmtudisc = IP_PMTUDISC_WANT;