NAME

vsock - 리눅스 VSOCK 주소 패밀리

SYNOPSIS

#include <sys/socket.h>
#include <linux/vm_sockets.h>

stream_socket = socket(AF_VSOCK, SOCK_STREAM, 0);
datagram_socket = socket(AF_VSOCK, SOCK_DGRAM, 0);

DESCRIPTION

VSOCK 주소 패밀리는 가상 머신과 그 머신이 도는 호스트 간의 통신을 쉽게 만들어 준다. 가상 머신 망 구성과 독립적인 통신 채널이 필요한 게스트 에이전트와 하이퍼바이저 서비스에서 이 주소 패밀리를 사용한다.

유효한 소켓 타입은 SOCK_STREAM과 SOCK_DGRAM이다. SOCK_STREAM은 전달과 순서 유지가 보장되는 연결 지향 바이트 스트림을 제공한다. SOCK_DGRAM은 최선형 전달 및 최선형 순서 유지 방식의 무연결 데이터그램 패킷 서비스를 제공한다. 이 소켓 타입들을 사용할 수 있는지 여부는 기반 하이퍼바이저에 따라 달라진다.

다음과 같이 새 소켓을 만든다.

socket(AF_VSOCK, socket_type, 0);

프로세스에서 연결을 수립하고 싶으면 어떤 목적 소켓 주소로 connect(2)를 호출한다. 소켓이 포트에 결속되어 있지 않으면 자동으로 빈 포트에 결속된다.

프로세스에서 bind(2)로 소켓 주소에 결속하고서 listen(2)을 호출하여 들어오는 연결에 귀를 기울일 수 있다.

send(2) 내지 write(2) 계열 시스템 호출을 이용해 데이터를 송신하고 recv(2) 내지 read(2) 계열 시스템 호출을 이용해 데이터를 수신한다.

주소 형식

32비트 문맥 식별자(Context Identifier, CID)와 32비트 포트 번호의 조합으로 소켓 주소를 정의한다. CID는 출발지나 목적지를 나타내는데, 가상 머신이나 호스트 중 한쪽이다. 포트 번호는 동일 머신 상에서 돌고 있는 여러 서비스들을 구별해 준다.

struct sockaddr_vm {
    sa_family_t    svm_family      /* 주소 패밀리: AF_VSOCK */
    unsigned short svm_reserved1;
    unsigned int   svm_port;       /* 포트 번호, 호스트 바이트 순서 */
    unsigned int   svm_cid;        /* 주소, 호스트 바이트 순서 */
    unsigned char  svm_zero[sizeof(struct sockaddr) -
                            sizeof(sa_family_t) -
                            sizeof(unsigned short) -
                            sizeof(unsigned int) -
                            sizeof(unsigned int)];
};

svm_family는 항상 AF_VSOCK으로 설정한다. svm_reserved1은 항상 0으로 설정한다. svn_port는 포트 번호를 호스트 바이트 순서로 담는다. 1024 아래의 포트 번호를 특권 포트라고 한다. CAP_NET_BIND_SERVICE 역능을 가진 프로세스만 그 포트 번호에 bind(2) 할 수 있다. svm_zero를 0으로 채워야 한다.

특수 주소들이 여러 가지 있다. VMADDR_CID_ANY(-1U)는 아무 주소에 결속하라는 뜻이다. VMADDR_CID_HYPERVISOR(0)는 하이퍼바이저에 내장된 서비스를 위해 예약된 것이다. VMADDR_CID_LOCAL(1)은 로컬 통신을 위한 잘 알려진 주소(루프백)다. VMADDR_CID_HOST(2)는 호스트의 잘 알려진 주소이다.

특수 상수 VMADDR_PORT_ANY(-1U)는 아무 포트 번호에 결속하라는 뜻이다.

라이브 마이그레이션

소켓이 가상 머신 라이브 마이그레이션의 영향을 받는다. 가상 머신이 새 호스트로 이동할 때 연결되어 있던 SOCK_STREAM 소켓들이 끊어진다. 이렇게 되면 응용에서 재연결을 해야 한다.

이전 CID를 새 호스트에서 사용할 수 없다면 라이브 마이그레이션을 거치면서 로컬 CID가 바뀔 수도 있다. 결속된 소켓들이 자동으로 새 CID로 갱신된다.

ioctl

IOCTL_VM_SOCKETS_GET_LOCAL_CID

로컬 머신의 CID를 얻는다. 인자는 unsigned int 포인터이다.

ioctl(socket, IOCTL_VM_SOCKETS_GET_LOCAL_CID, &cid);

결속 시 IOCTL_VM_SOCKETS_GET_LOCAL_CID로 로컬 CID를 얻을 필요 없이 VMADDR_CID_ANY를 사용할 수 있다.

로컬 통신

VMADDR_CID_LOCAL(1)은 패킷을 생성한 바로 그 호스트로 패킷이 향하게 한다. 한 호스트에서 응용을 테스트 할 때나 디버깅 시에 유용하다.

IOCTL_VM_SOCKETS_GET_LOCAL_CID로 얻은 로컬 CID를 같은 용도로 사용할 수 있다. 하지만 VMADDR_CID_LOCAL을 쓰는 게 낫다.

ERRORS

EACCES

CAP_NET_BIND_SERVICE 역능이 없어서 특권 포트에 결속할 수 없다.

EADDRINUSE

이미 사용 중인 포트에 결속할 수 없다.

EADDRNOTAVAIL

결속할 빈 포트를 찾을 수 없거나 로컬 아닌 CID에 결속할 수 없다.

EINVAL

유효하지 않은 매개변수. 이미 결속된 소켓을 결속하려 한 경우, 유효하지 않은 sockaddr_vm 구조체를 제공한 경우, 기타 입력 검증 오류.

ENOPROTOOPT

setsockopt(2)나 getsockopt(2)에 유효하지 않은 소켓 옵션 사용.

ENOTCONN

연결 안 된 소켓이어서 동작을 수행할 수 없음.

EOPNOTSUPP

동작을 지원하지 않음. MSG_OOB 플래그가 send(2) 계열 시스템 호출에 구현되어 있지 않거나 MSG_PEEK이 recv(2) 계열 시스템 호출에 구현되어 있지 않음.

EPROTONOSUPPORT

유효하지 않은 소켓 프로토콜 번호. 프로토콜이 항상 0이어야 한다.

ESOCKTNOSUPPORT

socket(2)에서 지원하지 않는 소켓 타입. SOCK_STREAM과 SOCK_DGRAM만 유효하다.

VERSIONS

리눅스 3.9부터 VMware(VMCI) 지원을 이용 가능하다. 리눅스 4.8부터 KVM(virtio)을 지원한다. 리눅스 4.14부터 Hyper-V를 지원한다.

리눅스 5.6부터 VMADDR_CID_LOCAL을 지원한다. 리눅스 5.6부터 게스트 및 호스트에서의 로컬 통신을 이용할 수 있다. 이전 버전에서는 게스트에서만 (호스트에서는 불가능), 그리고 일부 전송 방식(VMCI 및 virtio)으로만 로컬 통신을 지원했다.

SEE ALSO

bind(2), connect(2), listen(2), recv(2), send(2), socket(2), capabilities(7)

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2021-03-22