sockctrl.tex

   1 %% sockctrl.tex
   2 %%
   3 %% Copyright (C) 2004 Simone Piccardi.  Permission is granted to
   4 %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
   5 %% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the
   6 %% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Prefazione",
   7 %% with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover Texts.  A copy of the
   8 %% license is included in the section entitled "GNU Free Documentation
   9 %% License".
  10 %%
  11 \chapter{La gestione dei socket}
  12 \label{cha:sock_generic_management}
  13
  14 Esamineremo in questo capitolo una serie di funzionalità aggiuntive relative
  15 alla gestione dei socket, come la gestione della risoluzione di nomi e
  16 indirizzi, le impostazioni delle varie proprietà degli stessi, e le funzioni
  17 di controllo che vanno ad operare su di essi.
  18
  19
  20 \section{La risoluzione dei nomi}
  21 \label{sec:sock_name_resolution}
  22
  23 Negli esempi precedenti abbiamo sempre identificato le singole macchine
  24 attraverso indirizzi numerici, sfruttando al più le funzioni di conversione
  25 elementari illustrate in sez.~\ref{sec:sock_addr_func} che permettono di
  26 passare da un indirizzo espresso in forma dotted decimal ad un numero. Vedremo
  27 in questa sezione le funzioni utilizzate per poter utilizzare dei nomi
  28 simbolici al posto dei valori numerici, e viceversa quelle che permettono di
  29 ottenere i nomi simbolici associati ad indirizzi, porte o altre proprietà del
  30 sistema.
  31
  32
  33 \subsection{La struttura del \textit{resolver}}
  34 \label{sec:sock_resolver}
  35
  36 La risoluzione dei nomi è associata tradizionalmente al servizio del
  37 \textit{Domain Name Service} che permette di identificare le macchine su
  38 internet invece che per numero IP attraverso il relativo \textsl{nome a
  39   dominio}. In realtà per DNS si intendono spesso i server che forniscono su
  40 internet questo servizio, mentre nel nostro caso affronteremo la problematica
  41 dal lato client, di un qualunque programma che necessita di compiere questa
  42 operazione.
  43
  44 \begin{figure}[htb]
  45   \centering
  46   \includegraphics[width=10cm]{img/resolver}
  47   \caption{Schema di funzionamento delle routine del \textit{resolver}.}
  48   \label{fig:sock_resolver_schema}
  49 \end{figure}
  50
  51 Inoltre quella fra nomi a dominio e indirizzi IP non è l'unica corrispondenza
  52 possibile fra nomi simbolici e valori numerici, come abbiamo visto anche in
  53 sez.~\ref{sec:sys_user_group} per le corrispondenze fra nomi di utenti e
  54 gruppi e relativi identificatori numerici; per quanto riguarda però tutti i
  55 nomi associati a identificativi o servizi relativi alla rete il servizio di
  56 risoluzione è gestito in maniera unificata da un insieme di routine fornite
  57 con le librerie del C, detto appunto \textit{resolver}.
  58
  59 Lo schema di funzionamento del \textit{resolver} è illustrato in
  60 fig.~\ref{fig:sock_resolver_schema}; in sostanza i programmi hanno a
  61 disposizione un insieme di funzioni di libreria con cui chiamano il
  62 \textit{resolver}, indicate con le freccie nere. Ricevuta la richiesta è
  63 quest'ultimo che, sulla base della sua configurazione, esegue le operazioni
  64 necessarie a fornire la risposta, che possono essere la lettura delle
  65 informazioni mantenute nei relativi dei file statici presenti sulla macchina,
  66 una interrogazione ad un DNS (che a sua volta, per il funzionamento del
  67 protocollo può interrogarene altri) o la richiesta ad altri server per i quali
  68 sia fornito il supporto, come LDAP.
  69
  70 La configurazione del resolver attiene più alla amministrazione di sistema che
  71 alla programmazione, ciò non di meno, prima di trattare le varie funzioni che
  72 vale la pena farne una panoramica. Originariamente la configurazione
  73 riguardava esclusivamente le questioni relative alla gestione dei nomi a
  74 dominio, e prevedeva solo l'utilizzo del DNS e del file statico
  75 \file{/etc/hosts}, il file di configurazione principale è
  76 \file{/etc/resolv.conf} e contiene in sostanza l'elenco dei server DNS da
  77 contattare, a cui si affianca \file{/etc/host.conf} per indicare l'ordine in
  78 cui eseguire la risoluzione dei nomi (se usare prima i valori di
  79 \file{/etc/hosts} o il DNS); tralasciamo i dettagli che si trovano nelle
  80 relative pagine di manuale.
  81
  82 Con il tempo però è divenuto possibile fornire diversi sostituti per
  83 l'utilizzo dei file statici, ed ai nomi a dominio si sono aggiunti altri nomi,
  84 come quelli associati alle reti ed ai gruppi di macchine definiti dal servizio
  85 NIS, o quelli dei protocolli e dei servizi mantenuti nei file statici
  86 \file{/etc/protocols} e \file{/etc/services}, tutte informazioni che
  87 normalmente non si trovano su un DNS, ma possono essere accedute in maniera
  88 centralizzata su opportuni server (ad esempio su LDAP) in grado di mantenerle.
  89
  90 Questo ha portato alla creazione di un sistema di risoluzione più ampio, il
  91 \textit{Name Service Switch} di cui il \textit{resolver} viene a costituire un
  92 sottoinsieme. Questo sistema, che si applica anche alla risoluzioni fra nomi
  93 di utenti e gruppi e relativi identificatori, permette di definire in maniera
  94 generica (attraverso una serie di librerie dinamiche) sia i supporti su cui
  95 mantenere i dati di corrispondenza fra nomi e valori numerici, sia l'ordine in
  96 cui effettuare le ricerche sui vari supporti disponibili, ed è controllato dal
  97 file \file{/etc/nsswitch.conf}. Anche per questo si può fare riferimento alle
  98 pagine di manuale ed al relativo capitolo nel manuale \cite{glibc} delle
  99 \textsl{glibc}.
 100
 101 In ogni caso, qualunque sia la modalità con cui ricevono i dati o il supporto
 102 su cui vengono mantenuti, dal punto di vista di un programma che deve
 103 effettuare la risoluzione di un nome, tutto quello che conta sono le funzioni
 104 che il \textit{resolver} mette a disposizione, e sono queste quelle che
 105 tratteremo nelle sezioni successive.
 106
 107
 108
 109 \subsection{La risoluzione dei nomi a dominio}
 110 \label{sec:sock_gethostbyname}
 111
 112 Dato che la principale funzionalità del \textit{resolver} resta quella di
 113 risolvere i nomi a dominio in indirizzi IP, vedremo per prime le funzioni a
 114 questo dedicate. La prima funzione è \funcd{gethostbyname} il cui scopo è
 115 ottenere l'indirizzo di una stazione noto il suo nome a dominio, il suo
 116 prototipo è:
 117 \begin{prototype}{netdb.h}
 118 {struct hostent *gethostbyname(const char *name)}
 119
 120 Determina l'indirizzo associato al nome a dominio \param{name}.
 121
 122 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il puntatore ad una
 123   struttura di tipo \struct{hostent} contente i dati associati al nome a
 124   dominio o un puntatore nullo in caso di errore.}
 125 \end{prototype}
 126
 127 La funzione prende come argomento una stringa \param{name} contenente il nome
 128 a dominio che si vuole risolvere, in caso di successo i dati ad esso relativi
 129 vengono memorizzati in una opportuna struttura \struct{hostent} la cui
 130 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sock_hostent_struct}. In caso di
 131 insuccesso l'errore viene segnalato da un valore nullo del puntatore, ma in
 132 questo caso, a differenza delle funzioni viste finora, non viene utilizzata la
 133 variabile \var{errno} per riportare un codice di errore, in quanto questo è
 134 dipende solo dalle sottostanti chiamate al sistema e non avere nessun
 135 significato nell'indicare quale parte del procedimento di risoluzione è
 136 fallita.
 137
 138 \begin{figure}[!htb]
 139   \footnotesize \centering
 140   \begin{minipage}[c]{15cm}
 141     \includestruct{listati/hostent.h}
 142   \end{minipage}
 143   \caption{La struttura \structd{hostent} .}
 144   \label{fig:sock_hostent_struct}
 145 \end{figure}
 146
 147 Per questo motivo all'interno del resolver è stata definita una apposita
 148 variabile di errore, \var{h\_errno} che viene utilizzata dalle funzioni di
 149 libreria per indicare quale problema ha causato il fallimento della
 150 risoluzione. Ad essa si può accedere una volta che la si dichiara con:
 151 \includecodesnip{listati/herrno.c}
 152 ed i valori che può assumere sono i seguenti:
 153 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
 154 \item[\const{HOST\_NOT\_FOUND}] l'indirizzo richiesto non è valido e la
 155   macchina indicata è sconosciuta.
 156 \item[\const{NO\_ADDRESS}] il nome a dominio richiesto è valido, ma non ha un
 157   indirizzo associato ad esso.
 158 \item[\const{NO\_RECOVERY}] si è avuto un errore non recuperabile
 159   nell'interrogazione di un server DNS.
 160 \item[\const{TRY\_AGAIN}] si è avuto un errore temporaneo nell'interrogazione
 161   di un server DNS, si può ritentare l'interrogazione in un secondo tempo.
 162 \end{basedescript}
 163
 164
 165 Per capire meglio il contenuto della struttura \struct{hostent} conviene
 166 spendere alcune parole sul funzionamento del DNS. Questo in sostanza è un
 167 enorme database distribuito interrogando il quale si possono avere una serie
 168 di informazioni la principale delle quali è la corrispondenza fra un nome (a
 169 dominio) ed indirizzo IP.  Un server DNS contiene comunque una serie di altre
 170 informazioni; ciascuna voce nel database viene chiamata \textit{resource
 171   record} e vi è associato un certo \textsl{tipo}, identificato da una sigla.
 172 Per quanto ci interessa i \textit{resource record} che vengono utilizzati dal
 173 \textit{resolver} sono sostanzialmente i seguenti:
 174 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
 175 \item[\texttt{A}] indica la corripondenza fra un nome a dominio ed un
 176   indirizzo IPv4, ad esempio la corrispondenza fra \texttt{dodds.truelite.it}
 177   e l'indirizzo IP \texttt{62.48.34.25}.
 178 \item[\texttt{AAAA}] chiamato in questo modo dato che la dimensione è quattro
 179   volte quella di un indirizzo IPv4, questo record contiene la corrispondenza
 180   fra un nome a dominio ed un indirizzo IPv6.
 181 \item[\texttt{PTR}] per provvedere la mappatura inversa fra un indirizzo IP ed
 182   un nome a dominio si utilizza invece questo tipo di record (il cui nome sta
 183   per \textit{pointer}).
 184 \item[\texttt{CNAME}] qualora si abbiamo più nomi con i quali si voglia
 185   indicare lo stesso indirizzo (ad esempio \texttt{www.truelite.it}, o
 186   \texttt{sources.truelite.it}, che comunque fanno sempre riferimento alla
 187   macchina \texttt{dodds.truelite.it}) si può usare questo tipo di record per
 188   creare degli \textit{alias} in modo da associare un qualunque altro nome al
 189   \textsl{nome canonico} della macchina (quello associato al record
 190   \texttt{A}).
 191 \end{basedescript}
 192
 193 Quando un programma chiama \func{gethostbyname} e questa usa il DNS per
 194 effettuare la risoluzione del nome, è con i valori di questi record che
 195 vengono riempite le varie parti della struttura \struct{hostent}. Il primo
 196 campo della struttura, \var{h\_name} contiene sempre il \textsl{nome
 197   canonico}, che nel caso del DNS è appunto il nome associato ad un record
 198 \texttt{A}. Il secondo campo della struttura invece è un puntatore ad vettore
 199 di puntatori, terminato da un puntatore nullo, alle strighe che contengono
 200 tutti i possibili altri nomi (quelli che nel DNS sarebbero record
 201 \texttt{CNAME}).
 202
 203 Il terzo campo, \var{h\_addrtype}, indica il tipo di indirizzo che è stato
 204 restituito, e può essere solo \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}, mentre il
 205 quarto campo, e \var{h\_length} indica la lunghezza dell'indirizzo stesso in
 206 byte. Infine il campo \var{h\_addr\_list} è il puntatore ad un vettore di
 207 puntatori ai singoli indirizzi; il vettore è terminato da un puntatore nullo.
 208 Inoltre, come illustrato in fig.~\ref{fig:sock_hostent_struct}, viene definito
 209 per compatibilità il campo \var{h\_addr} corrispondente al puntatore al primo
 210 indirizzo della lista.
 211
 212 In sostanza
 213
 214
 215
 216
 217
 218
 219
 220 \section{Le opzioni dei socket}
 221 \label{sec:TCP_sock_options}
 222
 223 Finora abbiamo trattato i socket nel loro comportamento più comune, è però
 224 possibile attivare alcune modalità diverse di funzionamento degli stessi
 225
 226 Dato che la maggior parte delle opzioni dei socket sono relative ai socket
 227 TCP, ed hanno poi significato analogo quando usate con altri socket, abbiamo
 228 preferito trattare l'argomento in generale in questa sezione piuttosto che nel
 229 capitolo dedicato alla trattazione generica dei socket.
 230
 231 \section{Altre funzioni di controllo}
 232 \label{sec:TCP_sock_ctrl}
 233
 234
 235
 236
 237
 238 %%% Local Variables:
 239 %%% mode: latex
 240 %%% TeX-master: "gapil"
 241 %%% End: