\func{connect}, attraverso un procedimento che viene chiamato
\textsl{apertura attiva}, dall'inglese \textit{active open}. La chiamata di
\func{connect} blocca il processo e causa l'invio da parte del client di un
- segmento SYN\footnote{Si ricordi che il segmento è l'unità elementare di
+ segmento SYN,\footnote{Si ricordi che il segmento è l'unità elementare di
dati trasmessa dal protocollo TCP al livello superiore; tutti i segmenti
hanno un header che contiene le informazioni che servono allo
\textit{stack TCP} (così viene di solito chiamata la parte del kernel che
ci sono una serie di flag usati per gestire la connessione, come SYN, ACK,
URG, FIN, alcuni di essi, come SYN (che sta per \textit{syncronize})
corrispondono a funzioni particolari del protocollo e danno il nome al
- segmento, (per maggiori dettagli vedere \capref{cha:tcp_protocol})}, in
+ segmento, (per maggiori dettagli vedere \capref{cha:tcp_protocol}).} in
sostanza viene inviato al server un pacchetto IP che contiene solo gli
header IP e TCP (con il numero di sequenza iniziale e il flag SYN) e le
opzioni di TCP.
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=10cm]{img/three_way_handshake.eps}
+ \includegraphics[width=10cm]{img/three_way_handshake}
\caption{Il \textit{three way handshake} del TCP}
\label{fig:TCPel_TWH}
\end{figure}
\textsl{finestra annunciata} (\textit{advertized window}) con la quale
ciascun capo della comunicazione dichiara quanto spazio disponibile ha in
memoria per i dati. Questo è un numero a 16 bit dell'header, che così può
- indicare un massimo di 65535 bytes (anche se Linux usa come massimo 32767
- per evitare problemi con alcuni stack bacati che usano l'aritmetica con
- segno per implementare lo stack TCP); ma alcuni tipi di connessione come
- quelle ad alta velocità (sopra i 45Mbits/sec) e quelle che hanno grandi
- ritardi nel cammino dei pacchetti (come i satelliti) richiedono una finestra
- più grande per poter ottenere il massimo dalla trasmissione, per questo
- esiste questa opzione che indica un fattore di scala da applicare al valore
- della finestra annunciata\footnote{essendo una nuova opzione per garantire
- la compatibilità con delle vecchie implementazioni del protocollo la
- procedura che la attiva prevede come negoziazione che l'altro capo della
- connessione riconosca esplicitamente l'opzione inserendola anche lui nel
- suo SYN di risposta dell'apertura della connessione} per la connessione
- corrente (espresso come numero di bit cui shiftare a sinistra il valore
- della finestra annunciata inserito nel pacchetto).
+ indicare un massimo di 65535 byte (anche se Linux usa come massimo 32767 per
+ evitare problemi con alcuni stack bacati che usano l'aritmetica con segno
+ per implementare lo stack TCP); ma alcuni tipi di connessione come quelle ad
+ alta velocità (sopra i 45Mbits/sec) e quelle che hanno grandi ritardi nel
+ cammino dei pacchetti (come i satelliti) richiedono una finestra più grande
+ per poter ottenere il massimo dalla trasmissione, per questo esiste questa
+ opzione che indica un fattore di scala da applicare al valore della finestra
+ annunciata\footnote{essendo una nuova opzione per garantire la compatibilità
+ con delle vecchie implementazioni del protocollo la procedura che la
+ attiva prevede come negoziazione che l'altro capo della connessione
+ riconosca esplicitamente l'opzione inserendola anche lui nel suo SYN di
+ risposta dell'apertura della connessione.} per la connessione corrente
+ (espresso come numero di bit cui shiftare a sinistra il valore della
+ finestra annunciata inserito nel pacchetto).
\item \textit{timestamp option}, è anche questa una nuova opzione necessaria
per le connessioni ad alta velocità per evitare possibili corruzioni di dati
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=10cm]{img/tcp_close.eps}
+ \includegraphics[width=10cm]{img/tcp_close}
\caption{La chiusura di una connessione TCP}
\label{fig:TCPel_close}
\end{figure}
eseguire la chiusura passiva a quello che sta eseguendo la chiusura attiva.
Nella sequenza indicata i dati verrebbero persi, dato che si è chiuso il
socket dal lato che esegue la chiusura attiva; esistono tuttavia situazioni in
-cui si vuole poter sfuttare questa possibilità, usando una procedura che è
+cui si vuole poter sfruttare questa possibilità, usando una procedura che è
chiamata \textit{half-close}; torneremo su questo aspetto e su come
utilizzarlo più avanti, quando parleremo della funzione \func{shutdown}.
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=9cm]{img/tcp_connection.eps}
+ \includegraphics[width=9cm]{img/tcp_connection}
\caption{Schema dello scambio di pacchetti per un esempio di connessione}
\label{fig:TPCel_conn_example}
\end{figure}
La connessione viene iniziata dal client che annuncia un MSS di 1460 (un
-valore tipico per IPv4 su ethernet) con Linux, il server risponde con lo
+valore tipico per IPv4 su Ethernet) con Linux, il server risponde con lo
stesso valore (ma potrebbe essere anche un valore diverso).
Una volta che la connessione è stabilita il client scrive al server una
richiesta (che assumiamo stare in un singolo segmento, cioè essere minore dei
-1460 bytes annunciati dal server), quest'ultimo riceve la richiesta e
+1460 byte annunciati dal server), quest'ultimo riceve la richiesta e
restituisce una risposta (che di nuovo supponiamo stare in un singolo
segmento). Si noti che l'acknowledge della richiesta è mandato insieme alla
risposta, questo viene chiamato \textit{piggybacking} ed avviene tutte le
\begin{figure}[!htb]
\centering
- \includegraphics[width=10cm]{img/port_alloc.eps}
+ \includegraphics[width=10cm]{img/port_alloc}
\caption{Allocazione dei numeri di porta}
\label{fig:TCPel_port_alloc}
\end{figure}
a \func{socket}, mentre il secondo e terzo argomento sono rispettivamente
l'indirizzo (locale) del socket e la dimensione della struttura che lo
contiene, secondo quanto già trattato in \secref{sec:sock_sockaddr}.
-
- La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore; in caso
- di errore la variabile \var{errno} viene settata secondo i seguenti
- codici di errore:
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
+ errore; in caso di errore la variabile \var{errno} viene settata secondo i
+ seguenti codici di errore:
\begin{errlist}
- \item \macro{EBADF} il file descriptor non è valido.
- \item \macro{EINVAL} il socket ha già un indirizzo assegnato.
- \item \macro{ENOTSOCK} il file descriptor non è associato ad un socket.
- \item \macro{EACCESS} si è cercato di usare una porta riservata senza
+ \item[\macro{EBADF}] il file descriptor non è valido.
+ \item[\macro{EINVAL}] il socket ha già un indirizzo assegnato.
+ \item[\macro{ENOTSOCK}] il file descriptor non è associato ad un socket.
+ \item[\macro{EACCESS}] si è cercato di usare una porta riservata senza
sufficienti privilegi.
- \end{errlist}
+ \end{errlist}}
\end{prototype}
Con il TCP la chiamata \func{bind} permette di specificare l'indirizzo, la
In questo caso viene fatta assegnare dal kernel una porta effimera che poi
viene registrata presso il \textit{portmapper}; quest'ultimo è un altro
demone che deve essere contattato dai client per ottenere la porta effimera
- su cui si trova il server} che in genere viene identificato dalla porta su
+ su cui si trova il server.} che in genere viene identificato dalla porta su
cui risponde.
Con \func{bind} si può assegnare un IP specifico ad un socket, purché questo
\footnotesize
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
- serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* connect from anywhere */
+ serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* connect from anywhere */
\end{lstlisting}
\normalsize
assegnazione.
Per questo nell'header \file{netinet/in.h} è definita una variabile
-\type{in6addr\_any} (dichiarata come \type{extern}, ed inizializzata dal
+\type{in6addr\_any} (dichiarata come \ctyp{extern}, ed inizializzata dal
sistema al valore \macro{IN6ADRR\_ANY\_INIT}) che permette di effettuare una
assegnazione del tipo:
+
\footnotesize
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
- serv_add.sin6_addr = in6addr_any; /* connect from anywhere */
+ serv_add.sin6_addr = in6addr_any; /* connect from anywhere */
\end{lstlisting}
\normalsize
La funzione \func{connect} è usata da un client TCP per stabilire la
connessione con un server TCP, il prototipo della funzione è il seguente:
-
\begin{prototype}{sys/socket.h}
{int connect(int sockfd, const struct sockaddr *servaddr, socklen\_t addrlen)}
a \func{socket}, mentre il secondo e terzo argomento sono rispettivamente
l'indirizzo e la dimensione della struttura che contiene l'indirizzo del
socket, già descritta in \secref{sec:sock_sockaddr}.
-
- La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, in caso
- di errore la variabile \var{errno} viene settata secondo i seguenti
- codici di errore:
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
+ errore, in caso di errore la variabile \var{errno} viene settata secondo i
+ seguenti codici di errore:
\begin{errlist}
- \item \macro{EISCONN} il socket è già connesso.
- \item \macro{ECONNREFUSED} non c'è nessuno in ascolto sull'indirizzo remoto.
- \item \macro{ETIMEDOUT} si è avuto timeout durante il tentativo di
+ \item[\macro{ECONNREFUSED}] non c'è nessuno in ascolto sull'indirizzo remoto.
+ \item[\macro{ETIMEDOUT}] si è avuto timeout durante il tentativo di
connessione.
- \item \macro{ENETUNREACH} la rete non è raggiungibile.
- \item \macro{EADDRINUSE} l'indirizzo locale è in uso.
- \item \macro{EINPROGRESS} il socket è non bloccante e la connessione non
+ \item[\macro{ENETUNREACH}] la rete non è raggiungibile.
+ \item[\macro{EINPROGRESS}] il socket è non bloccante e la connessione non
può essere conclusa immediatamente.
- \item \macro{EALREADY} il socket è non bloccante e un tentativo precedente
+ \item[\macro{EALREADY}] il socket è non bloccante e un tentativo precedente
di connessione non si è ancora concluso.
- \item \macro{EAGAIN} non ci sono più porte locali libere.
- \item \macro{EAFNOSUPPORT} l'indirizzo non ha una famiglia di indirizzi
+ \item[\macro{EAGAIN}] non ci sono più porte locali libere.
+ \item[\macro{EAFNOSUPPORT}] l'indirizzo non ha una famiglia di indirizzi
corretta nel relativo campo.
- \item \macro{EACCESS, EPERM} si è tentato di eseguire una connessione ad un
+ \item[\macro{EACCESS, EPERM}] si è tentato di eseguire una connessione ad un
indirizzo broadcast senza che il socket fosse stato abilitato per il
broadcast.
\end{errlist}
altri errori possibili sono: \macro{EFAULT}, \macro{EBADF},
- \macro{ENOTSOCK}.
+ \macro{ENOTSOCK}, \macro{EISCONN} e \macro{EADDRINUSE}.}
\end{prototype}
La struttura dell'indirizzo deve essere inizializzata con l'indirizzo IP e il
un server dopo le chiamate a \func{socket} e \func{bind} e prima della
chiamata ad \func{accept}. Il prototipo della funzione come definito dalla
man page è:
-
\begin{prototype}{sys/socket.h}{int listen(int sockfd, int backlog)}
La funzione pone il socket specificato da \var{sockfd} in modalità
passiva e predispone una coda per le connessioni in arrivo di lunghezza pari
a \var{backlog}. La funzione si può applicare solo a socket di tipo
\macro{SOCK\_STREAM} o \macro{SOCK\_SEQPACKET}.
-
- La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di errore. I
- codici di errore restituiti in \var{errno} sono i seguenti:
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore. I codici di errore restituiti in \var{errno} sono i seguenti:
\begin{errlist}
- \item \macro{EBADF} l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
+ \item[\macro{EBADF}] l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
valido.
- \item \macro{ENOTSOCK} l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
- \item \macro{EOPNOTSUPP} il socket è di un tipo che non supporta questa
+ \item[\macro{ENOTSOCK}] l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
+ \item[\macro{EOPNOTSUPP}] il socket è di un tipo che non supporta questa
operazione.
- \end{errlist}
+ \end{errlist}}
\end{prototype}
valore, e provvede una tabella con i risultati ottenuti con vari kernel,
compreso Linux 2.0, che mostrano le differenze fra diverse implementazioni.
-In Linux il significato di questo valore è cambiato a partire dal kernel
-2.2 per prevenire l'attacco chiamato \textit{syn flood}. Questo si basa
+In Linux il significato di questo valore è cambiato a partire dal kernel 2.2
+per prevenire l'attacco chiamato \textit{syn flood}. Questo si basa
sull'emissione da parte dell'attaccante di un grande numero di pacchetti SYN
indirizzati verso una porta forgiati con indirizzo IP fasullo\footnote{con la
- tecnica che viene detta \textit{ip spoofing}} così che i SYN$+$ACK vanno
+ tecnica che viene detta \textit{ip spoofing}.} così che i SYN$+$ACK vanno
perduti e la coda delle connessioni incomplete viene saturata, impedendo di
fatto ulteriori connessioni.
funzione restituisce un nuovo socket descriptor su cui si potrà operare per
effettuare la comunicazione. Se non ci sono connessioni completate il processo
viene messo in attesa. Il prototipo della funzione è il seguente:
-
\begin{prototype}{sys/socket.h}
-{int listen(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen\_t *addrlen)}
- La funzione estrae la prima connessione relativa al socket \var{sockfd}
+{int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen\_t *addrlen)}
+ Estrae la prima connessione relativa al socket \var{sockfd}
in attesa sulla coda delle connessioni complete, che associa ad nuovo socket
con le stesse caratteristiche di \var{sockfd} (restituito dalla funzione
stessa). Il socket originale non viene toccato. Nella struttura
\var{addr} e nella variabile \var{addrlen} vengono restituiti
indirizzo e relativa lunghezza del client che si è connesso.
- La funzione restituisce un numero di socket descriptor positivo in caso di
- successo e -1 in caso di errore, nel qual caso la variabile \var{errno}
- viene settata ai seguenti valori:
+ \bodydesc{La funzione restituisce un numero di socket descriptor positivo in
+ caso di successo e -1 in caso di errore, nel qual caso la variabile
+ \var{errno} viene settata ai seguenti valori:
\begin{errlist}
- \item \macro{EBADF} l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
+ \item[\macro{EBADF}] l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
valido.
- \item \macro{ENOTSOCK} l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
- \item \macro{EOPNOTSUPP} il socket è di un tipo che non supporta questa
+ \item[\macro{ENOTSOCK}] l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
+ \item[\macro{EOPNOTSUPP}] il socket è di un tipo che non supporta questa
operazione.
- \item \macro{EAGAIN} o \macro{EWOULDBLOCK} il socket è stato settato come
+ \item[\macro{EAGAIN} o \macro{EWOULDBLOCK}] il socket è stato settato come
non bloccante, e non ci sono connessioni in attesa di essere accettate.
- \item \macro{EFAULT} l'argomento \var{addr} .
- \item \macro{EPERM} Firewall rules forbid connection.
-
- \item \macro{ENOBUFS, ENOMEM} Not enough free memory. This often means
- that the memory allocation is limited by the socket buffer limits, not by
- the system memory.
-
- Inoltre possono essere restituiti gli errori di rete relativi al nuovo
- socket come: \macro{EMFILE}, \macro{EINVAL}, \macro{ENOSR},
- \macro{ENOBUFS}, \macro{EPERM}, \macro{ECONNABORTED},
- \macro{ESOCKTNOSUPPORT}, \macro{EPROTONOSUPPORT}, \macro{ETIMEDOUT},
- \macro{ERESTARTSYS}.
-
+ \item[\macro{EPERM}] Le regole del firewall non consentono la connessione.
+ \item[\macro{ENOBUFS, ENOMEM}] questo spesso significa che l'allocazione
+ della memoria è limitata dai limiti sui buffer dei socket, non dalla
+ memoria di sistema.
\end{errlist}
+ Inoltre possono essere restituiti gli errori di rete relativi al nuovo
+ socket come: \macro{EMFILE}, \macro{EINVAL}, \macro{ENOSR}, \macro{ENOBUFS},
+ \macro{EFAULT}, \macro{EPERM}, \macro{ECONNABORTED},
+ \macro{ESOCKTNOSUPPORT}, \macro{EPROTONOSUPPORT}, \macro{ETIMEDOUT},
+ \macro{ERESTARTSYS}.}
\end{prototype}
La funzione può essere usata solo con socket che supportino la connessione
esplicita della connessione, (attualmente in Linux solo DECnet ha questo
comportamento), la funzione opera solo l'estrazione dalla coda delle
connessioni, la conferma della connessione viene fatta implicitamente dalla
-prima chiamata ad una \func{read} o una \func{write} mentre il rifiuto
-della connessione viene fatto con la funzione \func{close}.
+prima chiamata ad una \func{read} o una \func{write} mentre il rifiuto della
+connessione viene fatto con la funzione \func{close}.
È da chiarire che Linux presenta un comportamento diverso nella gestione degli
errori rispetto ad altre implementazioni dei socket BSD, infatti la funzione
l'indirizzo del client da cui proviene la connessione. Prima della chiamata
\var{addrlen} deve essere inizializzato alle dimensioni della struttura il
cui indirizzo è passato come argomento in \var{cliaddr}, al ritorno della
-funzione \var{addrlen} conterrà il numero di bytes scritti dentro
+funzione \var{addrlen} conterrà il numero di byte scritti dentro
\var{cliaddr}. Se questa informazione non interessa basterà inizializzare a
\macro{NULL} detti puntatori.
creato dal kernel (detto \textit{connected socket}) a cui viene associata la
prima connessione completa (estratta dalla relativa coda, vedi
\secref{sec:TCPel_func_listen}) che il client TCP ha effettuato verso il
-socket \var{sockfd}. Quest'ultimo (detto \textit{listening socket}) è
-quello creato all'inizio e messo in ascolto con \func{listen}, e non viene
-toccato dalla funzione.
-Se non ci sono connessioni pendenti da accettare la funzione mette in attesa
-il processo\footnote{a meno che non si sia settato il socket per essere
- non-bloccante, nel qual caso ritorna con l'errore \func{EAGAIN},
- torneremo su questa modalità di operazione in \secref{sec:xxx_sock_noblock}}
-fintanto che non ne arriva una.
+socket \var{sockfd}. Quest'ultimo (detto \textit{listening socket}) è quello
+creato all'inizio e messo in ascolto con \func{listen}, e non viene toccato
+dalla funzione. Se non ci sono connessioni pendenti da accettare la funzione
+mette in attesa il processo\footnote{a meno che non si sia settato il socket
+ per essere non-bloccante, nel qual caso ritorna con l'errore \macro{EAGAIN}.
+ Torneremo su questa modalità di operazione in
+ \secref{sec:xxx_sock_noblock}.} fintanto che non ne arriva una.
Il meccanismo di funzionamento di \func{accept} è essenziale per capire il
funzionamento di un server: in generale infatti c'è sempre un solo socket in
può usare la funzione \func{shutdown} su cui torneremo in seguito.
+
\section{I server concorrenti su TCP}
\label{sec:TCPel_cunc_serv}
remoto.
\begin{prototype}{sys/socket.h}
-{int getsockname(int sockfd, struct sockaddr * name, socklen\_t * namelen)}
+ {int getsockname(int sockfd, struct sockaddr * name, socklen\_t * namelen)}
+ Legge l'indirizzo locale del socket \param{sockfd} nella struttura
+ \param{name}.
- La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di errore. I
- codici di errore restituiti in \var{errno} sono i seguenti:
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore. I codici di errore restituiti in \var{errno} sono i seguenti:
\begin{errlist}
- \item \macro{EBADF} l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
+ \item[\macro{EBADF}] l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
valido.
- \item \macro{ENOTSOCK} l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
- \item \macro{ENOBUFS} non ci sono risorse sufficienti nel sistema per
+ \item[\macro{ENOTSOCK}] l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
+ \item[\macro{ENOBUFS}] non ci sono risorse sufficienti nel sistema per
eseguire l'operazione.
- \item \macro{EFAULT} l'argomento \var{name} punta al di fuori dello
+ \item[\macro{EFAULT}] l'argomento \var{name} punta al di fuori dello
spazio di indirizzi del processo.
- \end{errlist}
+ \end{errlist}}
\end{prototype}
La funzione \func{getsockname} si usa tutte le volte che si vuole avere
\func{accept}, restituisce l'indirizzo locale che il kernel ha assegnato a
quella connessione.
-
\begin{prototype}{sys/socket.h}
-{int getpeername(int sockfd, struct sockaddr * name, socklen\_t * namelen)}
-
- La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di errore. I
- codici di errore restituiti in \var{errno} sono i seguenti:
+ {int getpeername(int sockfd, struct sockaddr * name, socklen\_t * namelen)}
+ Legge l'indirizzo remoto del socket \param{sockfd} nella struttura
+ \param{name}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore. I codici di errore restituiti in \var{errno} sono i seguenti:
\begin{errlist}
- \item \macro{EBADF} l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
+ \item[\macro{EBADF}] l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
valido.
- \item \macro{ENOTSOCK} l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
- \item \macro{ENOTCONN} il socket non è connesso.
- \item \macro{ENOBUFS} non ci sono risorse sufficienti nel sistema per
+ \item[\macro{ENOTSOCK}] l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
+ \item[\macro{ENOTCONN}] il socket non è connesso.
+ \item[\macro{ENOBUFS}] non ci sono risorse sufficienti nel sistema per
eseguire l'operazione.
- \item \macro{EFAULT} l'argomento \var{name} punta al di fuori dello
+ \item[\macro{EFAULT}] l'argomento \var{name} punta al di fuori dello
spazio di indirizzi del processo.
- \end{errlist}
+ \end{errlist}}
\end{prototype}
questo avviene quando il server invece di far gestire la connessione
direttamente a un processo figlio, come nell'esempio precedente, lancia un
opportuno programma per ciascuna connessione usando \func{exec} (questa ad
-esempio è la modailità con cui opera il \textsl{super-server} \cmd{inetd}
+esempio è la modalità con cui opera il \textsl{super-server} \cmd{inetd}
che gestisce tutta una serie di servizi lanciando per ogni connessione
l'opportuno server).
Infine è da chiarire (si legga la man page) che come per \func{accept} il
terzo parametro che è specificato dallo standard POSIX 1003.1g come di tipo
-\type{socklen\_t *} in realtà deve sempre corrispondere ad un \type{int *}
+\code{socklen\_t *} in realtà deve sempre corrispondere ad un \ctyp{int *}
come prima dello standard perché tutte le implementazioni dei socket BSD fanno
questa assunzione.
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End: