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11 \chapter{La gestione dei socket}
12 \label{cha:sock_generic_management}
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 ed opzioni relative ai
17 socket, e le funzioni di controllo che permettono di modificarne il
21 \section{La risoluzione dei nomi}
22 \label{sec:sock_name_resolution}
24 Negli esempi dei capitoli precedenti abbiamo sempre identificato le singole
25 macchine attraverso indirizzi numerici, sfruttando al più le funzioni di
26 conversione elementare illustrate in sez.~\ref{sec:sock_addr_func} che
27 permettono di passare da un indirizzo espresso in forma dotted decimal ad un
28 numero. Vedremo in questa sezione le funzioni utilizzate per poter utilizzare
29 dei nomi simbolici al posto dei valori numerici, e viceversa quelle che
30 permettono di ottenere i nomi simbolici associati ad indirizzi, porte o altre
31 proprietà del sistema.
34 \subsection{La struttura del \textit{resolver}}
35 \label{sec:sock_resolver}
37 La risoluzione dei nomi è associata tradizionalmente al servizio del
38 \textit{Domain Name Service} che permette di identificare le macchine su
39 internet invece che per numero IP attraverso il relativo \textsl{nome a
40 dominio}. In realtà per DNS si intendono spesso i server che forniscono su
41 internet questo servizio, mentre nel nostro caso affronteremo la problematica
42 dal lato client, di un qualunque programma che necessita di compiere questa
47 \includegraphics[width=10cm]{img/resolver}
48 \caption{Schema di funzionamento delle routine del \textit{resolver}.}
49 \label{fig:sock_resolver_schema}
52 Inoltre quella fra nomi a dominio e indirizzi IP non è l'unica corrispondenza
53 possibile fra nomi simbolici e valori numerici, come abbiamo visto anche in
54 sez.~\ref{sec:sys_user_group} per le corrispondenze fra nomi di utenti e
55 gruppi e relativi identificatori numerici; per quanto riguarda però tutti i
56 nomi associati a identificativi o servizi relativi alla rete il servizio di
57 risoluzione è gestito in maniera unificata da un insieme di routine fornite
58 con le librerie del C, detto appunto \textit{resolver}.
60 Lo schema di funzionamento del \textit{resolver} è illustrato in
61 fig.~\ref{fig:sock_resolver_schema}; in sostanza i programmi hanno a
62 disposizione un insieme di funzioni di libreria con cui chiamano il
63 \textit{resolver}, indicate con le freccie nere. Ricevuta la richiesta è
64 quest'ultimo che, sulla base della sua configurazione, esegue le operazioni
65 necessarie a fornire la risposta, che possono essere la lettura delle
66 informazioni mantenute nei relativi dei file statici presenti sulla macchina,
67 una interrogazione ad un DNS (che a sua volta, per il funzionamento del
68 protocollo può interrogarene altri) o la richiesta ad altri server per i quali
69 sia fornito il supporto, come LDAP.\footnote{la sigla LDAP fa riferimento ad
70 un protocollo, il \textit{Lightweight Directory Access Protocol}, che
71 prevede un meccanismo per la gestione di \textsl{elenchi} di informazioni
72 via rete; il contenuto di un elenco può essere assolutamente generico, e
73 questo permette il manenimento dei più vari tipi di informazioni su una
74 infrastruttura di questo tipo.}
76 La configurazione del \textit{resolver} attiene più alla amministrazione di
77 sistema che alla programmazione, ciò non di meno, prima di trattare le varie
78 funzioni di librerie utilizzate dai programmi, vale la pena fare una
79 panoramica generale. Originariamente la configurazione del \textit{resolver}
80 riguardava esclusivamente le questioni relative alla gestione dei nomi a
81 dominio, e prevedeva solo l'utilizzo del DNS e del file statico
84 Per questo aspetto il file di configurazione principale del sistema è
85 \file{/etc/resolv.conf} che contiene in sostanza l'elenco dei server DNS da
86 contattare; a questo si affianca il file \file{/etc/host.conf} il cui scopo
87 principale è indicare l'ordine in cui eseguire la risoluzione dei nomi (se
88 usare prima i valori di \file{/etc/hosts} o quelli del DNS). Tralasciamo i
89 dettagli relativi alle varie direttive che possono essere usate in questi
90 file, che si trovano nelle rispettive pagine di manuale.
92 Con il tempo però è divenuto possibile fornire diversi sostituti per
93 l'utilizzo delle associazione statiche in \file{/etc/hosts}, inoltre oltre
94 alla risoluzione dei nomi a dominio ci sono anche altri nomi da risolvere,
95 come quelli che possono essere associati ad una rete (invece che ad una
96 singola macchina) o ai gruppi di macchine definiti dal servizio
97 NIS,\footnote{il \textit{Network Information Service} è un servizio, creato da
98 Sun, e poi diffuso su tutte le piattaforme unix-like, che permette di
99 raggruppare all'interno di una rete (in quelli che appunto vengono chiamati
100 \textit{netgroup}) varie macchine, centralizzando i servizi di definizione
101 di utenti e gruppi e di autenticazione, oggi è sempre più spesso sostituito
102 da LDAP.} o come quelli dei protocolli e dei servizi che sono mantenuti nei
103 file statici \file{/etc/protocols} e \file{/etc/services}. Molte di queste
104 informazioni non si trovano su un DNS, e poi in un ambiente distribuito può
105 essere molto utile centralizzare il mentenimento di alcune di esse su
106 opportuni server. Inoltre l'uso di diversi supporti possibili per le stesse
107 informazioni (ad esempio il nome delle macchine può essere mantenuto sia
108 tramite \file{/etc/hosts}, che con il DNS, che con NIS) comporta il problema
109 dell'ordine in cui questi vengono interrogati.\footnote{con le implementazioni
110 classiche i vari supporti erano introdotti modificando direttamente le
111 funzioni di liberia, prevedendo un ordine di interrogazione predefinito e
112 non modificabile (a meno di una ricompilazione delle librerie stesse).}
114 Per risolvere questa serie di problemi il sistema del \textit{resolver} è
115 stato incluso all'interno di un meccanismo generico per la risoluzione di
116 corripondenze fra nomi ed informazioni ad essi associate chiamato \textit{Name
117 Service Switch}\footnote{il sistema è stato introdotto la prima volta nelle
118 librerie standard di Solaris, le \acr{glibc} hanno ripreso lo stesso schema,
119 si tenga presente che questo sistema non esiste per altre librerie standard
120 come le \acr{libc5} o le \acr{uclib}.} cui abbiamo accennato anche in
121 sez.~\ref{sec:sys_user_group} per quanto riguarda la gestione dei dati
122 associati a utenti e gruppi. Il \textit{Name Service Switch} (cui spesso si
123 fa riferimento con l'acronimo NSS) è un sistema di librerie dinamiche che
124 permette di definire in maniera generica sia i supporti su cui mantenere i
125 dati di corrispondenza fra nomi e valori numerici, sia l'ordine in cui
126 effettuare le ricerche sui vari supporti disponibili. Il sistema prevede una
127 serie di possibili classi di corrispondenza, quelle attualmente definite sono
128 riportate in tab.~\ref{tab:sys_NSS_classes}.
133 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
135 \textbf{Classe} & \textbf{Tipo di corrispondenza}\\
138 \texttt{shadow} & corrispondenze fra username e proprietà dell'utente
140 \texttt{group} & corrispondenze fra nome del gruppo e proprietà dello
142 \texttt{aliases} & alias per la posta elettronica\\
143 \texttt{ethers} & corrispondenze fra numero IP e MAC address della
145 \texttt{hosts} & corrispondenze fra nome a dominio e numero IP.\\
146 \texttt{netgroup} & corrispondenze gruppo di rete e macchine che lo
148 \texttt{networks} & corrispondenze fra nome di una rete e suo indirizzo
150 \texttt{protocols}& corrispondenze fra nome di un protocollo e relativo
151 numero identificativo.\\
152 \texttt{rpc} & corrispondenze fra nome di un servizio RPC e relativo
153 numero identificativo.\\
154 \texttt{services} & corrispondenze fra nome di un servizio e numero di
158 \caption{Le diverse classi di corrispondenze definite
159 all'interno del \textit{Name Service Switch}.}
160 \label{tab:sys_NSS_classes}
163 Il sistema del \textit{Name Service Switch} è controllato dal contenuto del
164 file \file{/etc/nsswitch.conf}; questo contiene una riga\footnote{seguendo una
165 convezione comune per i file di configurazione le righe vuote vengono
166 ignorate e tutto quello che segue un carattere ``\texttt{\#}'' viene
167 considerato un commento.} di configurazione per ciascuna di queste classi,
168 che viene inizia col nome di tab.~\ref{tab:sys_NSS_classes} seguito da un
169 carattere ``\texttt{:}'' e prosegue con la lista dei \textsl{servizi} su cui
170 le relative informazioni sono raggiungibili, scritti nell'ordine in cui si
171 vuole siano interrogati.
173 Ciascun servizio è specificato a sua volta da un nome, come \texttt{file},
174 \texttt{dns}, \texttt{db}, ecc. che identifica la libreria dinamica che
175 realizza l'interfaccia con esso, che per ciascuno di essi sarà realizzata in
176 un file \texttt{libnss\_NAME} dove \texttt{NAME} è appunto il nome
181 In ogni caso, qualunque sia la modalità con cui ricevono i dati o il supporto
182 su cui vengono mantenuti, e che si usino o meno funzionalità aggiuntive
183 fornire dal sistema del \textit{Name Service Switch}, dal punto di vista di un
184 programma che deve effettuare la risoluzione di un nome a dominio, tutto
185 quello che conta sono le funzioni classiche che il \textit{resolver} mette a
186 disposizione,\footnote{è cura della implementazione fattane nelle \acr{glibc}
187 tenere conto della presenza del \textit{Name Service Switch}.} e sono queste
188 quelle che tratteremo nelle sezioni successive.
192 \subsection{La risoluzione dei nomi a dominio}
193 \label{sec:sock_gethostbyname}
195 Dato che la principale funzionalità del \textit{resolver} resta quella di
196 risolvere i nomi a dominio in indirizzi IP, vedremo per prime le funzioni a
197 questo dedicate. La prima funzione è \funcd{gethostbyname} il cui scopo è
198 ottenere l'indirizzo di una stazione noto il suo nome a dominio, il suo
200 \begin{prototype}{netdb.h}
201 {struct hostent *gethostbyname(const char *name)}
203 Determina l'indirizzo associato al nome a dominio \param{name}.
205 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il puntatore ad una
206 struttura di tipo \struct{hostent} contente i dati associati al nome a
207 dominio o un puntatore nullo in caso di errore.}
210 La funzione prende come argomento una stringa \param{name} contenente il nome
211 a dominio che si vuole risolvere, in caso di successo i dati ad esso relativi
212 vengono memorizzati in una opportuna struttura \struct{hostent} la cui
213 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sock_hostent_struct}. In caso di
214 insuccesso l'errore viene segnalato da un valore nullo del puntatore, ma in
215 questo caso, a differenza delle funzioni viste finora, non viene utilizzata la
216 variabile \var{errno} per riportare un codice di errore, in quanto questo
217 dipende solo dalle sottostanti chiamate al sistema e può non avere nessun
218 significato nell'indicare quale parte del procedimento di risoluzione è
222 \footnotesize \centering
223 \begin{minipage}[c]{15cm}
224 \includestruct{listati/hostent.h}
226 \caption{La struttura \structd{hostent}.}
227 \label{fig:sock_hostent_struct}
230 Per questo motivo all'interno del resolver è stata definita una apposita
231 variabile di errore, \var{h\_errno} che viene utilizzata dalle funzioni di
232 libreria per indicare quale problema ha causato il fallimento della
233 risoluzione del nome. Ad essa si può accedere una volta che la si dichiara
235 \includecodesnip{listati/herrno.c}
236 ed i valori che può assumere sono i seguenti:
237 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
238 \item[\const{HOST\_NOT\_FOUND}] l'indirizzo richiesto non è valido e la
239 macchina indicata è sconosciuta.
240 \item[\const{NO\_ADDRESS}] il nome a dominio richiesto è valido, ma non ha un
241 indirizzo associato ad esso (alternativamente può essere indicato come
243 \item[\const{NO\_RECOVERY}] si è avuto un errore non recuperabile
244 nell'interrogazione di un server DNS.
245 \item[\const{TRY\_AGAIN}] si è avuto un errore temporaneo nell'interrogazione
246 di un server DNS, si può ritentare l'interrogazione in un secondo tempo.
249 Per capire meglio il contenuto della struttura \struct{hostent} conviene
250 spendere alcune parole sul funzionamento del DNS. Questo in sostanza è un
251 database distribuito organizzato in maniera gerarchica, interrogando il quale
252 si possono avere una serie di informazioni, la principale delle quali è la
253 corrispondenza fra un nome (a dominio) ed indirizzo IP. Un server DNS
254 contiene comunque una serie di altre informazioni; ciascuna voce nel database
255 viene chiamata \textit{resource record} e vi è associato un certo
256 \textsl{tipo}, identificato da una sigla. Per quanto ci interessa i tipi di
257 \textit{resource record} che vengono utilizzati dal \textit{resolver} sono
258 sostanzialmente i seguenti:
259 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
260 \item[\texttt{A}] indica la corripondenza fra un nome a dominio ed un
261 indirizzo IPv4, ad esempio la corrispondenza fra \texttt{dodds.truelite.it}
262 e l'indirizzo IP \texttt{62.48.34.25}.
263 \item[\texttt{AAAA}] chiamato in questo modo dato che la dimensione è quattro
264 volte quella di un indirizzo IPv4, questo record contiene la corrispondenza
265 fra un nome a dominio ed un indirizzo IPv6.
266 \item[\texttt{PTR}] per provvedere la mappatura inversa fra un indirizzo IP ed
267 un nome a dominio si utilizza invece questo tipo di record (il cui nome sta
268 per \textit{pointer}).
269 \item[\texttt{CNAME}] qualora si abbiamo più nomi con i quali si voglia
270 indicare lo stesso indirizzo (ad esempio \texttt{www.truelite.it}, o
271 \texttt{sources.truelite.it}, che comunque fanno sempre riferimento alla
272 macchina \texttt{dodds.truelite.it}) si può usare questo tipo di record per
273 creare degli \textit{alias} in modo da associare un qualunque altro nome al
274 \textsl{nome canonico} della macchina (quello associato al record
278 Quando un programma chiama \func{gethostbyname} e questa usa il DNS per
279 effettuare la risoluzione del nome, è con i valori di questi record che
280 vengono riempite le varie parti della struttura \struct{hostent}. Il primo
281 campo della struttura, \var{h\_name} contiene sempre il \textsl{nome
282 canonico}, che nel caso del DNS è appunto il nome associato ad un record
283 \texttt{A}. Il secondo campo della struttura, \var{h\_aliases}, invece è un
284 puntatore ad vettore di puntatori, terminato da un puntatore nullo. Ciascun
285 puntatore del vettore punta ad una stringa contenente uno degli altri
286 possibili nomi associati allo stesso \textsl{nome canonico} (quelli che nel
287 DNS vengono inseriti come record di tipo \texttt{CNAME}).
289 Il terzo campo della struttura, \var{h\_addrtype}, indica il tipo di indirizzo
290 che è stato restituito, e può assumere soltanto i valori \const{AF\_INET} o
291 \const{AF\_INET6}, mentre il quarto campo, \var{h\_length}, indica la
292 lunghezza dell'indirizzo stesso in byte. Infine il campo \var{h\_addr\_list} è
293 il puntatore ad un vettore di puntatori ai singoli indirizzi; il vettore è
294 terminato da un puntatore nullo. Inoltre, come illustrato in
295 fig.~\ref{fig:sock_hostent_struct}, viene definito il campo \var{h\_addr} come
296 sinonimo di \code{h\_addr\_list[0]}, cioè un riferimento diretto al primo
297 indirizzo della lista.
301 Oltre ai normali nomi a dominio la funzione accetta come argomento
302 \param{name} anche indirizzi numerici, in formato dotted decimal per IPv4 o
303 con la notazione illustrata in sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation}. In tal caso
304 \func{gethostbyname} non eseguirà nessuna interrogazione remota, ma si
305 limiterà a copiare la stringa nel campo \var{h\_name} ed a creare la
306 corrispondente struttura \var{in\_addr} da indirizzara con
307 \code{h\_addr\_list[0]}.
315 \section{Le opzioni dei socket}
316 \label{sec:TCP_sock_options}
318 Finora abbiamo trattato i socket nel loro comportamento più comune, è però
319 possibile attivare alcune modalità diverse di funzionamento degli stessi
321 Dato che la maggior parte delle opzioni dei socket sono relative ai socket
322 TCP, ed hanno poi significato analogo quando usate con altri socket, abbiamo
323 preferito trattare l'argomento in generale in questa sezione piuttosto che nel
324 capitolo dedicato alla trattazione generica dei socket.
326 \section{Altre funzioni di controllo}
327 \label{sec:TCP_sock_ctrl}
335 %%% TeX-master: "gapil"