elemtcp.tex

   1 g\chapter{Socket TCP elementari}
   2 \label{cha:elem_TCP_sock}
   3
   4 In questo capitolo inizieremo ad approndire la conoscenza dei socket TCP,
   5 tratteremo qui dunque il funzionamento delle varie funzioni che si sono usate
   6 nei due esempi elementari forniti in precedenza (vedi \ref{sec:net_cli_sample}
   7 e \ref{sec:net_serv_sample}), previa una descrizione delle principali
   8 caratteristiche del funzionamento di una connessione TCP.
   9
  10 La seconda parte del capitolo sar\81à poi dedicata alla scrittura di una prima
  11 semplice applicazione client/server completa, che implementi il servizio
  12 standard \texttt{echo} su TCP.
  13
  14 \section{Il funzionamento di una connessione TCP}
  15 \label{sec:TCPel_connession}
  16
  17 Prima di entrare nei dettagli delle funzioni usate nelle applicazioni che
  18 utilizzano i socket TCP, \81è fondamentale spiegare alcune basi del funzionamento
  19 del TCP, la conoscenza del funzionamento del protocollo \81è infatti essenziale
  20 per capire il modello di programmazione ed il funzionamento delle API.
  21
  22 In particolare ci concentreremo sulle modalit\81à con le quali il protocollo da
  23 inizio e conclude una connessione; faremo anche un breve accenno al
  24 significato di alcuni dei vari stati che il protocollo assume durante la vita
  25 di una connessione, che possono essere osservati per ciascun socket attivo con
  26 l'uso del programma \texttt{netstat}.
  27
  28 \subsection{La creazione della connessione: il \textit{three way handushake}}
  29 \label{sec:TCPel_conn_cre}
  30
  31 Il processo che porta a creare una connessione TCP \81è chiamato \textit{three
  32   way handushake}; la successione tipica degli eventi (la stessa che si
  33 verifica utilizzando il codice dei due precedenti esempi elementari
  34 \ref{fig:net_cli_code} e \ref{fig:net_serv_code}) che porta alla creazione di
  35 una connessione \81è la seguente:
  36
  37 \begin{itemize}
  38 \item Il server deve essere preparato per accettare le connessioni in arrivo;
  39   il procedimento si chiama \textsl{apertura passiva} del socket (in inglese
  40   \textit{passive open}); questo viene fatto chiamando la sequenza di funzioni
  41   \texttt{socket}, \texttt{bind} e \texttt{listen}. Completata l'apertura
  42   passiva il server chiama la funzione \texttt{accept} e il processo si blocca
  43   in attesa di connessioni.
  44
  45 \item Il client richiede l'inizio della connessione usando la funzione
  46   \texttt{connect}, attraverso un procedimento che viene chiamato
  47   \textsl{apertura attiva}, dall'inglese \textit{active open}. La chiamata di
  48   \texttt{connect} blocca il processo e causa l'invio da parte del client di
  49   un segmento \texttt{SYN}\footnote{Si ricordi che il segmento \81è l'unit\81à
  50     elementare di dati trasmessa dal protocollo TCP al livello superiore;
  51     tutti i segmenti hanno un header che contiene le informazioni che servono
  52     allo \textit{stack TCP} (cos\81ì viene di solito chiamata la parte del kernel
  53     che implementa il protocollo) per realizzare la comunicazione, fra questi
  54     dati ci sono una serie di flag usati per gestire la connessione, come
  55     \texttt{SYN}, \texttt{ACK}, \texttt{URG}, \texttt{FIN}, alcuni di essi,
  56     come \texttt{SYN} (che sta per \textit{sincronize}) corrispondono a
  57     funzioni particolari del protocollo e danno il nome al segmento, (per
  58     maggiori dettagli vedere \ref{cha:tcp_protocol})}, in sostanza viene
  59   inviato al server un pacchetto IP che contiene solo gli header IP e TCP (con
  60   il numero di sequenza iniziale e il flag \texttt{SYN}) e le opzioni di TCP.
  61
  62 \item il server deve dare ricevuto (l'\textit{acknowledge}) del \texttt{SYN}
  63   del client, inoltre anche il server deve inviare il suo \texttt{SYN} al
  64   client (e trasmettere il suo numero di sequenza iniziale) questo viene fatto
  65   ritrasmettendo un singolo segmento in cui entrambi i flag \texttt{SYN}
  66   \texttt{ACK} e sono settati.
  67
  68 \item una volta che il client ha ricevuto l'acknowledge dal server la funzione
  69   \texttt{connect} ritorna, l'ultimo passo \81è dare dare il ricevuto del
  70   \texttt{SYN} del server inviando un \texttt{ACK}. Alla ricezione di
  71   quest'ultimo la funzione \texttt{accept} del server ritorna e la connessione
  72   \81è stabilita.
  73 \end{itemize}
  74
  75 Il procedimento viene chiamato \textit{three way handshake} dato che per
  76 realizzarlo devono essere scambiati tre segmenti.  In \nfig\ si \81è
  77 rappresentata graficamente la sequenza di scambio dei segmenti che stabilisce
  78 la connessione.
  79
  80 % Una analogia citata da R. Stevens per la connessione TCP \81è quella con il
  81 % sistema del telefono. La funzione \texttt{socket} pu\81ò essere considerata
  82 % l'equivalente di avere un telefono. La funzione \texttt{bind} \81è analoga al
  83 % dire alle altre persone qual'\81è il proprio numero di telefono perch\81é possano
  84 % chiamare. La funzione \texttt{listen} \81è accendere il campanello del telefono
  85 % per sentire le chiamate in arrivo.  La funzione \texttt{connect} richiede di
  86 % conoscere il numero di chi si vuole chiamare. La funzione \texttt{accept} \81è
  87 % quando si risponde al telefono.
  88
  89 \begin{figure}[htb]
  90   \centering
  91
  92   \caption{Il \textit{three way handshake} del TCP}
  93   \label{fig:TCPel_TWH}
  94 \end{figure}
  95
  96 Si \81è accennato in precedenza ai \textsl{numeri di sequenza} (che sono anche
  97 riportati in \curfig); per gestire una connessione affidabile infatti il
  98 protocollo TCP prevede nell'header la presenza di un numero a 32 bit (chiamato
  99 appunto \textit{sequence number}) che identifica a quale byte nella sequenza
 100 del flusso corrisponde il primo byte della sezione dati contenuta nel
 101 segmento.
 102
 103 Il numero di sequenza di ciascun segmento viene calcolato a partire da un
 104 \textsl{numero di sequenza iniziale} generato in maniera casuale del kernel
 105 all'inizio della connessione e trasmesso con il SYN; l'acknowledgement di
 106 ciascun segmento viene effettuato dall'altro capo della connessione settando
 107 il flag \texttt{ACK} e restituendo nell'apposito campo dell'header un
 108 \textit{acknowledge number}) pari al numero di sequenza che il ricevente si
 109 aspetta di ricevere con il pacchetto successivo; dato che il primo pacchetto
 110 SYN consuma un byte, nel \textit{three way handshake} il numero di acknowledge
 111 \81è sempre pari al numero di sequenza iniziale incrementato di uno; lo stesso
 112 varr\81à anche (vedi \nfig) per l'acknowledgement di un FIN.
 113
 114 \subsection{Le opzioni TCP.}
 115 \label{sec:TCPel_TCP_opt}
 116
 117 Ciascun segmento SYN contiene in genere delle opzioni per il protocollo TCP
 118 (le cosiddette \textit{TCP options}, che vengono inserite fra l'header e i
 119 dati) che servono a comunicare all'altro capo una serie di parametri utili a
 120 regolare la connessione. Normalmente vengono usate le seguenti opzioni:
 121
 122 \begin{itemize}
 123 \item \textit{MSS option} Sta per \textit{maximum segment size}, con questa
 124   opzione ciascun capo della connessione annuncia all'altro il massimo
 125   ammontare di dati che vorrebbe accettare per ciascun segmento nella
 126   connesione corrente. \81È possibile leggere e scrivere questo valore attraverso
 127   l'opzione del socket \texttt{TCP\_MAXSEG}.
 128
 129 \item \textit{window scale option} come spiegato in \ref{cha:tcp_protocol} il
 130   protocollo TCP implementa il controllo di flusso attraverso una
 131   \textsl{finestra annunciata} (\textit{advertized window}) con la quale
 132   ciascun capo della comunicazione dichiara quanto spazio disponibile ha in
 133   memoria per i dati. Questo \81è un numero a 16 bit dell'haeader, che cos\81ì pu\81ò
 134   indicare un massimo di 65535 bytes (anche se linux usa come massimo 32767
 135   per evitare problemi con alcuni stack bacati che usano l'aritmetica con
 136   segno per implementare lo stack TCP); ma alcuni tipi di connessione come
 137   quelle ad alta velocit\81à (sopra i 45Mbits/sec) e quelle che hanno grandi
 138   ritardi nel cammino dei pacchetti (come i satelliti) richiedono una finestra
 139   pi\81ù grande per poter ottenere il massimo dalla trasmissione, per questo
 140   esiste questa opzione che indica un fattore di scala da applicare al valore
 141   della finestra annunciata\footnote{essendo una nuova opzione per garantire
 142     la compatibilit\81à con delle vecchie implementazioni del protocollo la
 143     procedura che la attiva prevede come negoziazione che l'altro capo della
 144     connessione riconosca esplicitamente l'opzione inserendola anche lui nel
 145     suo SYN di risposta dell'apertura della connessione} per la connessione
 146   corrente (espresso come numero di bit cui shiftare a sinistra il valore
 147   della finestra annunciata inserito nel pacchetto).
 148
 149 \item \textit{timestamp option} \81è anche questa una nuova opzione necessaria
 150   per le connessioni ad alta velocit\81à per evitare possibili corruzioni di dati
 151   dovute a pacchetti perduti che riappaiono; anche questa viene negoziata come
 152   la precedente.
 153
 154 \end{itemize}
 155
 156 La MSS \81è generalmente supportata da quasi tutte le implementazioni del
 157 protocollo, le ultime due opzioni (trattate nell'RFC 1323) sono meno comuni;
 158 vengono anche dette \textit{long fat pipe options} dato che questo \81è il nome
 159 che viene dato alle connessioni caratterizzate da alta velocit\81à o da ritardi
 160 elevati. In ogni caso linux supporta pienamente entrambe le opzioni.
 161
 162 \subsection{La terminazione della connessione}
 163 \label{sec:TCPel_conn_term}
 164
 165 Mentre per creare una connessione occorre un interscambio di tre segmenti, la
 166 procedura di chiusura ne richede quattro; ancora una volta si pu\81ò fare
 167 riferimento al codice degli esempi \ref{fig:net_cli_code} e
 168 \ref{fig:net_serv_code}, in questo caso la successione degli eventi \81è la
 169 seguente:
 170
 171 \begin{enumerate}
 172 \item Un processo ad uno dei due capi chiama la funzione \texttt{close}, dando
 173   l'avvio a quella che viene chiamata \textsl{chiusura attiva} (da
 174   \textit{active close}). Questo comporta l'emissione di un segmento FIN, che
 175   significa che si \81è finito con l'invio dei dati sulla connessione.
 176
 177 \item L'altro capo della connessione riceve il FIN ed esegue la
 178   \textit{chiusura passiva} (da \textit{passive close}); al FIN, come per
 179   tutti i pacchetti, viene risposto con un ACK. Inoltre il ricevimento del FIN
 180   viene passato al processo che ha aperto il socket come un end of file sulla
 181   lettura (dopo che ogni altro eventuale dato rimasto in coda \81è stato
 182   ricevuto), dato che il ricevimento di un FIN significa che non si
 183   riceveranno altri dati sulla connessione.
 184
 185 \item Dopo un certo tempo anche il secondo processo chiamer\81à la funzione
 186   \texttt{close} sul proprio socket, causando l'emissione di un altro segmento
 187   FIN.
 188
 189 \item L'altro capo della connessione ricever\81à il FIN conclusivo e risponder\81à
 190   con un ACK.
 191 \end{enumerate}
 192
 193
 194 Dato che in questo caso sono richiesti un FIN ed un ACK per ciascuna direzione
 195 normalmente i segmenti scambiati sono quattro; normalmente giacch\81é in alcune
 196 sitazioni il FIN del passo 1) \81è inviato insieme a dei dati. Comunque non \81è
 197 detto, anche se \81è possibile, che i segmenti inviati nei passi 2 e 3, siano
 198 accorpati in un singolo segmento. In \nfig\ si \81è rappresentato graficamente lo
 199 sequenza di scambio dei segmenti che stabilisce la connessione.
 200
 201 \begin{figure}[htb]
 202   \centering
 203
 204   \caption{Il \textit{three way handshake} del TCP}
 205   \label{fig:TCPel_TWH}
 206 \end{figure}
 207
 208 Come per il SYN anche il FIN occupa un byte nel numero di sequenza, per cui
 209 l'ACK riporter\81à un \textit{acknowledge number} incrementato di uno.
 210
 211 Si noti che nella sequenza di chiusura fra i passi 2 e 3 \81è in teoria possibile
 212 che si mantenga un flusso di dati dal capo della connessione che sta eseguendo
 213 la chiusura passiva a quello che sta eseguendo la chiusura attiva. Nella
 214 sequenza indicata i dati verrebbero persi, dato che si \81è chiuso il socket, ma
 215 esistono situazione in cui si vuole che avvenga proprio questo, che \81è chiamato
 216 \textit{half-close}, per cui torneremo su questo aspetto e su come utilizzarlo
 217 pi\81ù avanti, quando parleremo della funzione \texttt{shutdown}.
 218
 219 La emissione del FIN avviene quando il socket viene chiuso, questo per\81ò non
 220 avviene solo per la chiamata della funzione \texttt{close} (come in
 221 \ref{fig:net_serv_code}), ma anche alla terminazione di un processo (come in
 222 \ref{fig:net_cli_code}). Questo vuol dire ad esempio che se un processo viene
 223 terminato da un segnale tutte le connessioni aperte verranno chiuse.
 224
 225 Infine \81è da sottolineare che, bench\81é nella figura (e nell'esempio che vedremo
 226 in \ref{sec:TCPel_echo_example}) sia il client ad eseguire la chiusura attiva,
 227 nella realt\81à questa pu\81ò essere eseguita da uno qualunque dei due capi della
 228 comunicazione (come in fatto in precedenza da \ref{fig:net_serv_code}), e
 229 bench\81é quello del client sia il caso pi\81ù comune ci sono alcuni servizi, il
 230 principale dei quali \81è l'HTTP, per i quali \81è il server ad effettuare la
 231 chiusura attiva.
 232
 233 \subsection{Un esempio di connessione}
 234 \label{sec:TCPel_conn_dia}
 235
 236 Le operazioni del TCP nella creazione e conclusione di una connessione sono
 237 specificate attraverso il diagramma di transizione degli stati riportato in
 238 \nfig. TCP prevede l'esistenza di 11 diversi stati per un socket ed un insieme
 239 di regole per le transizioni da uno stato all'altro basate sullo stato
 240 corrente e sul tipo di segmento ricevuto; i nomi degli stati sono gli stessi
 241 che vengono riportati del comando \texttt{netstat} nel campo \textit{State}.
 242
 243 Una descrizione completa del funzionamento del protocollo va al di l\81à degli
 244 obiettivi di questo libro; un approfondimento sugli aspetti principali si
 245 trova in \ref{cha:tcp_protocol}, ma per una trattazione esauriente il miglior
 246 riferimento resta (FIXME citare lo Stevens); qui ci limiteremo a descrivere
 247 brevemente un semplice esempio di connessione e le transizioni che avvengono
 248 nei due casi appena citati (creazione e terminazione della connessione).
 249
 250 In assenza di connessione lo stato del TCP \81è \textsl{CLOSED}; quando una
 251 applicazione esegue una apertura attiva il TCP emette un SYN e lo stato
 252 diventa \textsl{SYN\_SENT}; quando il TCP riceve la risposta del SYN$+$ACK
 253 emette un ACK e passa allo stato \textsl{ESTABLISHED}; questo \81è lo stato
 254 finale in cui avviene la gran parte del trasferimento dei dati.
 255
 256 Dal lato server in genere invece il passaggio che si opera con l'apertura
 257 passiva \81è quello di portare il socket dallo stato \textsl{CLOSED} allo
 258 stato \textsl{LISTEN} in cui vengono accettate le connessioni.
 259
 260 Dallo stato \textsl{ESTABLISHED} si pu\81ò uscire in due modi; se un'applicazione
 261 chiama la \texttt{close} prima di aver ricevuto un end of file (chiusura
 262 attiva) la transizione \81è verso lo stato \textsl{FIN\_WAIT\_1}; se invece
 263 l'applicazione riceve un FIN nello stato \textsl{ESTABLISHED} (chiusura
 264 passiva) la transizione \81è verso lo stato \textsl{CLOSE\_WAIT}.
 265
 266 In \nfig\ \81è riportato lo schema dello scambio dei pacchetti che avviene per
 267 una un esempio di connessione, insieme ai vari stati che il protocollo viene
 268 ad assumere per i due lati, server e client.
 269
 270 \begin{figure}[htb]
 271   \centering
 272
 273   \caption{Schema dello scambio di pacchetti per un esempio di connessione}
 274   \label{fig:TPCel_conn_example}
 275 \end{figure}
 276
 277 La connessione viene iniziata dal client che annuncia un MSS di 1460 (un
 278 valore tipico per IPv4 su ethernet) con linux, il server risponde con lo
 279 stesso valore (ma potrebbe essere anche un valore diverso).
 280
 281 Una volta che la connessione \81è stabilita il client scrive al server una
 282 richiesta (che assumiamo stare in un singolo segmento, cio\81è essere minore dei
 283 1460 bytes annunciati dal server), quest'ultimo riceve la richiesta e
 284 restituisce una risposta (che di nuovo supponiamo stare in un singolo
 285 segmento). Si noti che l'acknowledge della richiesta \81è mandato insieme alla
 286 risposta, questo viene chiamato \textit{piggybacking} ed avviene tutte le
 287 volte che che il server \81è sufficientemente veloce a costruire la risposta, in
 288 caso contrario si avrebbe prima l'emissione di un ACK e poi l'invio della
 289 risposta.
 290
 291 Infine si ha lo scambio dei quattro segmenti che terminano la connessione
 292 secondo quanto visto in \ref{sec:TCPel_conn_term}; si noti che il capo della
 293 connessione che esegue la chiusura attiva entra nello stato
 294 \textsl{TIME\_WAIT} su cui torneremo fra poco.
 295
 296 \81È da notare come per effettuare uno scambio di due pacchetti (uno di richiesta
 297 e uno di risposta) il TCP necessiti di ulteriori otto segmenti, se invece si
 298 fosse usato UDP sarebbero stati sufficienti due soli pacchetti. Questo \81è il
 299 costo che occorre pagare per avere l'affidabilit\81à garantita dal TCP, se si
 300 fosse usato UDP si sarebbe dovuto trasferire la gestione di tutta una serie di
 301 dettagli (come la verifica della ricezione dei pacchetti) dal livello del
 302 trasporto all'interno dell'applicazione.
 303
 304 Quello che \81è bene sempre tenere presente \81è allora quali sono le esigenze che
 305 si hanno in una applicazione di rete, perch\81é non \81è detto che TCP sia la
 306 miglior scelta in tutti i casi (ad esempio se si devono solo scambiare dati
 307 gi\81à organizzati in piccoli pacchetti l'overhead aggiunto pu\81ò essere eccessivo)
 308 per questo esistono applicazioni che usano UDP e lo fanno perch\81é nel caso
 309 specifico le sue caratteristiche di velocit\81à e compattezza nello scambio dei
 310 dati rispondono meglio alle esigenze che devono essere affrontate.
 311
 312 \subsection{Lo stato \texttt{TIME\_WAIT}}
 313 \label{sec:TCPel_time_wait}
 314
 315 Come riportato da Stevens (FIXME citare) lo stato \texttt{TIME\_WAIT} \81è
 316 probabilmente uno degli aspetti meno compresi del protocollo TCP, \81è infatti
 317 comune trovare nei newsgroup domande su come sia possibile evitare che
 318 un'applicazione resti in questo stato lasciando attiva una connessione ormai
 319 conclusa; la risposta \81è che non deve essere fatto, ed il motivo cercheremo di
 320 spiegarlo adesso.
 321
 322 Come si \81è visto nell'esempio precedente (vedi \curfig) \texttt{TIME\_WAIT} \81è
 323 lo stato finale in cui il capo di una connessione che esegue la chiusura
 324 attiva resta prima di passare alla chiusura definitiva della connessione. Il
 325 tempo in cui l'applicazione resta in questo stato deve essere due volte la MSL
 326 (\textit{Maximum Segment Lifetime}).
 327
 328 La MSL \81è la stima del massimo periodo di tempo che un pacchetto IP pu\81ò vivere
 329 sulla rete; questo tempo \81è limitato perch\81é ogni pacchetto IP pu\81ò essere
 330 ritrasmesso dai router un numero massimo di volte (detto \textit{hop limit}).
 331 Il numero di ritrasmissioni consentito \81è indicato dal campo TTL dell'header di
 332 IP (per maggiori dettagli vedi \ref{sec:appA_xxx}), e viene decrementato ad
 333 ogni passaggio da un router; quando si annulla il pacchetto viene scartato.
 334 Siccome il numero \81è ad 8 bit il numero massimo di ``salti'' \81è di 255, pertanto
 335 anche se il TTL (da \textit{time to live}) non \81è propriamente un limite sul
 336 tempo di vita, si stima che un pacchetto IP non possa restare nella rete per
 337 pi\81ù di MSL secondi.
 338
 339 Ogni implementazione del TCP deve scegliere un valore per la MSL (l'RFC1122
 340 raccomanda 2 minuti, linux usa 30 secondi), questo comporta una durata dello
 341 stato \textsl{TIME\_WAIT} che a seconda delle implementazioni pu\81ò variare fra
 342 1 a 4 minuti.
 343
 344 Lo stato \texttt{TIME\_WAIT} viene utilizzato dal protocollo per due motivi
 345 principali:
 346 \begin{itemize}
 347 \item implementare in maniera affidabile la terminazione della connessione
 348   in entrambe le direzioni.
 349 \item consentire l'eliminazione dei segmenti duplicati dalla rete.
 350 \end{itemize}
 351
 352 Il punto \81è che entrambe le ragioni sono importanti, anche se spesso si fa
 353 riferimento solo alla prima; ma \81è solo se si tiene conto della seconda che si
 354 capisce il perch\81é della scelta di un tempo pari al doppio della MSL come
 355 durata di questo stato.
 356
 357 Il primo dei due motivi precedenti si pu\81ò capire tornando a \curfig: assumendo
 358 che l'ultimo ACK della sequenza (quello del capo che ha eseguito la chiusura
 359 attiva) vanga perso, chi esegue la chiusura passiva non ricevndo risposta
 360 rimander\81à un ulteriore FIN, per questo motivo chi esegue la chiusura attiva
 361 deve mantenere lo stato della connessione per essere in grado di reinviare
 362 l'ACK e chiuderla correttamente. Se non fosse cos\81ì la risposta sarebbe un RST
 363 (un altro tipo si segmento) che verrebbe interpretato come un errore.
 364
 365 Se il TCP deve poter chiudere in maniera pulita entrambe le direzioni della
 366 connessione allora deve essere in grado di affrontare la perdita di uno
 367 qualunque dei quattro segmenti che costituiscono la chiusura. Per questo
 368 motivo lo stato \texttt{TIME\_WAIT} deve essere mantenuto anche dopo l'invio
 369 dell'ultimo ACK per poter essere in grado di poterne gestire l'eventuale
 370 ritrasmissione in caso di perdita.
 371
 372
 373 Il secondo motivo \81è pi\81ù complesso da capire, e necessita di spiegare meglio
 374 gli scenari in cui accade che i pacchetti si possono perdere nella rete o
 375 restare intrappolati, per poi riemergere.
 376
 377 Il caso pi\81ù comune in cui questo avviene \81è quello di anomalie
 378 nell'instradamento; pu\81ò accadere cio\81è che un router smetta di funzionare o che
 379 una connessione fra due router si interrompa. In questo caso i protocolli di
 380 instradamento dei pacchetti possono impiegare diverso temo (anche dell'ordine
 381 dei minuti) prima di trovare e stabilire un percorso alternativo per i
 382 pacchetti. Nel frattempo possono accadere casi in cui un router manda i
 383 pacchetti verso un'altro e quest'ultimo li rispedisce indietro, o li manda ad
 384 un terzo router che li rispedisce al primo, si creano cio\81è dei circoli (i
 385 cosiddetti \textit{routing loop}) in cui restano intrappolati i pacchetti.
 386
 387 Se uno di questi pacchetti intrappolati \81è un segmento di TCP chi l'ha inviato,
 388 non ricevendo risposta, provveder\81à alla ritrasmissione e se nel frattempo sar\81à
 389 stata stabilita una strada alternativa il pacchetto ritrasmesso giunger\81à a
 390 destinazione. Ma se dopo un po' di tempo (che non supera il limite dell'MSL)
 391 l'anomalia viene a cessare il circolo di instadamento viene spezzato i
 392 pacchetti intrappolati potranno essere inviati alla destinazione finale, con
 393 la conseguenza di avere dei pacchetti duplicati; questo \81è un caso che il TCP
 394 deve essere in grado di gestire.
 395
 396 Allora per capire la seconda ragione per l'esistenza dello stato
 397 \texttt{TIME\_WAIT} si consideri il caso seguente: si supponga di avere una
 398 connessione fra l'IP 195.110.112.236 porta 1550 e l'IP 192.84.145.100 porta
 399 22, che questa venga chiusa e che poco dopo si ristabilisca la stessa
 400 connessione fra gli stessi IP sulle stesse porte (quella che viene detta,
 401 essendo gli stessi porte e numeri IP, una nuova \textsl{incarnazione} della
 402 connessione precedente); in questo caso ci si potrebbe trovare con dei
 403 pacchetti duplicati relativi alla precedente connessione che riappaiono nella
 404 nuova.
 405
 406 Ma fintanto che il socket non \81è chiuso una nuova incarnazione non pu\81ò essere
 407 creata, per questo un socket TCP resta sempre nello stato \texttt{TIME\_WAIT}
 408 per un periodo di 2MSL, in modo da attendere MSL secondi per essere sicuri che
 409 tutti i pacchetti duplicati in arrivo siano stati ricevuti (e scartati) o che
 410 nel frattempo siano stati eliminati dalla rete, e altri MSL secondi per essere
 411 sicuri che lo stesso avvenga le risposte nella direzione opposta.
 412
 413 In questo modo il TCP si assicura che quando una viene creata una nuova
 414 connessione tutti gli eventuali segmenti residui di una precedente connessione
 415 che possono causare disturbi sono stati eliminati dalla rete.
 416
 417
 418 \subsection{I numeri di porta}
 419 \label{sec:TCPel_port_num}
 420
 421 In un ambiente multitasking in un dato momento pi\81ù processi possono dover
 422 usare sia UDP che TCP, e ci devono poter essere pi\81ù connessioni in
 423 contemporanea. Per poter tenere distinte le diverse connessioni entrambi i
 424 protocolli usano i \textsl{numeri di porta}, che fanno parte, come si pu\81ò
 425 vedere in \ref{sec:sock_sa_ipv4} e \ref{sec:sock_sa_ipv6} pure delle strutture
 426 degli indirizzi del socket.
 427
 428 Quando un client contatta un server deve poter identificare con quale dei vari
 429 possibili server attivi intende parlare. Sia TCP che UDP definiscono un gruppo
 430 di \textsl{porte conosciute} (le cosiddette \textit{well-known port}) che
 431 identificano una serie di servizi noti (ad esempio la porta 22 identifica il
 432 servizio \texttt{ssh}) effettuati da appositi server che rispondono alle
 433 connessioni verso tali porte.
 434
 435 D'altra parte un client non ha necessit\81à di usare un numero di porta
 436 specifico, per cui in genere vengono usate le cosiddette \textsl{porte
 437   effimere} (o \textit{ephemeral ports}) cio\81è porte a cui non \81è assegnato
 438 nessun servizio noto e che vengono assegnate automaticamente dal kernel alla
 439 creazione della connessione. Queste sono dette effimere in quanto vengono
 440 usate solo per la durata della connessione, e l'unico requisito che deve
 441 essere soddisfatto \81è che ognuna di esse sia assegnata in maniera univoca.
 442
 443 La lista delle porte conosciute \81è definita dall'RFC1700 che contiene l'elenco
 444 delle porte assegnate dalla IANA (\textit{Internet Assigned Number Authority})
 445 ma l'elenco viene costantemente aggiornato e pubblicato all'indirizzo
 446 \texttt{ftp://ftp.isi.edu/in-notes/iana/assignements/port-numbers}, inoltre il
 447 file \texttt{/etc/services} contiene un analogo elenco, con la corrispondenza
 448 fra i numeri di porta ed il nome simbolico del servizio. I numeri sono divisi
 449 in tre intervalli:
 450
 451 \begin{enumerate}
 452 \item \textsl{le porte conosciute}. I numeri da 0 a 1023. Queste sono
 453   controllate e assegnate dalla IANA. Se \81è possibile la stessa porta \81è
 454   assegnata allo stesso servizio sia su UDP che su TCP (ad esempio la porta 22
 455   \81è assegnata a ssh su entrambi i protocolli, anche se viene usata solo dal
 456   TCP).
 457
 458 \item \textsl{le porte registrate}. I numeri da 1024 a 49151. Queste porte non
 459   sono controllate dalla IANA, che per\81ò registra ed elenca chi usa queste
 460   porte come servizio agli utenti. Come per le precedenti si assegna una porta
 461   ad un servizio sia per TCP che UDP anche se poi il servizio \81è implementato
 462   solo su TCP. Ad esempio X Window usa le porte TCP e UDP dal 6000 al 6063
 463   anche se il protocollo \81è implementato solo tramite TCP.
 464
 465 \item \textsl{le porte private} o \textsl{dinamiche}. I numeri da 49152 a
 466   65535. La IANA non dice nulla riguardo a queste porte che pertanto
 467   sono i candidati naturali ad essere usate come porte effimere.
 468 \end{enumerate}
 469
 470 In realt\81à rispetto a quanto indicato nell'RFC1700 i vari sistemi hanno fatto
 471 scelte diverse per le porte effimere, in particolare in \nfig\ sono riportate
 472 quelle di BSD, Solaris e linux. Nel caso di linux poi la scelta fra i due
 473 intervali possibili viene fatta dinamicamente a seconda della memoria a
 474 disposizione del kernel per gestire le rative tabelle.
 475
 476 \begin{figure}[!htb]
 477   \centering
 478
 479   \caption{Allocazione dei numeri di porta}
 480   \label{fig:TCPel_port_alloc}
 481 \end{figure}
 482
 483 I sistemi unix hanno inoltre il concetto di \textsl{porte riservate} (che
 484 corrispondono alle porte con numero minore di 1024 e coincidono quindi con le
 485 porte conosciute). La loro caratteristica \81è che possono essere assegnate a un
 486 socket solo da un processo con i privilegi di root, per far si che solo
 487 l'amministratore possa allocare queste porte per far partire relativi servizi.
 488
 489 Si tenga conto poi che ci sono alcuni client (in particolare \texttt{rsh} e
 490 \texttt{rlogin}) che richiedono una connessione su una porta riservata anche
 491 dal lato client come parte dell'autenticazione. Questo viene fatto tramite la
 492 funzione \texttt{rresvport} assegnando al socket una porta libera
 493 nell'intervallo fra 512 e 1023.
 494
 495 Data una connessione TCP si suole chiamare \textit{socket pair} la
 496 combinazione dei quattro numeri che definiscono i due capi della connessione e
 497 cio\81è l'indirizzo IP locale e la porta TCP locale, e l'indirizzo IP remoto e la
 498 porta TCP remota; questa combinazione, che scriveremo usando una notazione del
 499 tipo $(195.110.112.152:22, 192.84.146.100:20100)$, identifica univocamente una
 500 connessione su internet. Questo concetto viene di solito esteso anche a UDP,
 501 bench\81é in questo caso non abbia senso parlare di connessione. L'utilizzo del
 502 programma \texttt{netstat} permette di visualizzare queste informazioni nei
 503 campi \textit{Local Address} e \textit{Foreing Address}.
 504
 505
 506 \subsection{Le porte ed il modello client/server}
 507 \label{sec:TCPel_port_cliserv}
 508
 509 Per capire meglio l'uso delle porte e come vengono utilizzate quando si ha a
 510 che fare con un'applicazione client/server (come quella che scriveremo in
 511 \ref{sec:TCPel_echo_example}) esaminaremo cosa accade con le connessioni nel
 512 caso di un server TCP che deve gestire connessioni multiple.
 513
 514 Se esguiamo un \texttt{netstat} su una macchina di prova (che supponiamo avere
 515 indirizzo 195.110.112.152) potremo avere un risultato del tipo:
 516 \begin{verbatim}
 517 Active Internet connections (servers and established)
 518 Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State
 519 tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN
 520 tcp        0      0 0.0.0.0:25              0.0.0.0:*               LISTEN
 521 tcp        0      0 127.0.0.1:53            0.0.0.0:*               LISTEN
 522 \end{verbatim}
 523 essendo presenti e attivi un server ssh, un server di posta e un DNS per il
 524 caching locale.
 525
 526 Questo ci mostra ad esempio che il server ssh ha compiuto un'apertura passiva
 527 mettendosi in ascolto sulla porta 22 riservata a questo servizio e che si \81è
 528 posto in ascolto per connessioni provenienti da uno qualunque degli indirizzi
 529 associati alle interfaccie locali; la notazione 0.0.0.0 usata da netstat \81è
 530 equivalente all'asterisco utilizzato per il numero di porta ed indica il
 531 valore generico, e corrisponde al valore \texttt{INADDR\_ANY} definito in
 532 \texttt{arpa/inet.h}.
 533
 534 Inoltre la porta e l'indirizzo di ogni eventuale connessione esterna non sono
 535 specificati; in questo caso la \textit{socket pair} associata al socket pu\81ò
 536 essere indicata come $(*:22, *.*)$, usando l'asterisco anche per gli indirizzi
 537 come carattere di \textit{wildchard}.
 538
 539 In genere avendo le macchine associato un solo IP ci si pu\81ò chiedere che senso
 540 abbia l'utilizzo dell'indirizzo generico per l'indirizzo locale, ma esistono
 541 anche macchine che hanno pi\81ù di un indirizzo IP (il cosiddetto
 542 \textit{miltihoming}) in questo modo si possono accettare connessioni
 543 indirizzate verso uno qualunque di essi. Ma come si pu\81ò vedere nell'esempio
 544 con il DNS in ascolto sulla porta 53 \81è anche possibile restringere l'accesso
 545 solo alle connessioni che provengono da uno specifico indirizzo, cosa che nel
 546 caso \81è fatta accettando solo connessioni che arrivino sull'interfaccia di
 547 loopback.
 548
 549 Una volta che ci si vorr\81à collegare a questa macchina da un'altra posta
 550 all'indirizzo 192.84.146.100 si potr\81à lanciare un client \texttt{ssh} per
 551 creare una connessione verso la precedente, e il kernel associer\81à al suddetto
 552 una porta effimera che per esempio potr\81à essere la 21100, la connessione
 553 allora sar\81à espressa dalla socket pair $(192.84.146.100:21100,
 554 195.110.112.152.22)$.
 555
 556 Alla ricezione della richiesta dal client il server creer\81à un processo figlio
 557 per gestire la connessione, se a questo punto eseguiamo nuovamente il
 558 programma netstat otterremo come risultato:
 559 \begin{verbatim}
 560 Active Internet connections (servers and established)
 561 Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State
 562 tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN
 563 tcp        0      0 0.0.0.0:25              0.0.0.0:*               LISTEN
 564 tcp        0      0 127.0.0.1:53            0.0.0.0:*               LISTEN
 565 tcp        0      0 195.110.112.152:22      192.84.146.100:21100    ESTABLISHED
 566 \end{verbatim}
 567
 568 Come si pu\81ò notare il server \81è ancora in ascolto sulla porta 22, per\81ò adesso
 569 c'\81è un nuovo socket (con lo stato \texttt{ESTABLISHED}) che anch'esso utilizza
 570 la porta 22, ed ha specificato l'indirizzo locale, questo \81è il socket con cui
 571 il processo figlio gestisce la connessione mentre il padre resta in ascolto
 572 sul socket originale.
 573
 574 Se a questo punto lanciamo un'altra volta il client ssh per una seconda
 575 conessione quello che otterremo usando netstat sar\81à qualcosa del genere:
 576 \begin{verbatim}
 577 Active Internet connections (servers and established)
 578 Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State
 579 tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN
 580 tcp        0      0 0.0.0.0:25              0.0.0.0:*               LISTEN
 581 tcp        0      0 127.0.0.1:53            0.0.0.0:*               LISTEN
 582 tcp        0      0 195.110.112.152:22      192.84.146.100:21100    ESTABLISHED
 583 tcp        0      0 195.110.112.152:22      192.84.146.100:21101    ESTABLISHED
 584 \end{verbatim}
 585 cio\81è il client effettuer\81à la connessione usando un'altra porta effimera, con
 586 questa sar\81à aperta la connessione, ed il server creer\81à un'altro processo
 587 figlio sar\81à creato per gestirla.
 588
 589 Tutto ci\81ò mostra come TCP, per poter gestire le connessioni con un server
 590 concorrente, non pu\81ò suddividere i pacchetti solo sulla base della porta di
 591 destinazione, ma deve usare tutta l'informazione contenuta nella socket pair,
 592 compresa la porta dell'indirizzo remoto.  E se andassimo a vedere quali sono i
 593 processi a cui fanno riferimento i vari socket vedremmo che i pacchetti che
 594 arrivano dalla porta remota 21100 vanno al primo figlio e quelli che arrivano
 595 alla porta 21101 al secondo.
 596
 597
 598 \section{Le funzioni dei socket TCP}
 599 \label{sec:TCPel_functions}
 600
 601 In questa sezione descriveremo in dettaglio le varie funzioni necessarie per
 602 l'uso dei socket TCP gi\81à citate in precedenza (e utilizzate nei due esempi
 603 \ref{sec:net_cli_sample} e \ref{sec:net_serv_sample}) con l'eccezione della
 604 funzione \texttt{socket} che \81è gi\81à stata esaminata in dettaglio in
 605 \ref{sec:sock_socket}.
 606
 607 In \nfig\ abbiamo un tipico schema di funzionamento di un'applicazione
 608 client-server che usa i socket TCP: prima il server viene avviato ed in
 609 seguito il client si connette, in questo caso, a differenza di quanto accadeva
 610 con gli esempi elementari del Cap.~\ref{cha:network} si assume che sia il
 611 client ad effettuare delle richieste a cui il server risponde, il client
 612 notifica poi di avere concluso inviando un end-of-file a cui il server
 613 risponder\81à anche lui chiudendo la connessione per aspettarne una nuova.
 614
 615 \begin{figure}[!htb]
 616   \centering
 617
 618   \caption{Struttura delle funzioni dei socket per una semplice applicazione
 619     client/server su TCP.}
 620   \label{fig:TCPel_cliserv_func}
 621 \end{figure}
 622
 623 Useremo questo schema per l'esempio di implementazione del servizio
 624 \texttt{echo} che illustreremo in \ref{sec:TCPel_echo_example}.
 625
 626
 627 \subsection{La funzione \texttt{bind}}
 628 \label{sec:TCPel_func_bind}
 629
 630
 631 La funzione \texttt{bind} assegna un indirizzo locale ad un socket, \81è usata
 632 cio\81è per specificare la prima parte dalla socket pair. Viene usata sul lato
 633 server per specificare la porta (e gli eventuali indirizzi locali) su cui poi
 634 ci si porr\81à in ascolto.
 635
 636 Il prototipo della funzione, definito in \texttt{sys/socket.h}, \81è il seguente:
 637
 638 \begin{itemize}
 639 \item \texttt{int bind(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr,
 640     socklen_t addrlen) }
 641
 642   Il primo argomento \81è un file descriptor ottenuto da una precedente chiamata
 643   a \texttt{socket}, mentre il secondo e terzo argomento sono rispettivamente
 644   l'indirizzo (locale) del socket e la dimensione della struttura che lo
 645   contiene, secondo quanto gi\81à trattato in \ref{sec:sock_sockaddr}.
 646
 647   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, in caso
 648   di errore. La variabile \texttt{errno} viene settata secondo i seguenti
 649   codici di errore:
 650
 651   \begin{itemize}
 652   \item \texttt{EBADF} Il file descriptor non \81è valido.
 653   \item \texttt{EINVAL} Il socket ha gi\81à un indirizzo assegnato.
 654   \item \texttt{ENOTSOCK} Il file descriptor non \81è associato ad un socket.
 655   \item \texttt{EACCESS} Si \81è cercato di usare un indirizzo riservato senza
 656     essere root.
 657   \end{itemize}
 658
 659 \end{itemize}
 660
 661 Con il TCP la chiamata \texttt{bind} permette di specificare l'indirizzo, la
 662 porta, entrambi o nessuno dei due. In genere i server utilizzano una porta
 663 nota che assegnano all'avvio, se questo non viene fatto \81è il kernel a
 664 scegliere una porta effimera quando vengono eseguite la funzioni
 665 \texttt{connect} o \texttt{listen}, ma se questo \81è normale per il client non
 666 lo \81è per il server\footnote{un'eccezione a tutto ci\81ò i server che usano RPC.
 667   In questo caso viene fatta assegnare dal kernel una porta effimera che poi
 668   viene registrata presso il \textit{portmapper}; quest'ultimo \81è un altro
 669   demone che deve essere contattato dai client per ottenere la porta effimera
 670   su cui si trova il server} che in genere viene identificato dalla porta su
 671 cui risponde.
 672
 673 Con \texttt{bind} si pu\81ò assegnare un IP specifico ad un socket, purch\81é questo
 674 appartenga ad una interfaccia della macchina.  Per un client TCP questo
 675 diventer\81à l'indirizzo sorgente usato per i tutti i pacchetti inviati sul
 676 socket, mentre per un server TCP questo restringer\81à l'accesso al socket solo
 677 alle connessioni che arrivano verso tale indirizzo.
 678
 679 Normalmente un client non specifica mai un indirizzo ad un suo socket, ed il
 680 kernel sceglie l'indirizzo di orgine quando viene effettuata la connessione
 681 sulla base dell'interfaccia usata per trasmettere i pacchetti, (che dipende
 682 dalle regole di instradamento usate per raggiungere il server).
 683 Se un server non specifica il suo indirizzo locale il kernel user\81à come
 684 indirizzo di origine l'indirizzo di destinazione specificato dal SYN del
 685 client.
 686
 687 Per specificare un indirizzo generico con IPv4 si usa il valore
 688 \texttt{INADDR\_ANY}, il cui valore, come visto anche negli esempi precedenti
 689 \81è pari a zero, nell'esempio \ref{fig:net_serv_sample} si \81è usata
 690 un'assegnazione immediata del tipo:
 691 \begin{verbatim}
 692    serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   /* connect from anywhere */
 693 \end{verbatim}
 694
 695 Si noti che si \81è usato \texttt{htonl} per assegnare il valore
 696 \texttt{INADDR\_ANY}; bench\81é essendo questo pari a zero il riordinamento sia
 697 inutile; ma dato che tutte le constanti \texttt{INADDR\_} sono definite
 698 secondo l'ordinamento della macchina \81è buona norma usare sempre la funzione
 699 \texttt{htonl}.
 700
 701 L'esempio precedete funziona con IPv4 dato che l'indirizzo \81è rappresentabile
 702 anche con un intero a 32 bit; non si pu\81ò usare lo stesso metodo con IPv6,
 703 in cui l'indirizzo \81è specificato come struttura, perch\81é il linguaggio C non
 704 consente l'uso di una struttura costante come operando a destra in una
 705 assegnazione.  Per questo nell'header \texttt{netinet/in.h} \81è definita una
 706 variabile \texttt{in6addr\_any} (dichiarata come \texttt{extern}, ed
 707 inizializzata dal sistema al valore \texttt{IN6ADRR\_ANY\_INIT}) che permette
 708 di effettuare una assegnazione del tipo:
 709 \begin{verbatim}
 710    serv_add.sin6_addr = in6addr_any;   /* connect from anywhere */
 711 \end{verbatim}
 712
 713
 714 \subsection{La funzione \texttt{connect}}
 715 \label{sec:TCPel_func_connect}
 716
 717 La funzione \texttt{connect} \81è usata da un client TCP per stabilire la
 718 connessione con un server TCP, il prototipo della funzione, definito in
 719 \texttt{sys/socket.h}, \81è il seguente:
 720
 721 \begin{itemize}
 722 \item \texttt{int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr,
 723     socklen_t addrlen) }
 724
 725   Il primo argomento \81è un file descriptor ottenuto da una precedente chiamata
 726   a \texttt{socket}, mentre il secondo e terzo argomento sono rispettivamente
 727   l'indirizzo e la dimensione della struttura che contiene l'indirizzo del
 728   socket, gi\81à descritta in \ref{sec:sock_sockaddr}.
 729
 730   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, in caso
 731   di errore. La variabile \texttt{errno} viene settata secondo i seguenti
 732   codici di errore:
 733   \begin{itemize}
 734   \item \texttt{EBADF} Il file descriptor non \81è valido.
 735   \item \texttt{EFAULT} L'indirizzo della struttura di indirizzi \81è al di fuori
 736     dello spazio di indirizzi dell'utente.
 737   \item \texttt{ENOTSOCK} Il file descriptor non \81è associato ad un socket.
 738   \item \texttt{EISCONN} Il socket \81è gi\81à connesso.
 739   \item \texttt{ECONNREFUSED} Non c'\81è nessuno in ascolto sull'indirizzo remoto.
 740   \item \texttt{ETIMEDOUT} Si \81è avuto timeout durante il tentativo di
 741     connessione.
 742   \item \texttt{ENETUNREACH} La rete non \81è raggiungibile.
 743   \item \texttt{EADDRINUSE} L'indirizzo locale \81è in uso.
 744   \item \texttt{EINPROGRESS} Il socket \81è non bloccante e la connessione non
 745     pu\81ò essere conclusa immediatamente.
 746   \item \texttt{EALREADY} Il socket \81è non bloccante e un tentativo precedente
 747     di connessione non si \81è ancora concluso.
 748   \item \texttt{EAGAIN} Non ci sono pi\81ù porte locali libere.
 749   \item \texttt{EAFNOSUPPORT} L'indirizzo non ha una famiglia di indirizzi
 750     corretta nel relativo campo.
 751   \item \texttt{EACCESS, EPERM} Si \81è tentato di eseguire una connessione ad un
 752     indirizzo broacast senza che il socket fosse stato abilitato per il
 753     broadcast.
 754   \end{itemize}
 755 \end{itemize}
 756
 757 La struttura dell'indirizzo deve essere inizializzata con l'indirizzo IP e il
 758 numero di porta del server a cui ci si vuole connettere, come mostrato
 759 nell'esempio \ref{sec:net_cli_sample} usando le funzioni illustrate in
 760 \ref{sec:sock_addr_func}.
 761
 762 Nel caso di socket TCP la funzione \texttt{connect} avvia il three way
 763 handshake, e ritorna solo quando la connessione \81è stabilita o si \81è verificato
 764 un errore. Le possibili cause di errore sono molteplici (ed i relativi codici
 765 riportati sopra), quelle che per\81ò dipendono dalla situazione della rete e non
 766 da errori o problemi nella chiamata della funzione sono le seguenti:
 767
 768 \begin{enumerate}
 769 \item Il client non riceve risposta al SYN: l'errore restituito \81è
 770   \texttt{ETIMEDOUT}. Stevens riporta che BSD invia un primo SYN alla chiamata
 771   di \texttt{connect}, un'altro dopo 6 secondi, un terzo dopo 24 secondi, se
 772   dopo 75 secondi non ha ricevuto risposta viene ritornato l'errore. Linux
 773   invece ripete l'emissione del SYN ad intervalli di 30 secondi per un numero
 774   di volte che pu\81ò essere stabilito dall'utente sia con una opportuna
 775   \texttt{sysctl} che attraverso il filesystem \texttt{/proc} scrivendo il
 776   valore voluto in \texttt{/proc/sys/net/ipv4/tcp_syn_retries}. Il valore di
 777   default per la ripetizione dell'invio \81è di 5 volte, che comporta un timeout
 778   dopo circa 180 secondi.
 779 %
 780 % Le informazioni su tutte le opzioni settabili via /proc stanno in
 781 % linux/Documentation/networking/ip-sysctl.txt
 782 %
 783 \item Il client riceve come risposta al SYN un RST significa che non c'\81è
 784   nessun programma in ascolto per la connessione sulla porta specificata (il
 785   che vuol dire probablmente che o si \81è sbagliato il numero della porta o che
 786   non \81è stato avviato il server), questo \81è un errore fatale e la funzione
 787   ritorna non appena il RST viene ricevuto riportando un errore
 788   \texttt{ECONNREFUSED}.
 789
 790   Il flag RST sta per \textit{reset} ed \81è un segmento inviato direttamente
 791   dal TCP quando qualcosa non va. Tre condizioni che generano un RST sono:
 792   quando arriva un SYN per una porta che non ha nessun server in ascolto,
 793   quando il TCP abortisce una connessione in corso, quandi TCP riceve un
 794   segmento per una connessione che non esiste.
 795
 796 \item Il SYN del client provoca l'emissione di un messaggio ICMP di
 797   destinazione non raggiungibile. In questo caso dato che il messaggio pu\81ò
 798   essere dovuto ad una condizione transitoria si ripete l'emmissione dei SYN
 799   come nel caso precedente, fino al timeout, e solo allora si restituisce il
 800   codice di errore dovuto al messaggio ICMP, che da luogo ad un
 801   \texttt{ENETUNREACH}.
 802
 803 \end{enumerate}
 804
 805 Se si fa riferimento al diagramma degli stati del TCP riportato in
 806 \ref{fig:appB:tcp_state_diag} la funzione \texttt{connect} porta un socket
 807 dallo stato \texttt{CLOSED} (lo stato iniziale in cui si trova un socket
 808 appena creato) prima allo stato \texttt{SYN\_SENT} e poi, al ricevimento del
 809 ACK, nello stato \texttt{ESTABLISHED}. Se invece la connessione fallisce il
 810 socket non \81è pi\81ù utilizzabile e deve essere chiuso.
 811
 812 Si noti infine che con la funzione \texttt{connect} si \81è specificato solo
 813 indirizzo e porta del server, quindi solo una met\81à della socket pair; nei
 814 socket TCP infatti l'altra met\81à contentente indirizzo e porta locale sono
 815 specificati automaticamente dal kernel, e non \81è necessario effettuare una
 816 \texttt{bind}.
 817
 818
 819
 820 \subsection{La funzione \texttt{listen}}
 821 \label{sec:TCPel_func_listen}
 822
 823 \subsection{La funzione \texttt{accept}}
 824 \label{sec:TCPel_func_accept}
 825
 826
 827 \section{Una semplice implementazione del servizio \textt{echo} su TCP}
 828 \label{sec:TCPel_echo_example}
 829
 830
 831
 832
 833