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11 \chapter{Introduzione ai socket}
12 \label{cha:socket_intro}
14 In questo capitolo inizieremo a spiegare le caratteristiche principali della
15 principale interfaccia per la programmazione di rete, quella dei
16 \textit{socket}, che pur essendo nata in unix è usata ormai da tutti i sistemi
19 Dopo una breve panoramica sulle caratteristiche di questa interfaccia vedremo
20 come creare un socket e come collegarlo allo specifico protocollo di rete che
21 utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente teorica
22 concluderemo il capitolo con un primo esempio di applicazione.
24 \section{Una panoramica}
25 \label{sec:sock_overview}
27 Iniziamo con una descrizione essenziale di cosa sono i \textit{socket} e di
28 quali sono i concetti fondamentali da tenere presente quando si ha a che fare
33 \subsection{I \textit{socket}}
34 \label{sec:sock_socket_def}
36 Il \textit{socket}\footnote{una traduzione letterale potrebbe essere
37 \textsl{presa}, ma essendo universalmente noti come socket utilizzeremo
38 sempre la parola inglese.} è uno dei principali meccanismi di comunicazione
39 fra programmi utilizzato in ambito Unix. Il socket costituisce in sostanza un
40 canale di comunicazione fra due processi su cui si possono leggere e scrivere
41 dati analogo a quello di una pipe (vedi \secref{sec:ipc_pipes}) ma a
42 differenza di questa e degli altri meccanismi esaminati nel capitolo
43 \capref{cha:IPC} i socket non sono limitati alla comunicazione fra processi
44 che girano sulla stessa macchina ma possono effettuare la comunicazione anche
47 Quella dei socket costituisce infatti la principale API (\textit{Application
48 Program Interface}) usata nella programmazione di rete. La loro origine
49 risale al 1983, quando furono introdotti nel BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta
50 sostanzialmente la stessa con piccole modifiche negli anni successivi. Benché
51 siano state sviluppate interfacce alternative, originate dai sistemi SVr4,
52 come la XTI (\textit{X/Open Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la
53 diffusione e la popolarità di quella dei socket (né tantomeno la stessa
54 usabilità e flessibilità).
56 La flessibilità e la genericità dell'interfaccia inoltre ha consentito di
57 utilizzare i socket con i più disparati meccanismi di comunicazione, e non
58 solo con la suite dei protocolli TCP/IP, che sarà comunque quella di cui
59 tratteremo in maniera più estesa.
62 \subsection{Concetti base}
65 Per capire il funzionamento dei socket occorre avere presente il funzionamento
66 dei protocolli di rete (vedi \capref{cha:network}), ma l'interfaccia è del
67 tutto generale e benché le problematiche (e quindi le modalità di risolvere i
68 problemi) siano diverse a seconda del tipo di protocollo di comunicazione
69 usato, le funzioni da usare restano le stesse.
71 Per questo motivo una semplice descrizione dell'interfaccia è assolutamente
72 inutile, in quanto il comportamento di quest'ultima e le problematiche da
73 affrontare cambiano radicalmente a seconda dello \textsl{stile} di
74 comunicazione usato. La scelta di questo stile va infatti ad incidere sulla
75 semantica che verrà utilizzata a livello utente per gestire la comunicazione
76 (su come inviare e ricevere i dati) e sul comportamento effettivo delle
79 La scelta di uno stile dipende sia dai meccanismi disponibili, sia dal tipo di
80 comunicazione che si vuole effettuare. Ad esempio alcuni stili di
81 comunicazione considerano i dati come una sequenza continua di byte, altri
82 invece li raggruppano in blocchi (i pacchetti).
84 Un'altro esempio di stile concerne la possibilità che la comunicazione possa o
85 meno perdere dati, possa o meno non rispettare l'ordine in cui essi non sono
86 inviati, o inviare dei pacchetti più volte (come nel caso di TCP e UDP).
88 Un terzo esempio di stile di comunicazione concerne le modalità in cui essa
89 avviene, in certi casi essa può essere condotta con una connessione diretta
90 con un solo partner come per una telefonata; altri casi possono prevedere una
91 comunicazione come per lettera, in cui si scrive l'indirizzo su ogni
92 pacchetto, altri ancora una comunicazione \textit{broadcast} come per la
93 radio, in cui i pacchetti vengono emessi su appositi ``canali'' dove chiunque
94 si collega possa riceverli.
96 É chiaro che ciascuno di questi stili comporta una modalità diversa di gestire
97 la comunicazione, ad esempio se è inaffidabile occorrerà essere in grado di
98 gestire la perdita o il rimescolamento dei dati.
101 \section{La creazione di un \textit{socket}}
102 \label{sec:sock_creation}
104 Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
105 di interagire con protocolli di comunicazione anche molto diversi fra di loro;
106 in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
107 il tipo di comunicazione che esso deve utilizzare.
109 \subsection{La funzione \func{socket}}
110 \label{sec:sock_socket}
112 La creazione di un socket avviene attraverso l'uso della funzione
113 \func{socket}; questa restituisce un \textit{file descriptor}\footnote{del
114 tutto analogo a quelli che si ottengono per i file di dati e le pipe,
115 descritti in \secref{sec:file_fd}.} che serve come riferimento al socket; il
117 \begin{prototype}{sys/socket.h}{int socket(int domain, int type, int protocol)}
121 \bodydesc{La funzione restituisce un intero positivo in caso di successo, e
122 -1 in caso di fallimento, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà
125 \item[\errcode{EPROTONOSUPPORT}] Il tipo di socket o il protocollo scelto non
126 sono supportati nel dominio.
127 \item[\errcode{ENFILE}] Il kernel non ha memoria sufficiente a creare una
128 nuova struttura per il socket.
129 \item[\errcode{EMFILE}] Si è ecceduta la tabella dei file.
130 \item[\errcode{EACCES}] Non si hanno privilegi per creare un socket nel
131 dominio o con il protocollo specificato.
132 \item[\errcode{EINVAL}] Protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
133 \item[\errcode{ENOBUFS}] Non c'è sufficiente memoria per creare il socket
134 (può essere anche \errval{ENOMEM}).
138 La funzione ha tre argomenti, \param{domain} specifica il dominio del socket
139 (definisce cioè la famiglia di protocolli, come vedremo in
140 \secref{sec:sock_domain}), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce
141 cioè lo stile di comunicazione, come vedremo in \secref{sec:sock_type}) e
142 \param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
143 implicitamente dal tipo di socket, per cui viene messo a zero (con l'eccezione
144 dei \textit{raw socket}).
146 Si noti che la creazione del socket si limita ad allocare le opportune
147 strutture nel kernel (sostanzialmente una voce nella \textit{file table}) e
148 non comporta nulla riguardo all'indicazione degli indirizzi remoti o locali
149 attraverso i quali si vuole effettuare la comunicazione.
151 \subsection{Il dominio, o \textit{protocol family}}
152 \label{sec:sock_domain}
154 Dati i tanti e diversi protocolli di comunicazione disponibili, esistono vari
155 tipi di socket, che vengono classificati raggruppandoli in quelli che si
156 chiamano \textsl{domini}. La scelta di un dominio equivale in sostanza alla
157 scelta di una famiglia di protocolli. Ciascun dominio ha un suo nome simbolico
158 che convenzionalmente inizia con \texttt{PF\_} da \textit{protocol family},
159 altro nome con cui si indicano i domini.
161 A ciascun tipo di dominio corrisponde un analogo nome simbolico che inizia per
162 \texttt{AF\_} da \textit{address family}, e che identifica il formato degli
163 indirizzi usati in quel dominio; le pagine di manuale di Linux si riferiscono
164 a questi anche come \textit{name space}, (nome che però il manuale delle
165 \acr{glibc} riserva ai domini) e che identifica il formato degli indirizzi
166 usati in quel dominio.
168 L'idea alla base della distinzione era che una famiglia di protocolli potesse
169 supportare vari tipi di indirizzi, per cui il prefisso \texttt{PF\_} si
170 sarebbe dovuto usare nella creazione dei socket e il prefisso \texttt{AF\_} in
171 quello delle strutture degli indirizzi; questo è quanto specificato anche
172 dallo standard POSIX.1g, ma non esistono a tuttora famiglie di protocolli che
173 supportino diverse strutture di indirizzi, per cui nella pratica questi due
174 nomi sono equivalenti e corrispondono agli stessi valori.
176 I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
177 indirizzi sono definiti dall'header \textit{socket.h}. In Linux le famiglie di
178 protocolli disponibili sono riportate in \tabref{tab:net_pf_names}.
183 \begin{tabular}[c]{|l|l|l|}
185 \textbf{Nome} & \textbf{Utilizzo} &\textbf{Man page} \\
189 \const{PF\_LOCAL} & Local communication & unix(7) \\
190 \const{PF\_INET} & IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
191 \const{PF\_INET6} & IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
192 \const{PF\_IPX} & IPX - Novell protocols & \\
193 \const{PF\_NETLINK}& Kernel user interface device & netlink(7) \\
194 \const{PF\_X25} & ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol & x25(7) \\
195 \const{PF\_AX25} & Amateur radio AX.25 protocol & \\
196 \const{PF\_ATMPVC} & Access to raw ATM PVCs & \\
197 \const{PF\_APPLETALK}& Appletalk & ddp(7) \\
198 \const{PF\_PACKET} & Low level packet interface & packet(7) \\
201 \caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux}
202 \label{tab:net_pf_names}
205 Non tutte le famiglie di protocolli sono accessibili dall'utente generico, ad
206 esempio in generale tutti i socket di tipo \const{SOCK\_RAW} possono essere
207 creati solo da processi che hanno i privilegi di root (cioè con userid
208 effettivo uguale a zero) o con la capability \texttt{CAP\_NET\_RAW}.
211 \subsection{Il tipo, o stile}
212 \label{sec:sock_type}
214 La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
215 comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
216 utilizzare fra quelli disponibili nella famiglia scelta. Le API permettono di
217 scegliere lo stile di comunicazione indicando il tipo di socket; Linux e le
218 \acr{glibc} mettono a disposizione i seguenti tipi di socket (che il manuale
219 della \acr{glibc} chiama \textit{styles}) definiti come \ctyp{int} in
223 \item \const{SOCK\_STREAM} Provvede un canale di trasmissione dati
224 bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
225 altro socket. I dati vengono ricevuti e trasmessi come un flusso continuo di
226 byte (da cui il nome \textit{stream}).
227 \item \const{SOCK\_DGRAM} Viene usato per mandare pacchetti di lunghezza
228 massima fissata (\textit{datagram}) indirizzati singolarmente, senza
229 connessione e in maniera non affidabile. È l'opposto del precedente.
230 \item \const{SOCK\_SEQPACKET} Provvede un canale di trasmissione di dati
231 bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
232 altro socket. I dati possono solo essere trasmessi e letti per pacchetti (di
233 dimensione massima fissata).
234 \item \const{SOCK\_RAW} Provvede l'accesso a basso livello ai protocolli di
235 rete e alle varie interfacce. I normali programmi di comunicazione non
237 \item \const{SOCK\_RDM} Provvede un canale di trasmissione di pacchetti
238 affidabile ma in cui non è garantito l'ordine di arrivo dei pacchetti.
239 \item \const{SOCK\_PACKET} Obsoleto, non deve essere usato.
242 Si tenga presente che non tutte le combinazioni fra una famiglia di protocolli
243 e un tipo di socket sono valide, in quanto non è detto che in una famiglia
244 esista un protocollo per ciascuno dei diversi stili di comunicazione appena
250 \begin{tabular}{l|c|c|c|c|c|}
251 \multicolumn{1}{c}{} &\multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_STREAM}}&
252 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_DGRAM}} &
253 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_RAW}} &
254 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_PACKET}}&
255 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_SEQPACKET}} \\
257 \const{PF\_UNIX} & si & si & & & \\
259 \const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & & \\
261 \const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & & \\
263 \const{PF\_IPX} & & & & & \\
265 \const{PF\_NETLINK} & & si & si & & \\
267 \const{PF\_X25} & & & & & si \\
269 \const{PF\_AX25} & & & & & \\
271 \const{PF\_ATMPVC} & & & & & \\
273 \const{PF\_APPLETALK} & & si & si & & \\
275 \const{PF\_PACKET} & & si & si & & \\
278 \caption{Combinazioni valide di dominio e tipo di protocollo per la
279 funzione \func{socket}.}
280 \label{tab:sock_sock_valid_combinations}
283 In \secref{tab:sock_sock_valid_combinations} sono mostrate le combinazioni
284 valide possibili per le varie famiglie di protocolli. Per ogni combinazione
285 valida si è indicato il tipo di protocollo, o la parola \textsl{si} qualora
286 non il protocollo non abbia un nome definito, mentre si sono lasciate vuote le
287 caselle per le combinazioni non supportate.
291 \section{Le strutture degli indirizzi dei socket}
292 \label{sec:sock_sockaddr}
294 Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
295 tipo di famiglia di protocolli che si vuole utilizzare, in particolare nessun
296 indirizzo che identifichi i due capi della comunicazione. La funzione infatti
297 si limita ad allocare nel kernel quanto necessario per poter poi realizzare la
300 Gli indirizzi vengono specificati attraverso apposite strutture che vengono
301 utilizzate dalle altre funzioni della API dei socket quando la comunicazione
302 viene effettivamente realizzata.
304 Ogni famiglia di protocolli ha ovviamente una sua forma di indirizzamento e in
305 corrispondenza a questa una sua peculiare struttura degli indirizzi; i nomi di
306 tutte queste strutture iniziano per \var{sockaddr\_}, quelli propri di
307 ciascuna famiglia vengono identificati dal suffisso finale, aggiunto al nome
311 \subsection{La struttura generica}
312 \label{sec:sock_sa_gen}
314 Le strutture degli indirizzi vengono sempre passate alle varie funzioni
315 attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
316 maneggiare puntatori a strutture relative a tutti gli indirizzi possibili
317 nelle varie famiglie di protocolli; questo pone il problema di come passare
318 questi puntatori, il C ANSI risolve questo problema coi i puntatori generici
319 (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla definizione
320 dello standard ANSI, e per questo nel 1982 fu scelto di definire una struttura
321 generica per gli indirizzi dei socket, \type{sockaddr}, che si è riportata in
322 \figref{fig:sock_sa_gen_struct}.
325 \footnotesize \centering
326 \begin{minipage}[c]{15cm}
327 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
329 sa_family_t sa_family; /* address family: AF_xxx */
330 char sa_data[14]; /* address (protocol-specific) */
334 \caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket \type{sockaddr}}
335 \label{fig:sock_sa_gen_struct}
338 Tutte le funzioni dei socket che usano gli indirizzi sono definite usando nel
339 prototipo un puntatore a questa struttura; per questo motivo quando si
340 invocano dette funzioni passando l'indirizzo di un protocollo specifico
341 occorrerà eseguire un casting del relativo puntatore.
343 I tipi di dati che compongono la struttura sono stabiliti dallo standard
344 POSIX.1g, riassunti in \tabref{tab:sock_data_types} con i rispettivi file di
345 include in cui sono definiti; la struttura è invece definita nell'include file
351 \begin{tabular}{|l|l|l|}
353 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Tipo}}&
354 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Descrizione}}&
355 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Header}} \\
358 \type{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
359 \type{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \file{sys/types.h}\\
360 \type{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
361 \type{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
362 \type{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
363 \type{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
365 \type{sa\_family\_t} & famiglia degli indirizzi& \file{sys/socket.h}\\
366 \type{socklen\_t} & lunghezza (\type{uint32\_t}) dell'indirizzo di
367 un socket& \file{sys/socket.h}\\
369 \type{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\type{uint32\_t}) &
370 \file{netinet/in.h}\\
371 \type{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
372 \file{netinet/in.h}\\
375 \caption{Tipi di dati usati nelle strutture degli indirizzi, secondo quanto
376 stabilito dallo standard POSIX.1g.}
377 \label{tab:sock_data_types}
380 In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
381 aggiuntivo \var{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens nei suoi
382 libri). Questo campo non verrebbe usato direttamente dal programmatore e non è
383 richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il campo
384 \type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
386 Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
387 di fare da riferimento per il casting, per il kernel le cose sono un po'
388 diverse, in quanto esso usa il puntatore per recuperare il campo
389 \var{sa\_family} con cui determinare il tipo di indirizzo; per questo
390 motivo, anche se l'uso di un puntatore \ctyp{void *} sarebbe più immediato
391 per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting), è stato mantenuto
392 l'uso di questa struttura.
395 \subsection{La struttura degli indirizzi IPv4}
396 \label{sec:sock_sa_ipv4}
398 I socket di tipo \const{PF\_INET} vengono usati per la comunicazione
399 attraverso internet; la struttura per gli indirizzi per un socket internet
400 (IPv4) è definita come \type{sockaddr\_in} nell'header file
401 \file{netinet/in.h} e secondo le pagine di manuale ha la forma mostrata in
402 \figref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
405 \footnotesize\centering
406 \begin{minipage}[c]{15cm}
407 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
409 sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
410 u_int16_t sin_port; /* port in network byte order */
411 struct in_addr sin_addr; /* internet address */
413 /* Internet address. */
415 u_int32_t s_addr; /* address in network byte order */
419 \caption{La struttura degli indirizzi dei socket internet (IPv4)
420 \type{sockaddr\_in}.}
421 \label{fig:sock_sa_ipv4_struct}
424 L'indirizzo di un socket internet (secondo IPv4) comprende l'indirizzo
425 internet di un'interfaccia più un numero di porta. Il protocollo IP non
426 prevede numeri di porta, che sono utilizzati solo dai protocolli di livello
427 superiore come TCP e UDP. Questa struttura però viene usata anche per i socket
428 RAW che accedono direttamente al livello di IP, nel qual caso il numero della
429 porta viene impostato al numero di protocollo.
431 Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato; \var{sin\_port}
432 specifica il numero di porta (vedi \secref{sec:TCPel_port_num}; i numeri di
433 porta sotto il 1024 sono chiamati \textsl{riservati} in quanto utilizzati da
434 servizi standard. Soltanto processi con i privilegi di root (con userid
435 effettivo uguale a zero) o con la capability \texttt{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}
436 possono usare la funzione \func{bind} su queste porte.
438 Il membro \var{sin\_addr} contiene l'indirizzo internet dell'altro capo
439 della comunicazione, e viene acceduto sia come struttura (un resto di una
440 implementazione precedente in cui questa era una \texttt{union} usata per
441 accedere alle diverse classi di indirizzi) che come intero.
443 Infine è da sottolineare che sia gli indirizzi che i numeri di porta devono
444 essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
445 con i bit ordinati in formato \textit{big endian}, questo comporta la
446 necessità di usare apposite funzioni di conversione per mantenere la
447 portabilità del codice (vedi \secref{sec:sock_addr_func} per i dettagli del
448 problema e le relative soluzioni).
451 \subsection{La struttura degli indirizzi IPv6}
452 \label{sec:sock_sa_ipv6}
454 Essendo IPv6 un'estensione di IPv4 i socket di tipo \const{PF\_INET6} sono
455 sostanzialmente identici ai precedenti; la parte in cui si trovano
456 praticamente tutte le differenze è quella della struttura degli indirizzi. La
457 struttura degli indirizzi è definita ancora in \file{netinet/in.h}.
460 \footnotesize \centering
461 \begin{minipage}[c]{15cm}
462 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
463 struct sockaddr_in6 {
464 u_int16_t sin6_family; /* AF_INET6 */
465 u_int16_t sin6_port; /* port number */
466 u_int32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
467 struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
468 u_int32_t sin6_scope_id; /* Scope id (new in 2.4) */
472 unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */
476 \caption{La struttura degli indirizzi dei socket IPv6
477 \type{sockaddr\_in6}.}
478 \label{fig:sock_sa_ipv6_struct}
481 Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad
482 \const{AF\_INET6}, il campo \var{sin6\_port} è analogo a quello di IPv4 e
483 segue le stesse regole; il campo \var{sin6\_flowinfo} è a sua volta diviso
484 in tre parti di cui i 24 bit inferiori indicano l'etichetta di flusso, i
485 successivi 4 bit la priorità e gli ultimi 4 sono riservati; questi valori
486 fanno riferimento ad alcuni campi specifici dell'header dei pacchetti IPv6
487 (vedi \secref{sec:IP_ipv6head}) ed il loro uso è sperimentale.
489 Il campo \var{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6,
490 infine il campo \var{sin6\_scope\_id} è un campo introdotto con il kernel
491 2.4 per gestire alcune operazioni riguardanti il multicasting.
493 Si noti che questa struttura è più grande di una \var{sockaddr} generica,
494 quindi occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla
495 possibilità di contenere i dati nelle dimensioni di quest'ultima.
498 \subsection{La struttura degli indirizzi locali}
499 \label{sec:sock_sa_local}
501 I socket di tipo \const{PF\_UNIX} o \const{PF\_LOCAL} vengono usati per una
502 comunicazione fra processi che stanno sulla stessa macchina (per vengono
503 chiamati \textit{local domain} o anche \textit{Unix domain}); essi rispetto ai
504 precedenti possono essere anche creati in maniera anonima attraverso la
505 funzione \func{socketpair} (vedi \secref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si
506 vuole fare riferimento esplicito ad uno di questi socket si deve usare la
507 seguente struttura di indirizzi definita nel file di header \file{sys/un.h}.
510 \footnotesize \centering
511 \begin{minipage}[c]{15cm}
512 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
513 #define UNIX_PATH_MAX 108
515 sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
516 char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
520 \caption{La struttura degli indirizzi dei socket locali
522 \label{fig:sock_sa_local_struct}
525 In questo caso il campo \var{sun\_family} deve essere \const{AF\_UNIX},
526 mentre il campo \var{sun\_path} deve specificare un indirizzo; questo ha
527 due forme un file (di tipo socket) nel filesystem o una stringa univoca
528 (tenuta in uno spazio di nomi astratto). Nel primo caso l'indirizzo viene
529 specificato come una stringa (terminata da uno zero) corrispondente al
530 pathname del file; nel secondo invece \var{sun\_path} inizia con uno zero
531 vengono usati i restanti byte come stringa (senza terminazione).
534 % \subsection{Il passaggio delle strutture}
535 % \label{sec:sock_addr_pass}
537 % Come detto nelle funzioni della API dei socket le strutture degli indirizzi
538 % vengono sempre passate per riferimento usando un puntatore; anche la lunghezza
539 % della struttura è passata come argomento, ma in questo caso la modalità del
540 % passaggio dipende dalla direzione del medesimo, dal processo al kernel o
543 % In particolare le tre funzioni \texttt{bind}, \texttt{connect} e
544 % \texttt{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
545 % \textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
548 % Le funzioni \texttt{accept}, \texttt{recvfrom}, \texttt{getsockname} e
549 % \texttt{getpeername} invece ricevono i valori del kernel
553 \section{Le funzioni di conversione degli indirizzi}
554 \label{sec:sock_addr_func}
556 In questa sezione tratteremo delle varie funzioni usate per manipolare gli
557 indirizzi, limitandoci però agli indirizzi internet.
559 Come accennato gli indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono
560 essere forniti in formato opportuno (il \textit{network order}). Per capire
561 cosa significa tutto ciò occorre introdurre un concetto generale che tornerà
562 utile anche in seguito.
565 \subsection{La \textit{endianess}\index{endianess}}
566 \label{sec:sock_endianess}
568 La rappresentazione di un numero binario in un computer può essere fatta in
569 due modi, chiamati rispettivamente \textit{big endian} e \textit{little
570 endian} a seconda di come i singoli bit vengono aggregati per formare le
571 variabili intere (in diretta corrispondenza a come sono poi in realtà cablati
572 sui bus interni del computer).
574 Per capire meglio il problema si consideri un intero a 16 bit scritto in una
575 locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. I singoli bit possono essere
576 disposti un memoria in due modi, a partire dal più significativo o a partire
577 dal meno significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i
578 bit più significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno
579 significativi nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto
580 \textit{little endian} dato che il dato finale è la parte ``piccola'' del
581 numero. Il caso opposto, in cui si parte dal bit meno significativo è detto
582 per lo stesso motivo \textit{big endian}.
584 La \textit{endianess}\index{endianess} di un computer dipende essenzialmente
585 dalla architettura hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little
586 endian}, Motorola, IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il
587 \textit{big endian}. Il formato della rete è anch'esso \textit{big endian},
588 altri esempi sono quello del bus PCI, che è \textit{little endian}, o quello
589 del bus VME che è \textit{big endian}.
591 Esistono poi anche dei processori che possono scegliere il tipo di formato
592 all'avvio e alcuni che, come il PowerPC o l'Intel i860, possono pure passare
593 da un tipo di ordinamento all'altro con una specifica istruzione. In ogni caso
594 in Linux l'ordinamento è definito dall'architettura e dopo l'avvio del sistema
595 resta sempre lo stesso, anche quando il processore permetterebbe di eseguire
598 \subsection{Le funzioni per il riordinamento}
599 \label{sec:sock_func_ord}
601 Il problema connesso all'endianess\index{endianess} è che quando si passano
602 dei dati da un tipo di architettura all'altra i dati vengono interpretati in
603 maniera diversa, e ad esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà
604 con i due byte in cui è suddiviso scambiati di posto, e ne sarà quindi
605 invertito l'ordine di lettura per cui, per riavere il valore originale
606 dovranno essere rovesciati.
608 Per questo motivo si usano le seguenti funzioni di conversione che servono a
609 tener conto automaticamente della possibile differenza fra l'ordinamento usato
610 sul computer e quello che viene usato nelle trasmissione sulla rete; queste
613 \headdecl{netinet/in.h}
614 \funcdecl{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)}
615 Converte l'intero a 32 bit \var{hostlong} dal formato della macchina a
618 \funcdecl{unsigned short int htons(unsigned short int hostshort)}
619 Converte l'intero a 16 bit \var{hostshort} dal formato della macchina a
622 \funcdecl{unsigned long int ntonl(unsigned long int netlong)}
623 Converte l'intero a 32 bit \var{netlong} dal formato della rete a quello
626 \funcdecl{unsigned sort int ntons(unsigned short int netshort)}
627 Converte l'intero a 16 bit \var{netshort} dal formato della rete a quello
630 \bodydesc{Tutte le funzioni restituiscono il valore convertito, e non hanno
634 I nomi sono assegnati usando la lettera \texttt{n} come mnemonico per indicare
635 l'ordinamento usato sulla rete (da \textit{network order}) e la lettera
636 \texttt{h} come mnemonico per l'ordinamento usato sulla macchina locale (da
637 \textit{host order}), mentre le lettere \texttt{s} e \texttt{l} stanno ad
638 indicare i tipi di dato (\ctyp{long} o \ctyp{short}, riportati anche dai
641 Usando queste funzioni si ha la conversione automatica: nel caso in cui la
642 macchina che si sta usando abbia una architettura \textit{big endian} queste
643 funzioni sono definite come macro che non fanno nulla. Per questo motivo vanno
644 sempre utilizzate, anche quando potrebbero non essere necessarie, in modo da
645 assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
648 \subsection{Le funzioni \func{inet\_aton}, \func{inet\_addr} e
650 \label{sec:sock_func_ipv4}
652 Un secondo insieme di funzioni di manipolazione serve per passare dal formato
653 binario usato nelle strutture degli indirizzi alla rappresentazione simbolica
654 dei numeri IP che si usa normalmente.
656 Le prime tre funzioni di manipolazione riguardano la conversione degli
657 indirizzi IPv4 da una stringa in cui il numero di IP è espresso secondo la
658 cosiddetta notazione \textit{dotted-decimal}, (cioè nella forma
659 \texttt{192.160.0.1}) al formato binario (direttamente in \textit{network
660 order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera \texttt{a} come
661 mnemonico per indicare la stringa. Dette funzioni sono:
663 \headdecl{arpa/inet.h}
665 \funcdecl{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)} Converte la stringa
666 dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in nel numero IP in network order.
668 \funcdecl{int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)} Converte
669 la stringa dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in un indirizzo IP.
671 \funcdecl{char *inet\_ntoa(struct in\_addr addrptr)}
672 Converte un indirizzo IP in una stringa \textit{dotted decimal}.
674 \bodydesc{Tutte queste le funzioni non generano codice di errore.}
677 La prima funcione, \func{inet\_addr}, restituisce l'indirizzo a 32 bit in
678 network order (del tipo \type{in\_addr\_t}) a partire dalla stringa passata
679 nellargomento \param{strptr}. In caso di errore (quando la stringa non esprime
680 un indirizzo valido) restituisce invece il valore \const{INADDR\_NONE} che
681 tipicamente sono trentadue bit a uno. Questo però comporta che la stringa
682 \texttt{255.255.255.255}, che pure è un indirizzo valido, non può essere usata
683 con questa funzione; per questo motivo essa è generalmente deprecata in favore
684 di \func{inet\_aton}.
686 La funzione \func{inet\_aton} converte la stringa puntata da \param{src}
687 nell'indirizzo binario che viene memorizzato nell'opportuna struttura
688 \var{in\_addr} (si veda \secref{fig:sock_sa_ipv4_struct}) situata
689 all'indirizzo dato dall'argomento \param{dest} (è espressa in questa forma in
690 modo da poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la
691 struttura degli indirizzi). La funzione restituesce 0 in caso di successo e 1
692 in caso di fallimento. Se usata con \var{dest} inizializzato a \val{NULL}
693 effettua la validazione dell'indirizzo.
695 L'ultima funzione, \func{inet\_ntoa}, converte il valore a 32 bit
696 dell'indirizzo (espresso in \textit{network order}) restituendo il puntatore
697 alla stringa che contiene l'espressione in formato dotted decimal. Si deve
698 tenere presente che la stringa risiede in memoria statica, per cui questa
699 funzione non è rientrante.
702 \subsection{Le funzioni \func{inet\_pton} e \func{inet\_ntop}}
703 \label{sec:sock_conv_func_gen}
705 Le tre funzioni precedenti sono limitate solo ad indirizzi IPv4, per questo
706 motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
707 \func{inet\_ntop} che possono convertire anche gli indirizzi IPv6. Anche in
708 questo caso le lettere \texttt{n} e \texttt{p} sono degli mnemonici per
709 ricordare il tipo di conversione effettuata e stanno per \textit{presentation}
712 % \begin{figure}[htb]
715 % \caption{Schema della rappresentazioni utilizzate dalle funzioni di
716 % conversione \texttt{inet\_pton} e \texttt{inet\_ntop} }
717 % \label{fig:sock_inet_conv_func}
721 Entrambe le funzioni accettano l'argomento \param{af} che indica il tipo di
722 indirizzo e può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. I
723 prototipi delle suddette funzioni sono i seguenti:
724 \begin{prototype}{sys/socket.h}
725 {int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)}
727 Converte l'indirizzo espresso tramite una stringa nel valore numerico.
729 \bodydesc{La funzione restituisce un valore negativo se \var{af} specifica
730 una famiglia di indirizzi non valida, con \var{errno} che assume il valore
731 \errcode{EAFNOSUPPORT}, un valore nullo se \param{src} non rappresenta un
732 indirizzo valido, ed un valore positivo in caso di successo.}
735 La funzione converte la stringa indicata tramite \param{src} nel valore
736 numerico dell'indirizzo IP del tipo specificato da \param{af} che viene
737 memorizzato all'indirizzo puntato da \var{addr\_ptr}, la funzione restituisce
738 un valore positivo in caso di successo, e zero se la stringa non rappresenta
739 un indirizzo valido, e negativo se \var{af} specifica una famiglia di
740 indirizzi non valida.
743 \begin{prototype}{sys/socket.h}
744 {char *inet\_ntop(int af, const void *addr\_ptr, char *dest, size\_t len)}
745 Converte l'indirizzo dalla relativa struttura in una stringa simbolica.
747 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore non nullo alla stringa
748 convertita in caso di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel
749 qual caso \var{errno} assume i valor:
751 \item[\errcode{ENOSPC}] le dimensioni della stringa con la conversione
752 dell'indirizzo eccedono la lunghezza specificata da \var{len}.
753 \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \var{af} non è una
758 La funzione converte la struttura dell'indirizzo puntata da \var{addr\_ptr} in
759 una stringa che viene copiata nel buffer puntato dall'indirizzo \var{dest};
760 questo deve essere preallocato dall'utente e la lunghezza deve essere almeno
761 \const{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e \const{INET6\_ADDRSTRLEN}
762 per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve comunque venire specificata
763 attraverso il parametro \var{len}.
765 Gli indirizzi vengono convertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
766 (\var{struct in\_addr} per IPv4, e \var{struct in6\_addr} per IPv6), che
767 devono essere precedentemente allocate e passate attraverso il puntatore
768 \var{addr\_ptr}; il parametro \var{dest} di \func{inet\_ntop} non può essere
769 nullo e deve essere allocato precedentemente.
771 Il formato usato per gli indirizzi in formato di presentazione è la notazione
772 \textit{dotted decimal} per IPv4 e quello descritto in
773 \secref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
778 \section{Un esempio di applicazione}
779 \label{sec:sock_appplication}
781 Per evitare di rendere questa introduzione ai socket puramente teorica
782 iniziamo con il mostrare un esempio di un client TCP elementare. Prima di
783 passare agli esempi del client e del server, ritorniamo con maggiori dettagli
784 su una caratteristica delle funzioni di I/O che nel caso dei socket è
785 particolarmente rilevante, e che ci tornerà utile anche in seguito.
788 \subsection{Il comportamento delle funzioni di I/O}
789 \label{sec:sock_io_behav}
791 Una cosa di cui non sempre si è consapevoli quando si ha a che fare con i
792 socket è che le funzioni di input/output non sempre hanno lo stesso
793 comportamento che avrebbero con i normali files (in particolare questo accade
794 per i socket di tipo stream).
796 Infatti con i socket è comune che funzioni come \func{read} o \func{write}
797 possano restituire in input o scrivere in output un numero di byte minore di
798 quello richiesto. Come già accennato in \secref{sec:file_read} questo è un
799 comportamento normale per l'I/O su file; con i normali file di dati il
800 problema si avverte solo quando si incontra la fine del file, ma in generale
803 In questo caso tutto quello che il programma chiamante deve fare è di ripetere
804 la lettura (o scrittura) per la quantità di byte rimanenti (e le funzioni si
805 possono bloccare se i dati non sono disponibili): è lo stesso comportamento
806 che si può avere scrivendo più di \const{PIPE\_BUF} byte in una pipe (si
807 riveda quanto detto in \secref{sec:ipc_pipes}).
815 ssize_t SockRead(int fd, void *buf, size_t count)
821 while (nleft > 0) { /* repeat until no left */
822 if ( (nread = read(fd, buf, nleft)) < 0) {
823 if (errno == EINTR) { /* if interrupted by system call */
824 continue; /* repeat the loop */
826 return(nread); /* otherwise exit */
828 } else if (nread == 0) { /* EOF */
829 break; /* break loop here */
831 nleft -= nread; /* set left to read */
832 buf +=nread; /* set pointer */
834 return (count - nleft);
837 \caption{Funzione \func{SockRead}, legge \var{count} byte da un socket }
838 \label{fig:sock_SockRead_code}
841 Per questo motivo, seguendo l'esempio di W. R. Stevens in \cite{UNP1}, si sono
842 definite due funzioni \func{SockRead} e \func{SockWrite} che eseguono la
843 lettura da un socket tenendo conto di questa caratteristica, ed in grado di
844 ritornare dopo avere letto o scritto esattamente il numero di byte
845 specificato; il sorgente è riportato in \figref{fig:sock_SockRead_code} e
846 \figref{fig:sock_SockWrite_code} ed è disponibile fra i sorgenti allegati alla
847 guida nei files \file{SockRead.c} e \file{SockWrite.c}.
855 ssize_t SockWrite(int fd, const void *buf, size_t count)
861 while (nleft > 0) { /* repeat until no left */
862 if ( (nwritten = write(fd, buf, nleft)) < 0) {
863 if (errno == EINTR) { /* if interrupted by system call */
864 continue; /* repeat the loop */
866 return(nwritten); /* otherwise exit with error */
869 nleft -= nwritten; /* set left to write */
870 buf +=nwritten; /* set pointer */
875 \caption{Funzione \func{SockWrite}, scrive \var{count} byte su un socket }
876 \label{fig:sock_SockWrite_code}
879 Come si può notare le funzioni ripetono la lettura/scrittura in un ciclo fino
880 all'esaurimento del numero di byte richiesti, in caso di errore viene
881 controllato se questo è \errcode{EINTR} (cioè un'interruzione della system call
882 dovuta ad un segnale), nel qual caso l'accesso viene ripetuto, altrimenti
883 l'errore viene ritornato interrompendo il ciclo.
885 Nel caso della lettura, se il numero di byte letti è zero, significa che si è
886 arrivati alla fine del file (per i socket questo significa in genere che
887 l'altro capo è stato chiuso, e non è quindi più possibile leggere niente) e
888 pertanto si ritorna senza aver concluso la lettura di tutti i byte richiesti.
892 \subsection{Un primo esempio di client}
893 \label{sec:net_cli_sample}
895 Lo scopo di questo esempio è fornire un primo approccio alla programmazione di
896 rete e vedere come si usano le funzioni descritte in precedenza, alcune delle
897 funzioni usate nell'esempio saranno trattate in dettaglio nel capitolo
898 successivo; qui ci limiteremo a introdurre la nomenclatura senza fornire
899 definizioni precise e dettagli di funzionamento che saranno trattati
900 estensivamente più avanti.
902 In \figref{fig:net_cli_code} è riportata la sezione principale del codice del
903 nostro client elementare per il servizio \textit{daytime}, un servizio
904 standard che restituisce l'ora locale della macchina a cui si effettua la
910 #include <sys/types.h> /* predefined types */
911 #include <unistd.h> /* include unix standard library */
912 #include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utilities */
913 #include <sys/socket.h> /* socket library */
914 #include <stdio.h> /* include standard I/O library */
916 int main(int argc, char *argv[])
920 struct sockaddr_in serv_add;
921 char buffer[MAXLINE];
924 if ( (sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
925 perror("Socket creation error");
928 /* initialize address */
929 memset((void *) &serv_add, 0, sizeof(serv_add)); /* clear server address */
930 serv_add.sin_family = AF_INET; /* address type is INET */
931 serv_add.sin_port = htons(13); /* daytime post is 13 */
932 /* build address using inet_pton */
933 if ( (inet_pton(AF_INET, argv[optind], &serv_add.sin_addr)) <= 0) {
934 perror("Address creation error");
937 /* extablish connection */
938 if (connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&serv_add, sizeof(serv_add)) < 0) {
939 perror("Connection error");
942 /* read daytime from server */
943 while ( (nread = read(sock_fd, buffer, MAXLINE)) > 0) {
945 if (fputs(buffer, stdout) == EOF) { /* write daytime */
946 perror("fputs error");
952 perror("Read error");
959 \caption{Esempio di codice di un client elementare per il servizio daytime.}
960 \label{fig:net_cli_code}
963 Il sorgente completo del programma (\file{ElemDaytimeTCPClient.c}, che
964 comprende il trattamento delle opzioni e una funzione per stampare un
965 messaggio di aiuto) è allegato alla guida nella sezione dei codici sorgente e
966 può essere compilato su una qualunque macchina Linux.
968 Il programma anzitutto include gli header necessari (\texttt{\small 1--5});
969 dopo la dichiarazione delle variabili (\texttt{\small 9--12}) si è omessa
970 tutta la parte relativa al trattamento degli argomenti passati dalla linea di
971 comando (effettuata con le apposite routine illustrate in
972 \capref{sec:proc_opt_handling}).
974 Il primo passo (\texttt{\small 14--18}) è creare un \textit{socket} IPv4
975 (\const{AF\_INET}), di tipo TCP \const{SOCK\_STREAM}. La funzione
976 \func{socket} ritorna il descrittore che viene usato per identificare il
977 socket in tutte le chiamate successive. Nel caso la chiamata fallisca si
978 stampa un errore con la relativa routine e si esce.
980 Il passo seguente (\texttt{\small 19--27}) è quello di costruire un'apposita
981 struttura \type{sockaddr\_in} in cui sarà inserito l'indirizzo del server ed
982 il numero della porta del servizio. Il primo passo è inizializzare tutto a
983 zero, per poi inserire il tipo di protocollo e la porta (usando per
984 quest'ultima la funzione \func{htons} per convertire il formato dell'intero
985 usato dal computer a quello usato nella rete), infine si utilizza la funzione
986 \func{inet\_pton} per convertire l'indirizzo numerico passato dalla linea di
989 Usando la funzione \func{connect} sul socket creato in precedenza
990 (\texttt{\small 28--32}) si provvede poi a stabilire la connessione con il
991 server specificato dall'indirizzo immesso nella struttura passata come secondo
992 argomento, il terzo argomento è la dimensione di detta struttura. Dato che
993 esistono diversi tipi di socket, si è dovuto effettuare un cast della
994 struttura inizializzata in precedenza, che è specifica per i socket IPv4. Un
995 valore di ritorno negativo implica il fallimento della connessione.
997 Completata con successo la connessione il passo successivo (\texttt{\small
998 34--40}) è leggere la data dal socket; il server invierà sempre una stringa
999 di 26 caratteri della forma \verb|Wed Apr 4 00:53:00 2001\r\n|, che viene
1000 letta dalla funzione \func{read} e scritta su \file{stdout}.
1002 Dato il funzionamento di TCP la risposta potrà tornare in un unico pacchetto
1003 di 26 byte (come avverrà senz'altro nel caso in questione) ma potrebbe anche
1004 arrivare in 26 pacchetti di un byte. Per questo nel caso generale non si può
1005 mai assumere che tutti i dati arrivino con una singola lettura, pertanto
1006 quest'ultima deve essere effettuata in un ciclo in cui si continui a leggere
1007 fintanto che la funzione \func{read} non ritorni uno zero (che significa che
1008 l'altro capo ha chiuso la connessione) o un numero minore di zero (che
1009 significa un errore nella connessione).
1011 Si noti come in questo caso la fine dei dati sia specificata dal server che
1012 chiude la connessione; questa è una delle tecniche possibili (è quella usata
1013 pure dal protocollo HTTP), ma ce ne possono essere altre, ad esempio FTP marca
1014 la conclusione di un blocco di dati con la sequenza ASCII \verb|\r\n|
1015 (carriage return e line feed), mentre il DNS mette la lunghezza in testa ad
1016 ogni blocco che trasmette. Il punto essenziale è che TCP non provvede nessuna
1017 indicazione che permetta di marcare dei blocchi di dati, per cui se questo è
1018 necessario deve provvedere il programma stesso.
1020 \subsection{Un primo esempio di server}
1021 \label{sec:net_serv_sample}
1023 Dopo aver illustrato il client daremo anche un esempio di un server
1024 elementare, in grado di rispondere al precedente client. Il listato è
1025 nuovamente mostrato in \figref{fig:net_serv_code}, il sorgente completo
1026 (\file{ElemDaytimeTCPServer.c}) è allegato insieme agli altri file nella
1027 directory \file{sources}.
1029 \begin{figure}[!htbp]
1031 \begin{lstlisting}{}
1032 #include <sys/types.h> /* predefined types */
1033 #include <unistd.h> /* include unix standard library */
1034 #include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utilities */
1035 #include <sys/socket.h> /* socket library */
1036 #include <stdio.h> /* include standard I/O library */
1040 int main(int argc, char *argv[])
1043 * Variables definition
1045 int list_fd, conn_fd;
1047 struct sockaddr_in serv_add;
1048 char buffer[MAXLINE];
1052 if ( (list_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
1053 perror("Socket creation error");
1056 /* initialize address */
1057 memset((void *)&serv_add, 0, sizeof(serv_add)); /* clear server address */
1058 serv_add.sin_family = AF_INET; /* address type is INET */
1059 serv_add.sin_port = htons(13); /* daytime port is 13 */
1060 serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* connect from anywhere */
1062 if (bind(list_fd, (struct sockaddr *)&serv_add, sizeof(serv_add)) < 0) {
1063 perror("bind error");
1066 /* listen on socket */
1067 if (listen(list_fd, BACKLOG) < 0 ) {
1068 perror("listen error");
1071 /* write daytime to client */
1073 if ( (conn_fd = accept(list_fd, (struct sockaddr *) NULL, NULL)) <0 ) {
1074 perror("accept error");
1077 timeval = time(NULL);
1078 snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%.24s\r\n", ctime(&timeval));
1079 if ( (write(conn_fd, buffer, strlen(buffer))) < 0 ) {
1080 perror("write error");
1089 \caption{Esempio di codice di un semplice server per il servizio daytime.}
1090 \label{fig:net_serv_code}
1093 Come per il client si includono gli header necessari a cui è aggiunto quello
1094 per trattare i tempi, e si definiscono alcune costanti e le variabili
1095 necessarie in seguito (\texttt{\small 1--18}), come nel caso precedente si
1096 sono omesse le parti relative al trattamento delle opzioni da riga di comando.
1098 La creazione del socket (\texttt{\small 22--26}) è analoga al caso precedente,
1099 come pure l'inizializzazione della struttura \type{sockaddr\_in}, anche in
1100 questo caso si usa la porta standard del servizio daytime, ma come indirizzo
1101 IP si il valore predefinito \const{INET\_ANY} che corrisponde ad un indirizzo
1102 generico (\texttt{\small 27--31}).
1104 Si effettua poi (\texttt{\small 32--36}) la chiamata alla funzione
1105 \func{bind} che permette di associare la precedente struttura al socket, in
1106 modo che quest'ultimo possa essere usato per accettare connessioni su una
1107 qualunque delle interfacce di rete locali.
1109 Il passo successivo (\texttt{\small 37--41}) è mettere ``in ascolto'' il
1110 socket, questo viene effettuato con la funzione \func{listen} che dice al
1111 kernel di accettare connessioni per il socket specificato, la funzione indica
1112 inoltre, con il secondo parametro, il numero massimo di connessioni che il
1113 kernel accetterà di mettere in coda per il suddetto socket.
1115 Questa ultima chiamata completa la preparazione del socket per l'ascolto (che
1116 viene chiamato anche \textit{listening descriptor}) a questo punto il processo
1117 è mandato in sleep (\texttt{\small 44--47}) con la successiva chiamata alla
1118 funzione \func{accept}, fin quando non arriva e viene accettata una
1119 connessione da un client.
1121 Quando questo avviene \func{accept} ritorna un secondo descrittore di socket,
1122 che viene chiamato \textit{connected descriptor} che è quello che viene usato
1123 dalla successiva chiamata alla \func{write} per scrivere la risposta al
1124 client, una volta che si è opportunamente (\texttt{\small 48--49}) costruita
1125 la stringa con la data da trasmettere. Completata la trasmissione il nuovo
1126 socket viene chiuso (\texttt{\small 54}). Il tutto è inserito in un ciclo
1127 infinito (\texttt{\small 42--55}) in modo da poter ripetere l'invio della data
1128 ad una successiva connessione.
1130 È importante notare che questo server è estremamente elementare, infatti a
1131 parte il fatto di essere dipendente da IPv4, esso è in grado di servire solo
1132 un client alla volta, è cioè un \textsl{server iterativo}, inoltre esso è
1133 scritto per essere lanciato da linea di comando, se lo si volesse utilizzare
1134 come demone di sistema (che è in esecuzione anche quando non c'è nessuna shell
1135 attiva e il terminale da cui lo si è lanciato è stato sconnesso),
1136 occorrerebbero delle opportune modifiche.
1140 %%% Local Variables:
1142 %%% TeX-master: "gapil"