Un po' di materiale sulle opzioni dei socket Ipv4
authorSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Sun, 29 May 2005 20:52:28 +0000 (20:52 +0000)
committerSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Sun, 29 May 2005 20:52:28 +0000 (20:52 +0000)
netlayer.tex
sockctrl.tex

index 5212a5a346138a2a4d2c04ecc8492b35345617ff..75815b188b5da86a2b49719c4278dda8a96f5d3a 100644 (file)
@@ -23,9 +23,10 @@ possa essere necessario per capirne meglio il funzionamento dal punto di vista
 della programmazione.
 
 Data la loro prevelenza il capitolo sarà sostanzialmente incentrato sui due
-protocolli principali esistenti su questo livello: l'\textit{Internet
-  Protocol} IP (che più propriamente si dovrebbe chiamare IPv4) ed la sua
-nuova versione denominata IPv6.
+protocolli principali esistenti su questo livello: il protocollo IP, sigla che
+sta per \textit{Internet Protocol}, (ma che più propriamente si dovrebbe
+chiamare IPv4) ed la nuova versione di questo stesso protocollo, denominata
+IPv6.
 
 
 \section{Il protocollo IP}
@@ -42,7 +43,7 @@ pi
 \subsection{Introduzione}
 \label{sec:IP_intro}
 
-Il compito di IP è pertanto quello di trasmettere i pacchetti da un computer
+Il compito principale di IP è quello di trasmettere i pacchetti da un computer
 all'altro della rete; le caratteristiche essenziali con cui questo viene
 realizzato in IPv4 sono due:
 
@@ -69,10 +70,10 @@ centrale (la IANA, \textit{Internet Assigned Number Authority}) che assegna i
 numeri di rete alle organizzazioni che ne fanno richiesta; è poi compito di
 quest'ultime assegnare i numeri dei singoli host.  
 
-Per venire incontro alle diverse esigenze gli indirizzi di rete sono stati
-originariamente organizzati in \textit{classi}, (rappresentate in
-tab.~\ref{tab:IP_ipv4class}), per consentire dispiegamenti di reti di
-dimensioni diverse.
+Per venire incontro alle diverse esigenze gli indirizzi di rete erano stati
+originariamente organizzati all'interno delle cosiddette \textit{classi},
+(rappresentate in tab.~\ref{tab:IP_ipv4class}), per consentire dispiegamenti
+di reti di dimensioni diverse.
 
 
 \begin{table}[htb]
@@ -147,9 +148,10 @@ dimensioni diverse.
 \label{tab:IP_ipv4class}
 \end{table}
 
-Le classi usate per il dispiegamento delle reti sono le prime tre; la classe D
-è destinata al (non molto usato) \textit{multicast} mentre la classe E è
-riservata per usi sperimentali e non viene impiegata.
+Le classi usate per il dispiegamento delle reti su quella che comunemente
+viene chiamata \textit{Internet} sono le prime tre; la classe D è destinata al
+(non molto usato) \textit{multicast} mentre la classe E è riservata per usi
+sperimentali e non viene impiegata.
 
 Come si può notare però la suddivisione riportata in
 tab.~\ref{tab:IP_ipv4class} è largamente inefficiente in quanto se ad un
@@ -201,6 +203,13 @@ indirizzi di rete da inserire nelle tabelle di instradamento dei router.
 
 
 
+
+\subsection{Le opzioni di IP}
+\label{sec:IP_options}
+
+
+
+
 \section{Il protocollo IPv6}
 \label{sec:ipv6_protocol}
 
index b0cc66c6b02f34a8a346a30865f74858a5742ca5..87dca619d0fa1875bae7456e23ff12a493c834eb 100644 (file)
@@ -2272,15 +2272,15 @@ tab.~\ref{tab:sock_opt_socklevel} sul significato delle varie opzioni:
 \end{basedescript}
 
 
-\subsection{Luso delle principali opzioni dei socket}
+\subsection{L'uso delle principali opzioni dei socket}
 \label{sec:sock_options_main}
 
 La descrizione sintetica del significato delle opzioni generiche dei socket,
-riportata nell'elenco in sez.~\ref{sec:sock_generic_options}, non è
-sufficientemente dettagliata per permetterci di approfondire tutti le
-funzionalità che alcune di esse possono controllare, alcune delle quali hanno
-un rilevanza notevole nella programmazione dei socket. Per questo motivo
-tratteremo nei dettagli le principali opzioni in questa sezione.
+riportata nell'elenco in sez.~\ref{sec:sock_generic_options}, è
+necessariamente sintentica, alcune di queste però possono essere utilizzate
+per controllare delle funzionalità che hanno una notevole rilevanza nella
+programmazione dei socket.  Per questo motivo faremo in questa sezione un
+approfondimento sul significato delle opzioni generiche più importanti.
 
 
 \index{\texttt{SO\_KEEPALIVE} (costante)|(} 
@@ -2312,13 +2312,14 @@ In caso di problemi invece si possono avere i due casi gi
 sez.~\ref{sec:TCP_conn_crash} per il caso di terminazione prococe del server:
 il primo è quello in cui la macchina remota è caduta ed è stata riavviata, per
 cui dopo il riavvio la connessione non viene più riconosciuta,\footnote{si
-  ricordi che un normale riavvio non ha questo effetto, in quanto si passa per
-  la chiusura del processo, che chiude anche il socket inviando un segmento
-  FIN all'altro capo della connessione.} in questo caso all'invio del
-messaggio di \textit{keep-alive} si otterrà come risposta un segmento RST che
-indica che l'altro capo non riconosce più l'esistenza della connessione. In
-tal caso il socket viene chiuso dopo aver impostato un errore
-\errcode{ECONNRESET}.
+  ricordi che un normale riavvio non ha questo effetto, in quanto in tal caso
+  si passa per la chiusura del processo, e questo, come illustrato in
+  sez.~\ref{sec:file_close}, comporta la chiusura del socket col'invio di un
+  segmento FIN all'altro capo della connessione, che verrà regolarmente
+  chiusa.} in questo caso all'invio del messaggio di \textit{keep-alive} si
+otterrà come risposta un segmento RST che indica che l'altro capo non
+riconosce più l'esistenza della connessione. In tal caso il socket viene
+chiuso dopo aver impostato un errore \errcode{ECONNRESET}.
 
 Se invece non viene ricevuta nessuna risposta (indice che la macchina non è
 più raggiungibile) l'emissione dei messaggi viene ripetuta ad intervalli di 75
@@ -2334,24 +2335,15 @@ avvenuto.  Infine se invece si riceve come risposta un pacchetto ICMP di
 destinazione irraggiungibile (vedi sez.~\ref{sec:icmp_protocol_xxx}), verrà
 restituito l'errore corrispondente.
 
-In generale questa opzione serve per individuare una caduta della
-connessione\footnote{la terminazione di un processo di nuovo comporta la
-  chiusura di tutti i file che aveva aperti e la relativa emissione degli
-  opportuni segmenti FIN nel caso dei socket.} anche quando non si sta facendo
-traffico su di essa.  In genere viene usata sui server per evitare di
-mantenere impegnate le risorse dedicate a trattare delle connessioni in realtà
-già terminate (quelle che vengono anche chiamate connessioni
-\textsl{semi-aperte}) in cui il server è in attesa di dati in ingresso che non
-arriveranno mai perché il client sull'altro capo non è più attivo.
-
-Abilitandola le connessioni effettivamente terminate vengono chiuse e ad
-esempio una \func{select} potrà rilevare la conclusione delle stesse e
-ricevere il relativo errore. Si tenga però presente che non si ha la certezza
-assoluta che un errore di \errcode{ETIMEDOUT} corrisponda ad una reale
-conclusione della connessione, il problema potrebbe essere dovuto ad un
-problema di routing che perduri per un tempo maggiore di quello impiegato nei
-vari tentativi di ritrasmissione del \textit{keep-alive} (anche se questa non
-è una una condizione molto probabile).
+In generale questa opzione serve per individuare una caduta della connessione
+anche quando non si sta facendo traffico su di essa.  Viene usata
+principalmente sui server per evitare di mantenere impegnate le risorse che
+verrbbero dedicate a trattare delle connessioni che in realtà sono già
+terminate (quelle che vengono anche chiamate connessioni
+\textsl{semi-aperte}); in tutti quei casi cioè in cui il server si trova in
+attesa di dati in ingresso su una connessione che non arriveranno mai perché o
+il client sull'altro capo non è più attivo o non è più in grado di comunicare
+con il server via rete.
 
 \begin{figure}[!htb]
   \footnotesize \centering
@@ -2365,6 +2357,17 @@ vari tentativi di ritrasmissione del \textit{keep-alive} (anche se questa non
   \label{fig:echod_keepalive_code}
 \end{figure}
 
+Abilitandola dopo un certo tempo le connessioni effettivamente terminate
+verrano comunque chiuse per cui, utilizzando ad esempio una \func{select}, se
+be potrà rilevare la conclusione e ricevere il relativo errore. Si tenga
+presente però che non può avere la certezza assoluta che un errore di
+\errcode{ETIMEDOUT} ottenuto dopo aver abilitato questa opzione corrisponda
+necessariamente ad una reale conclusione della connessione, il problema
+potrebbe anche essere dovuto ad un problema di routing che perduri per un
+tempo maggiore di quello impiegato nei vari tentativi di ritrasmissione del
+\textit{keep-alive} (anche se questa non è una una condizione molto
+probabile).
+
 Come esempio dell'utilizzo di questa opzione introduciamo all'interno del
 nostro server per il servizio \textit{echo} la nuova opzione \texttt{-k} che
 permette di attivare il \textit{keep-alive} sui socket; tralasciando la parte
@@ -2378,9 +2381,10 @@ Come si pu
 la condizione (\texttt{\small 14}) che controlla l'attivazione del
 \textit{keep-alive} che come valore dell'argomento \param{optval} della
 chiamata a \func{setsockopt} (\texttt{\small 16}).  A seconda del suo valore
-tutte le volta che un processo figlio viene eseguito in risposta ad una
+tutte le volte che un processo figlio viene eseguito in risposta ad una
 connessione verrà pertanto eseguita o meno la sezione (\texttt{\small 14--17})
-che esegue l'impostazione di \const{SO\_KEEPALIVE} sul socket connesso.
+che esegue l'impostazione di \const{SO\_KEEPALIVE} sul socket connesso,
+attivando il relativo comportamento.
 \index{\texttt{SO\_KEEPALIVE} (costante)|)}
 
 
@@ -2393,32 +2397,34 @@ uso da parte di un altro socket. Si ricordi infatti che, come accennato in
 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}, normalmente la funzione \func{bind} fallisce con
 un errore di \errcode{EADDRINUSE} se la porta scelta è già utilizzata da un
 altro socket, proprio per evitare che possano essere lanciati due server sullo
-stesso indirizzo che verrebbero a contendersi i relativi pacchetti.  
-
-Esistono però dei casi speciali in cui non si vuole che questo accada, ed
-allora si può fare ricorso a questa opzione. La questione è comunque
-abbastanza complessa (il che rende questa una delle opzioni piu difficili da
-capire) in quanto, come sottolinea Stevens in \cite{UNP1}, si distinguono ben
-quattro casi diversi in cui è prevista la possibilità di un suo utilizzo.
-
-Il primo ed il più comune caso in cui si fa ricorso a \const{SO\_REUSEADDR} è
-quello in cui un server è terminato ma esistono ancora dei processi figli che
-mantengono attiva almeno una connessione remota che utilizza l'indirizzo
-locale mantenendo occupata la porta. Quando si riesegue il server allora
-questo riceve un errore sulla chiamata a \func{bind} dato che la porta è
-ancora utilizzata in una connessione esistente.\footnote{questa è una delle
-  domande più frequenti sui newsgroup dedicati allo sviluppo, in quanto è
-  piuttosto comune trovarsi in questa situazione quando si sta sviluppando un
-  server che si ferma e si riavvia in continuazione dopo aver fatto
-  modifiche.}  Inoltre se si usa il protocollo TCP questo può avvenire anche
-dopo tutti i processi figlio sono terminati, dato che una connessione può
+stesso indirizzo e la stessa porta, che verrebbero a contendersi i pacchetti
+aventi quella destinazione.
+
+Esistono però situazioni ed esigenze particolari in cui non si vuole che
+questo comportamento di salvaguardia accada, ed allora si può fare ricorso a
+questa opzione.  La questione è comunque abbastanza complessa in quanto, come
+sottolinea Stevens in \cite{UNP1}, si distinguono ben quattro casi diversi in
+cui è prevista la possibilità di un utilizzo di questa opzione, il che la
+rende una delle più difficili da capire.
+
+Il primo caso, che è anche il più comune, in cui si fa ricorso a
+\const{SO\_REUSEADDR} è quello in cui un server è terminato ma esistono ancora
+dei processi figli che mantengono attiva almeno una connessione remota che
+utilizza l'indirizzo locale, mantenendo occupata la porta. Quando si riesegue
+il server allora questo riceve un errore sulla chiamata a \func{bind} dato che
+la porta è ancora utilizzata in una connessione esistente.\footnote{questa è
+  una delle domande più frequenti sui newsgroup dedicati allo sviluppo, in
+  quanto è piuttosto comune trovarsi in questa situazione quando si sta
+  sviluppando un server che si ferma e si riavvia in continuazione dopo aver
+  fatto modifiche.}  Inoltre se si usa il protocollo TCP questo può avvenire
+anche dopo tutti i processi figli sono terminati, dato che una connessione può
 restare attiva anche dopo la chiusura del socket, mantenendosi nello stato
 \texttt{TIME\_WAIT} (vedi sez.~\ref{sec:TCP_time_wait}).
 
 Usando \const{SO\_REUSEADDR} fra la chiamata a \func{socket} e quella a
 \func{bind} si consente a quest'ultima di avere comunque successo anche se la
 connessione è attiva (o nello stato \texttt{TIME\_WAIT}). È bene però
-ricordare (si ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:TCP_time_wait}) che la
+ricordare (si riveda quanto detto in sez.~\ref{sec:TCP_time_wait}) che la
 presenza dello stato \texttt{TIME\_WAIT} ha una ragione, ed infatti se si usa
 questa opzione esiste sempre una probabilità, anche se estremamente
 remota,\footnote{perché ciò avvenga infatti non solo devono coincidere gli
@@ -2431,10 +2437,11 @@ Come esempio di uso di questa connessione abbiamo predisposto una nuova
 versione della funzione \func{sockbind} (vedi fig.~\ref{fig:sockbind_code})
 che consenta l'impostazione di questa opzione. La nuova funzione è
 \func{sockbindopt}, e le principali differenze rispetto alla precedente sono
-illustrate in fig.~\ref{fig:sockbindopt_code} dove si sono riportate le
-sezioni di codice modificate rispetto ad essa. Il codice completo della
-funzione si trova, insieme alle altre funzioni di servizio dei socket,
-all'interno del file \texttt{SockUtils.c} dei sorgenti allegati alla guida.
+illustrate in fig.~\ref{fig:sockbindopt_code}, dove si sono riportate le
+sezioni di codice modificate rispetto alla versione precedente. Il codice
+completo della funzione si trova, insieme alle altre funzioni di servizio dei
+socket, all'interno del file \texttt{SockUtils.c} dei sorgenti allegati alla
+guida.
 
 \begin{figure}[!htb]
   \footnotesize \centering
@@ -2447,12 +2454,12 @@ all'interno del file \texttt{SockUtils.c} dei sorgenti allegati alla guida.
   \label{fig:sockbindopt_code}
 \end{figure}
 
-In realtà tutto quello che si è fatto è stato introdurre (\texttt{\small 1})
-un nuovo argomento intero \param{reuse} nella nuova funzione che conterrà il
+In realtà tutto quello che si è fatto è stato introdurre nella nuova funzione
+(\texttt{\small 1}) un nuovo argomento intero, \param{reuse}, che conterrà il
 valore logico da usare nella successiva chiamata (\texttt{\small 14}) a
-\func{setsockopt}. Si è poi aggiunta la sezione (\texttt{\small 13-17}) che
+\func{setsockopt}. Si è poi aggiunta una sezione (\texttt{\small 13-17}) che
 esegue l'impostazione dell'opzione fra la chiamata a \func{socket} e quella a
-\func{bind}. 
+\func{bind}.
 
 
 A questo punto basterà modificare il  server per utilizzare la nuova
@@ -2545,13 +2552,14 @@ opzione sia specificata per tutti i socket per i quali si vuole eseguire il
 esiste, ma il comportamento di \const{SO\_REUSEADDR} è analogo, sarà cioè
 possibile effettuare un \textit{completely duplicate binding} ed ottenere il
 successo di \func{bind} su un socket legato allo stesso indirizzo e porta solo
-se il primo programma che ha eseguito \func{bind} su di essi ha impostato
+se il programma che ha eseguito per primo \func{bind} su di essi ha impostato
 questa opzione.\footnote{Questa restrizione permette di evitare il cosiddetto
   \textit{port stealing}, in cui un programma, usando \const{SO\_REUSEADDR},
   può collegarsi ad una porta già in uso e ricevere i pacchetti destinati ad
   un altro programma; con questa caratteristica ciò è possibile soltanto se il
   primo programma a consentirlo, avendo usato fin dall'inizio
-  \const{SO\_REUSEADDR}.}
+  \const{SO\_REUSEADDR}.}  
+
 \index{\texttt{SO\_REUSEADDR} (costante)|)}
 
 
@@ -2632,7 +2640,7 @@ Infine l'ultima possibilit
 esegue l'impostazione con questi valori sia \func{close} che \func{shutdown}
 si bloccano, nel frattempo viene eseguita la normale procedura di conclusione
 della connessione (quella di sez.~\ref{sec:TCP_conn_term}) ma entrambe le
-funzioni ritornano fintanto che non si sia concluso il procedimento di
+funzioni non ritornano fintanto che non si sia concluso il procedimento di
 chiusura della connessione, o non sia passato un numero di
 secondi\footnote{questa è l'unità di misura indicata da POSIX ed adottata da
   Linux, altri kernel possono usare unità di misura diverse, oppure usare il
@@ -2716,11 +2724,51 @@ opzioni in tab.~\ref{tab:sock_opt_iplevel}.
   \label{tab:sock_opt_iplevel}
 \end{table}
 
-
 Le descrizioni di tab.~\ref{tab:sock_opt_iplevel} sono estremamente succinte,
 una maggiore quantità di dettagli su queste opzioni è fornito nel seguente
 elenco:
 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.5cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+
+
+\item[\const{IP\_OPTIONS}] l'opzione permette di impostare o leggere le
+  opzioni del protocollo IP (si veda sez.~\ref{sec:IP_options}). L'opzione
+  prende come valore dell'argomento \param{optval} un puntatore ad un buffer
+  dove sono mantenute le opzioni, mentre \param{optlen} indica la dimensione
+  di quest'ultimo. Quando la si usa con \func{setsockopt} 
+
+\item[\const{IP\_PKTINFO}]
+
+\item[\const{IP\_RECVTOS}]
+
+\item[\const{IP\_RECVTTL}]
+
+\item[\const{IP\_RECVOPTS}]
+
+\item[\const{IP\_RETOPTS}]
+
+
+\item[\const{IP\_TOS}]
+
+
+\item[\const{IP\_TTL}]
+
+
+\item[\const{IP\_HDRINCL}]
+
+
+\item[\const{IP\_RECVERR}]
+
+\item[\const{IP\_MTU\_DISCOVER}]
+
+\item[\const{IP\_MTU}]
+
+\item[\const{IP\_ROUTER\_ALERT}]
+
+\item[\const{IP\_MULTICAST\_TTL}]
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 \item[\const{IP\_MULTICAST\_LOOP}] L'opzione consente di decidere se i dati
   che si inviano su un socket usato con il multicast vengano ricevuti anche
   sulla stessa macchina da cui li si stanno inviando.  Prende per
@@ -2732,6 +2780,13 @@ elenco:
   disponibili l'uso di questa opzione permette di disabilitare questo tipo di
   traffico. 
 
+\item[\const{IP\_ADD\_MEMBERSHIP}]
+
+\item[\const{IP\_DROP\_MEMBERSHIP}]
+
+\item[\const{IP\_MULTICAST\_IF}]
+
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 \end{basedescript}