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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
31 \subsection{I \textit{socket}}
32 \label{sec:sock_socket_def}
34 Il \textit{socket}\footnote{una traduzione letterale potrebbe essere
35 \textsl{presa}, ma essendo universalmente noti come socket utilizzeremo
36 sempre la parola inglese.} è uno dei principali meccanismi di comunicazione
37 fra programmi utilizzato in ambito Unix. Il socket costituisce in sostanza un
38 canale di comunicazione fra due processi su cui si possono leggere e scrivere
39 dati analogo a quello di una pipe (vedi \secref{sec:ipc_pipes}) ma a
40 differenza di questa e degli altri meccanismi esaminati nel capitolo
41 \capref{cha:IPC} i socket non sono limitati alla comunicazione fra processi
42 che girano sulla stessa macchina ma possono effettuare la comunicazione anche
45 Quella dei socket costituisce infatti la principale API (\textit{Application
46 Program Interface}) usata nella programmazione di rete. La loro origine
47 risale al 1983, quando furono introdotti nel BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta
48 sostanzialmente la stessa con piccole modifiche negli anni successivi. Benché
49 siano state sviluppate interfacce alternative, originate dai sistemi SVr4,
50 come la XTI (\textit{X/Open Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la
51 diffusione e la popolarità di quella dei socket (né tantomeno la stessa
52 usabilità e flessibilità).
54 La flessibilità e la genericità dell'interfaccia inoltre ha consentito di
55 utilizzare i socket con i più disparati meccanismi di comunicazione, e non
56 solo con la suite dei protocolli TCP/IP, che sarà comunque quella di cui
57 tratteremo in maniera più estesa.
60 \subsection{Concetti base}
63 Per capire il funzionamento dei socket occorre avere presente il funzionamento
64 dei protocolli di rete (vedi \capref{cha:network}), ma l'interfaccia è del
65 tutto generale e benché le problematiche (e quindi le modalità di risolvere i
66 problemi) siano diverse a seconda del tipo di protocollo di comunicazione
67 usato, le funzioni da usare restano le stesse.
69 Per questo motivo una semplice descrizione dell'interfaccia è assolutamente
70 inutile, in quanto il comportamento di quest'ultima e le problematiche da
71 affrontare cambiano radicalmente a seconda dello \textsl{stile} di
72 comunicazione usato. La scelta di questo stile va infatti ad incidere sulla
73 semantica che verrà utilizzata a livello utente per gestire la comunicazione
74 (su come inviare e ricevere i dati) e sul comportamento effettivo delle
77 La scelta di uno stile dipende sia dai meccanismi disponibili, sia dal tipo di
78 comunicazione che si vuole effettuare. Ad esempio alcuni stili di
79 comunicazione considerano i dati come una sequenza continua di byte, altri
80 invece li raggruppano in blocchi (i pacchetti).
82 Un'altro esempio di stile concerne la possibilità che la comunicazione possa o
83 meno perdere dati, possa o meno non rispettare l'ordine in cui essi non sono
84 inviati, o inviare dei pacchetti più volte (come nel caso di TCP e UDP).
86 Un terzo esempio di stile di comunicazione concerne le modalità in cui essa
87 avviene, in certi casi essa può essere condotta con una connessione diretta
88 con un solo partner come per una telefonata; altri casi possono prevedere una
89 comunicazione come per lettera, in cui si scrive l'indirizzo su ogni
90 pacchetto, altri ancora una comunicazione \textit{broadcast} come per la
91 radio, in cui i pacchetti vengono emessi su appositi ``canali'' dove chiunque
92 si collega possa riceverli.
94 É chiaro che ciascuno di questi stili comporta una modalità diversa di gestire
95 la comunicazione, ad esempio se è inaffidabile occorrerà essere in grado di
96 gestire la perdita o il rimescolamento dei dati.
99 \section{La creazione di un \textit{socket}}
100 \label{sec:sock_creation}
102 Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
103 di interagire con protocolli di comunicazione anche molto diversi fra di loro;
104 in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
105 il tipo di comunicazione che esso deve utilizzare.
107 \subsection{La funzione \func{socket}}
108 \label{sec:sock_socket}
110 La creazione di un socket avviene attraverso l'uso della funzione
111 \func{socket}; questa restituisce un \textit{file descriptor}\footnote{del
112 tutto analogo a quelli che si ottengono per i file di dati e le pipe,
113 descritti in \secref{sec:file_fd}.} che serve come riferimento al socket; il
115 \begin{prototype}{sys/socket.h}{int socket(int domain, int type, int protocol)}
119 \bodydesc{La funzione restituisce un intero positivo in caso di successo, e
120 -1 in caso di fallimento, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà
123 \item[\errcode{EPROTONOSUPPORT}] Il tipo di socket o il protocollo scelto non
124 sono supportati nel dominio.
125 \item[\errcode{ENFILE}] Il kernel non ha memoria sufficiente a creare una
126 nuova struttura per il socket.
127 \item[\errcode{EMFILE}] Si è ecceduta la tabella dei file.
128 \item[\errcode{EACCES}] Non si hanno privilegi per creare un socket nel
129 dominio o con il protocollo specificato.
130 \item[\errcode{EINVAL}] Protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
131 \item[\errcode{ENOBUFS}] Non c'è sufficiente memoria per creare il socket
132 (può essere anche \errval{ENOMEM}).
136 La funzione ha tre argomenti, \param{domain} specifica il dominio del socket
137 (definisce cioè la famiglia di protocolli, come vedremo in
138 \secref{sec:sock_domain}), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce
139 cioè lo stile di comunicazione, come vedremo in \secref{sec:sock_type}) e
140 \param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
141 implicitamente dal tipo di socket, per cui viene messo a zero (con l'eccezione
142 dei \textit{raw socket}).
144 Si noti che la creazione del socket si limita ad allocare le opportune
145 strutture nel kernel (sostanzialmente una voce nella \textit{file table}) e
146 non comporta nulla riguardo all'indicazione degli indirizzi remoti o locali
147 attraverso i quali si vuole effettuare la comunicazione.
149 \subsection{Il dominio, o \textit{protocol family}}
150 \label{sec:sock_domain}
152 Dati i tanti e diversi protocolli di comunicazione disponibili, esistono vari
153 tipi di socket, che vengono classificati raggruppandoli in quelli che si
154 chiamano \textsl{domini}. La scelta di un dominio equivale in sostanza alla
155 scelta di una famiglia di protocolli. Ciascun dominio ha un suo nome simbolico
156 che convenzionalmente inizia con \texttt{PF\_} da \textit{protocol family},
157 altro nome con cui si indicano i domini.
159 A ciascun tipo di dominio corrisponde un analogo nome simbolico che inizia per
160 \texttt{AF\_} da \textit{address family}, e che identifica il formato degli
161 indirizzi usati in quel dominio; le pagine di manuale di Linux si riferiscono
162 a questi anche come \textit{name space}, (nome che però il manuale delle
163 \acr{glibc} riserva ai domini) e che identifica il formato degli indirizzi
164 usati in quel dominio.
166 L'idea alla base della distinzione era che una famiglia di protocolli potesse
167 supportare vari tipi di indirizzi, per cui il prefisso \texttt{PF\_} si
168 sarebbe dovuto usare nella creazione dei socket e il prefisso \texttt{AF\_} in
169 quello delle strutture degli indirizzi; questo è quanto specificato anche
170 dallo standard POSIX.1g, ma non esistono a tuttora famiglie di protocolli che
171 supportino diverse strutture di indirizzi, per cui nella pratica questi due
172 nomi sono equivalenti e corrispondono agli stessi valori.
174 I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
175 indirizzi sono definiti dall'header \textit{socket.h}. In Linux le famiglie di
176 protocolli disponibili sono riportate in \tabref{tab:net_pf_names}.
181 \begin{tabular}[c]{|l|l|l|}
183 \textbf{Nome} & \textbf{Utilizzo} &\textbf{Man page} \\
187 \const{PF\_LOCAL} & Local communication & unix(7) \\
188 \const{PF\_INET} & IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
189 \const{PF\_INET6} & IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
190 \const{PF\_IPX} & IPX - Novell protocols & \\
191 \const{PF\_NETLINK}& Kernel user interface device & netlink(7) \\
192 \const{PF\_X25} & ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol & x25(7) \\
193 \const{PF\_AX25} & Amateur radio AX.25 protocol & \\
194 \const{PF\_ATMPVC} & Access to raw ATM PVCs & \\
195 \const{PF\_APPLETALK}& Appletalk & ddp(7) \\
196 \const{PF\_PACKET} & Low level packet interface & packet(7) \\
199 \caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux}
200 \label{tab:net_pf_names}
203 Non tutte le famiglie di protocolli sono accessibili dall'utente generico, ad
204 esempio in generale tutti i socket di tipo \const{SOCK\_RAW} possono essere
205 creati solo da processi che hanno i privilegi di root (cioè con userid
206 effettivo uguale a zero) o con la capability \texttt{CAP\_NET\_RAW}.
209 \subsection{Il tipo, o stile}
210 \label{sec:sock_type}
212 La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
213 comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
214 utilizzare fra quelli disponibili nella famiglia scelta. Le API permettono di
215 scegliere lo stile di comunicazione indicando il tipo di socket; Linux e le
216 \acr{glibc} mettono a disposizione i seguenti tipi di socket (che il manuale
217 della \acr{glibc} chiama \textit{styles}) definiti come \ctyp{int} in
221 \item \const{SOCK\_STREAM} Provvede un canale di trasmissione dati
222 bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
223 altro socket. I dati vengono ricevuti e trasmessi come un flusso continuo di
224 byte (da cui il nome \textit{stream}).
225 \item \const{SOCK\_DGRAM} Viene usato per mandare pacchetti di lunghezza
226 massima fissata (\textit{datagram}) indirizzati singolarmente, senza
227 connessione e in maniera non affidabile. È l'opposto del precedente.
228 \item \const{SOCK\_SEQPACKET} Provvede un canale di trasmissione di dati
229 bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
230 altro socket. I dati possono solo essere trasmessi e letti per pacchetti (di
231 dimensione massima fissata).
232 \item \const{SOCK\_RAW} Provvede l'accesso a basso livello ai protocolli di
233 rete e alle varie interfacce. I normali programmi di comunicazione non
235 \item \const{SOCK\_RDM} Provvede un canale di trasmissione di pacchetti
236 affidabile ma in cui non è garantito l'ordine di arrivo dei pacchetti.
237 \item \const{SOCK\_PACKET} Obsoleto, non deve essere usato.
240 Si tenga presente che non tutte le combinazioni fra una famiglia di protocolli
241 e un tipo di socket sono valide, in quanto non è detto che in una famiglia
242 esista un protocollo per ciascuno dei diversi stili di comunicazione appena
248 \begin{tabular}{l|c|c|c|c|c|}
249 \multicolumn{1}{c}{} &\multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_STREAM}}&
250 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_DGRAM}} &
251 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_RAW}} &
252 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_PACKET}}&
253 \multicolumn{1}{c}{\const{SOCK\_SEQPACKET}} \\
255 \const{PF\_UNIX} & si & si & & & \\
257 \const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & & \\
259 \const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & & \\
261 \const{PF\_IPX} & & & & & \\
263 \const{PF\_NETLINK} & & si & si & & \\
265 \const{PF\_X25} & & & & & si \\
267 \const{PF\_AX25} & & & & & \\
269 \const{PF\_ATMPVC} & & & & & \\
271 \const{PF\_APPLETALK} & & si & si & & \\
273 \const{PF\_PACKET} & & si & si & & \\
276 \caption{Combinazioni valide di dominio e tipo di protocollo per la
277 funzione \func{socket}.}
278 \label{tab:sock_sock_valid_combinations}
281 In \secref{tab:sock_sock_valid_combinations} sono mostrate le combinazioni
282 valide possibili per le varie famiglie di protocolli. Per ogni combinazione
283 valida si è indicato il tipo di protocollo, o la parola \textsl{si} qualora
284 non il protocollo non abbia un nome definito, mentre si sono lasciate vuote le
285 caselle per le combinazioni non supportate.
289 \section{Le strutture degli indirizzi dei socket}
290 \label{sec:sock_sockaddr}
292 Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
293 tipo di famiglia di protocolli che si vuole utilizzare, in particolare nessun
294 indirizzo che identifichi i due capi della comunicazione. La funzione infatti
295 si limita ad allocare nel kernel quanto necessario per poter poi realizzare la
298 Gli indirizzi vengono specificati attraverso apposite strutture che vengono
299 utilizzate dalle altre funzioni della API dei socket quando la comunicazione
300 viene effettivamente realizzata.
302 Ogni famiglia di protocolli ha ovviamente una sua forma di indirizzamento e in
303 corrispondenza a questa una sua peculiare struttura degli indirizzi; i nomi di
304 tutte queste strutture iniziano per \var{sockaddr\_}, quelli propri di
305 ciascuna famiglia vengono identificati dal suffisso finale, aggiunto al nome
309 \subsection{La struttura generica}
310 \label{sec:sock_sa_gen}
312 Le strutture degli indirizzi vengono sempre passate alle varie funzioni
313 attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
314 maneggiare puntatori a strutture relative a tutti gli indirizzi possibili
315 nelle varie famiglie di protocolli; questo pone il problema di come passare
316 questi puntatori, il C ANSI risolve questo problema coi i puntatori generici
317 (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla definizione
318 dello standard ANSI, e per questo nel 1982 fu scelto di definire una struttura
319 generica per gli indirizzi dei socket, \type{sockaddr}, che si è riportata in
320 \figref{fig:sock_sa_gen_struct}.
323 \footnotesize \centering
324 \begin{minipage}[c]{15cm}
325 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
327 sa_family_t sa_family; /* address family: AF_xxx */
328 char sa_data[14]; /* address (protocol-specific) */
332 \caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket \type{sockaddr}}
333 \label{fig:sock_sa_gen_struct}
336 Tutte le funzioni dei socket che usano gli indirizzi sono definite usando nel
337 prototipo un puntatore a questa struttura; per questo motivo quando si
338 invocano dette funzioni passando l'indirizzo di un protocollo specifico
339 occorrerà eseguire un casting del relativo puntatore.
341 I tipi di dati che compongono la struttura sono stabiliti dallo standard
342 POSIX.1g, riassunti in \tabref{tab:sock_data_types} con i rispettivi file di
343 include in cui sono definiti; la struttura è invece definita nell'include file
349 \begin{tabular}{|l|l|l|}
351 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Tipo}}&
352 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Descrizione}}&
353 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Header}} \\
356 \type{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
357 \type{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \file{sys/types.h}\\
358 \type{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
359 \type{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
360 \type{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
361 \type{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
363 \type{sa\_family\_t} & famiglia degli indirizzi& \file{sys/socket.h}\\
364 \type{socklen\_t} & lunghezza (\type{uint32\_t}) dell'indirizzo di
365 un socket& \file{sys/socket.h}\\
367 \type{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\type{uint32\_t}) &
368 \file{netinet/in.h}\\
369 \type{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
370 \file{netinet/in.h}\\
373 \caption{Tipi di dati usati nelle strutture degli indirizzi, secondo quanto
374 stabilito dallo standard POSIX.1g.}
375 \label{tab:sock_data_types}
378 In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
379 aggiuntivo \var{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens nei suoi
380 libri). Questo campo non verrebbe usato direttamente dal programmatore e non è
381 richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il campo
382 \type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
384 Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
385 di fare da riferimento per il casting, per il kernel le cose sono un po'
386 diverse, in quanto esso usa il puntatore per recuperare il campo
387 \var{sa\_family} con cui determinare il tipo di indirizzo; per questo
388 motivo, anche se l'uso di un puntatore \ctyp{void *} sarebbe più immediato
389 per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting), è stato mantenuto
390 l'uso di questa struttura.
393 \subsection{La struttura degli indirizzi IPv4}
394 \label{sec:sock_sa_ipv4}
396 I socket di tipo \const{PF\_INET} vengono usati per la comunicazione
397 attraverso internet; la struttura per gli indirizzi per un socket internet
398 (IPv4) è definita come \type{sockaddr\_in} nell'header file
399 \file{netinet/in.h} e secondo le pagine di manuale ha la forma mostrata in
400 \figref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
403 \footnotesize\centering
404 \begin{minipage}[c]{15cm}
405 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
407 sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
408 u_int16_t sin_port; /* port in network byte order */
409 struct in_addr sin_addr; /* internet address */
411 /* Internet address. */
413 u_int32_t s_addr; /* address in network byte order */
417 \caption{La struttura degli indirizzi dei socket internet (IPv4)
418 \type{sockaddr\_in}.}
419 \label{fig:sock_sa_ipv4_struct}
422 L'indirizzo di un socket internet (secondo IPv4) comprende l'indirizzo
423 internet di un'interfaccia più un numero di porta. Il protocollo IP non
424 prevede numeri di porta, che sono utilizzati solo dai protocolli di livello
425 superiore come TCP e UDP. Questa struttura però viene usata anche per i socket
426 RAW che accedono direttamente al livello di IP, nel qual caso il numero della
427 porta viene impostato al numero di protocollo.
429 Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato; \var{sin\_port}
430 specifica il numero di porta (vedi \secref{sec:TCPel_port_num}; i numeri di
431 porta sotto il 1024 sono chiamati \textsl{riservati} in quanto utilizzati da
432 servizi standard. Soltanto processi con i privilegi di root (con userid
433 effettivo uguale a zero) o con la capability \texttt{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}
434 possono usare la funzione \func{bind} su queste porte.
436 Il membro \var{sin\_addr} contiene l'indirizzo internet dell'altro capo
437 della comunicazione, e viene acceduto sia come struttura (un resto di una
438 implementazione precedente in cui questa era una \texttt{union} usata per
439 accedere alle diverse classi di indirizzi) che come intero.
441 Infine è da sottolineare che sia gli indirizzi che i numeri di porta devono
442 essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
443 con i bit ordinati in formato \textit{big endian}, questo comporta la
444 necessità di usare apposite funzioni di conversione per mantenere la
445 portabilità del codice (vedi \secref{sec:sock_addr_func} per i dettagli del
446 problema e le relative soluzioni).
449 \subsection{La struttura degli indirizzi IPv6}
450 \label{sec:sock_sa_ipv6}
452 Essendo IPv6 un'estensione di IPv4 i socket di tipo \const{PF\_INET6} sono
453 sostanzialmente identici ai precedenti; la parte in cui si trovano
454 praticamente tutte le differenze è quella della struttura degli indirizzi. La
455 struttura degli indirizzi è definita ancora in \file{netinet/in.h}.
458 \footnotesize \centering
459 \begin{minipage}[c]{15cm}
460 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
461 struct sockaddr_in6 {
462 u_int16_t sin6_family; /* AF_INET6 */
463 u_int16_t sin6_port; /* port number */
464 u_int32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
465 struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
466 u_int32_t sin6_scope_id; /* Scope id (new in 2.4) */
470 unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */
474 \caption{La struttura degli indirizzi dei socket IPv6
475 \type{sockaddr\_in6}.}
476 \label{fig:sock_sa_ipv6_struct}
479 Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad
480 \const{AF\_INET6}, il campo \var{sin6\_port} è analogo a quello di IPv4 e
481 segue le stesse regole; il campo \var{sin6\_flowinfo} è a sua volta diviso
482 in tre parti di cui i 24 bit inferiori indicano l'etichetta di flusso, i
483 successivi 4 bit la priorità e gli ultimi 4 sono riservati; questi valori
484 fanno riferimento ad alcuni campi specifici dell'header dei pacchetti IPv6
485 (vedi \secref{sec:IP_ipv6head}) ed il loro uso è sperimentale.
487 Il campo \var{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6,
488 infine il campo \var{sin6\_scope\_id} è un campo introdotto con il kernel
489 2.4 per gestire alcune operazioni riguardanti il multicasting.
491 Si noti che questa struttura è più grande di una \var{sockaddr} generica,
492 quindi occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla
493 possibilità di contenere i dati nelle dimensioni di quest'ultima.
496 \subsection{La struttura degli indirizzi locali}
497 \label{sec:sock_sa_local}
499 I socket di tipo \const{PF\_UNIX} o \const{PF\_LOCAL} vengono usati per una
500 comunicazione fra processi che stanno sulla stessa macchina (per vengono
501 chiamati \textit{local domain} o anche \textit{Unix domain}); essi rispetto ai
502 precedenti possono essere anche creati in maniera anonima attraverso la
503 funzione \func{socketpair} (vedi \secref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si
504 vuole fare riferimento esplicito ad uno di questi socket si deve usare la
505 seguente struttura di indirizzi definita nel file di header \file{sys/un.h}.
508 \footnotesize \centering
509 \begin{minipage}[c]{15cm}
510 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
511 #define UNIX_PATH_MAX 108
513 sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
514 char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
518 \caption{La struttura degli indirizzi dei socket locali
520 \label{fig:sock_sa_local_struct}
523 In questo caso il campo \var{sun\_family} deve essere \const{AF\_UNIX},
524 mentre il campo \var{sun\_path} deve specificare un indirizzo; questo ha
525 due forme un file (di tipo socket) nel filesystem o una stringa univoca
526 (tenuta in uno spazio di nomi astratto). Nel primo caso l'indirizzo viene
527 specificato come una stringa (terminata da uno zero) corrispondente al
528 pathname del file; nel secondo invece \var{sun\_path} inizia con uno zero
529 vengono usati i restanti byte come stringa (senza terminazione).
532 % \subsection{Il passaggio delle strutture}
533 % \label{sec:sock_addr_pass}
535 % Come detto nelle funzioni della API dei socket le strutture degli indirizzi
536 % vengono sempre passate per riferimento usando un puntatore; anche la lunghezza
537 % della struttura è passata come argomento, ma in questo caso la modalità del
538 % passaggio dipende dalla direzione del medesimo, dal processo al kernel o
541 % In particolare le tre funzioni \texttt{bind}, \texttt{connect} e
542 % \texttt{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
543 % \textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
546 % Le funzioni \texttt{accept}, \texttt{recvfrom}, \texttt{getsockname} e
547 % \texttt{getpeername} invece ricevono i valori del kernel
551 \section{Le funzioni di conversione degli indirizzi}
552 \label{sec:sock_addr_func}
554 In questa sezione tratteremo delle varie funzioni usate per manipolare gli
555 indirizzi, limitandoci però agli indirizzi internet.
557 Come accennato gli indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono
558 essere forniti in formato opportuno (il \textit{network order}). Per capire
559 cosa significa tutto ciò occorre introdurre un concetto generale che tornerà
560 utile anche in seguito.
563 \subsection{La \textit{endianess}\index{endianess}}
564 \label{sec:sock_endianess}
566 La rappresentazione di un numero binario in un computer può essere fatta in
567 due modi, chiamati rispettivamente \textit{big endian} e \textit{little
568 endian} a seconda di come i singoli bit vengono aggregati per formare le
569 variabili intere (in diretta corrispondenza a come sono poi in realtà cablati
570 sui bus interni del computer).
572 Per capire meglio il problema si consideri un intero a 16 bit scritto in una
573 locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. I singoli bit possono essere
574 disposti un memoria in due modi, a partire dal più significativo o a partire
575 dal meno significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i
576 bit più significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno
577 significativi nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto
578 \textit{little endian} dato che il dato finale è la parte ``piccola'' del
579 numero. Il caso opposto, in cui si parte dal bit meno significativo è detto
580 per lo stesso motivo \textit{big endian}.
582 La \textit{endianess}\index{endianess} di un computer dipende essenzialmente
583 dalla architettura hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little
584 endian}, Motorola, IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il
585 \textit{big endian}. Il formato della rete è anch'esso \textit{big endian},
586 altri esempi sono quello del bus PCI, che è \textit{little endian}, o quello
587 del bus VME che è \textit{big endian}.
589 Esistono poi anche dei processori che possono scegliere il tipo di formato
590 all'avvio e alcuni che, come il PowerPC o l'Intel i860, possono pure passare
591 da un tipo di ordinamento all'altro con una specifica istruzione. In ogni caso
592 in Linux l'ordinamento è definito dall'architettura e dopo l'avvio del sistema
593 resta sempre lo stesso, anche quando il processore permetterebbe di eseguire
596 \subsection{Le funzioni per il riordinamento}
597 \label{sec:sock_func_ord}
599 Il problema connesso all'endianess\index{endianess} è che quando si passano
600 dei dati da un tipo di architettura all'altra i dati vengono interpretati in
601 maniera diversa, e ad esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà
602 con i due byte in cui è suddiviso scambiati di posto, e ne sarà quindi
603 invertito l'ordine di lettura per cui, per riavere il valore originale
604 dovranno essere rovesciati.
606 Per questo motivo si usano le seguenti funzioni di conversione che servono a
607 tener conto automaticamente della possibile differenza fra l'ordinamento usato
608 sul computer e quello che viene usato nelle trasmissione sulla rete; queste
611 \headdecl{netinet/in.h}
612 \funcdecl{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)}
613 Converte l'intero a 32 bit \var{hostlong} dal formato della macchina a
616 \funcdecl{unsigned short int htons(unsigned short int hostshort)}
617 Converte l'intero a 16 bit \var{hostshort} dal formato della macchina a
620 \funcdecl{unsigned long int ntonl(unsigned long int netlong)}
621 Converte l'intero a 32 bit \var{netlong} dal formato della rete a quello
624 \funcdecl{unsigned sort int ntons(unsigned short int netshort)}
625 Converte l'intero a 16 bit \var{netshort} dal formato della rete a quello
628 \bodydesc{Tutte le funzioni restituiscono il valore convertito, e non hanno
632 I nomi sono assegnati usando la lettera \texttt{n} come mnemonico per indicare
633 l'ordinamento usato sulla rete (da \textit{network order}) e la lettera
634 \texttt{h} come mnemonico per l'ordinamento usato sulla macchina locale (da
635 \textit{host order}), mentre le lettere \texttt{s} e \texttt{l} stanno ad
636 indicare i tipi di dato (\ctyp{long} o \ctyp{short}, riportati anche dai
639 Usando queste funzioni si ha la conversione automatica: nel caso in cui la
640 macchina che si sta usando abbia una architettura \textit{big endian} queste
641 funzioni sono definite come macro che non fanno nulla. Per questo motivo vanno
642 sempre utilizzate, anche quando potrebbero non essere necessarie, in modo da
643 assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
646 \subsection{Le funzioni \func{inet\_aton}, \func{inet\_addr} e
648 \label{sec:sock_func_ipv4}
650 Un secondo insieme di funzioni di manipolazione serve per passare dal formato
651 binario usato nelle strutture degli indirizzi alla rappresentazione simbolica
652 dei numeri IP che si usa normalmente.
654 Le prime tre funzioni di manipolazione riguardano la conversione degli
655 indirizzi IPv4 da una stringa in cui il numero di IP è espresso secondo la
656 cosiddetta notazione \textit{dotted-decimal}, (cioè nella forma
657 \texttt{192.160.0.1}) al formato binario (direttamente in \textit{network
658 order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera \texttt{a} come
659 mnemonico per indicare la stringa. Dette funzioni sono:
661 \headdecl{arpa/inet.h}
663 \funcdecl{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)} Converte la stringa
664 dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in nel numero IP in network order.
666 \funcdecl{int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)} Converte
667 la stringa dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in un indirizzo IP.
669 \funcdecl{char *inet\_ntoa(struct in\_addr addrptr)}
670 Converte un indirizzo IP in una stringa \textit{dotted decimal}.
672 \bodydesc{Tutte queste le funzioni non generano codice di errore.}
675 La prima funcione, \func{inet\_addr}, restituisce l'indirizzo a 32 bit in
676 network order (del tipo \type{in\_addr\_t}) a partire dalla stringa passata
677 nellargomento \param{strptr}. In caso di errore (quando la stringa non esprime
678 un indirizzo valido) restituisce invece il valore \const{INADDR\_NONE} che
679 tipicamente sono trentadue bit a uno. Questo però comporta che la stringa
680 \texttt{255.255.255.255}, che pure è un indirizzo valido, non può essere usata
681 con questa funzione; per questo motivo essa è generalmente deprecata in favore
682 di \func{inet\_aton}.
684 La funzione \func{inet\_aton} converte la stringa puntata da \param{src}
685 nell'indirizzo binario che viene memorizzato nell'opportuna struttura
686 \var{in\_addr} (si veda \secref{fig:sock_sa_ipv4_struct}) situata
687 all'indirizzo dato dall'argomento \param{dest} (è espressa in questa forma in
688 modo da poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la
689 struttura degli indirizzi). La funzione restituesce 0 in caso di successo e 1
690 in caso di fallimento. Se usata con \var{dest} inizializzato a \val{NULL}
691 effettua la validazione dell'indirizzo.
693 L'ultima funzione, \func{inet\_ntoa}, converte il valore a 32 bit
694 dell'indirizzo (espresso in \textit{network order}) restituendo il puntatore
695 alla stringa che contiene l'espressione in formato dotted decimal. Si deve
696 tenere presente che la stringa risiede in memoria statica, per cui questa
697 funzione non è rientrante.
700 \subsection{Le funzioni \func{inet\_pton} e \func{inet\_ntop}}
701 \label{sec:sock_conv_func_gen}
703 Le tre funzioni precedenti sono limitate solo ad indirizzi IPv4, per questo
704 motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
705 \func{inet\_ntop} che possono convertire anche gli indirizzi IPv6. Anche in
706 questo caso le lettere \texttt{n} e \texttt{p} sono degli mnemonici per
707 ricordare il tipo di conversione effettuata e stanno per \textit{presentation}
710 % \begin{figure}[htb]
713 % \caption{Schema della rappresentazioni utilizzate dalle funzioni di
714 % conversione \texttt{inet\_pton} e \texttt{inet\_ntop} }
715 % \label{fig:sock_inet_conv_func}
719 Entrambe le funzioni accettano l'argomento \param{af} che indica il tipo di
720 indirizzo e può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. I
721 prototipi delle suddette funzioni sono i seguenti:
722 \begin{prototype}{sys/socket.h}
723 {int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)}
725 Converte l'indirizzo espresso tramite una stringa nel valore numerico.
727 \bodydesc{La funzione restituisce un valore negativo se \var{af} specifica
728 una famiglia di indirizzi non valida, con \var{errno} che assume il valore
729 \errcode{EAFNOSUPPORT}, un valore nullo se \param{src} non rappresenta un
730 indirizzo valido, ed un valore positivo in caso di successo.}
733 La funzione converte la stringa indicata tramite \param{src} nel valore
734 numerico dell'indirizzo IP del tipo specificato da \param{af} che viene
735 memorizzato all'indirizzo puntato da \var{addr\_ptr}, la funzione restituisce
736 un valore positivo in caso di successo, e zero se la stringa non rappresenta
737 un indirizzo valido, e negativo se \var{af} specifica una famiglia di
738 indirizzi non valida.
741 \begin{prototype}{sys/socket.h}
742 {char *inet\_ntop(int af, const void *addr\_ptr, char *dest, size\_t len)}
743 Converte l'indirizzo dalla relativa struttura in una stringa simbolica.
745 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore non nullo alla stringa
746 convertita in caso di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel
747 qual caso \var{errno} assume i valor:
749 \item[\errcode{ENOSPC}] le dimensioni della stringa con la conversione
750 dell'indirizzo eccedono la lunghezza specificata da \var{len}.
751 \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \var{af} non è una
756 La funzione converte la struttura dell'indirizzo puntata da \var{addr\_ptr} in
757 una stringa che viene copiata nel buffer puntato dall'indirizzo \var{dest};
758 questo deve essere preallocato dall'utente e la lunghezza deve essere almeno
759 \const{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e \const{INET6\_ADDRSTRLEN}
760 per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve comunque venire specificata
761 attraverso il parametro \var{len}.
763 Gli indirizzi vengono convertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
764 (\var{struct in\_addr} per IPv4, e \var{struct in6\_addr} per IPv6), che
765 devono essere precedentemente allocate e passate attraverso il puntatore
766 \var{addr\_ptr}; il parametro \var{dest} di \func{inet\_ntop} non può essere
767 nullo e deve essere allocato precedentemente.
769 Il formato usato per gli indirizzi in formato di presentazione è la notazione
770 \textit{dotted decimal} per IPv4 e quello descritto in
771 \secref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
775 \section{Un esempio di applicazione}
776 \label{sec:sock_appplication}
778 Per evitare di rendere questa introduzione ai socket puramente teorica
779 iniziamo con il mostrare un esempio di un client TCP elementare. Prima di
780 passare agli esempi del client e del server, ritorniamo con maggiori dettagli
781 su una caratteristica delle funzioni di I/O che nel caso dei socket è
782 particolarmente rilevante, e che ci tornerà utile anche in seguito.
785 \subsection{Il comportamento delle funzioni di I/O}
786 \label{sec:sock_io_behav}
788 Una cosa di cui non sempre si è consapevoli quando si ha a che fare con i
789 socket è che le funzioni di input/output non sempre hanno lo stesso
790 comportamento che avrebbero con i normali files (in particolare questo accade
791 per i socket di tipo stream).
793 Infatti con i socket è comune che funzioni come \func{read} o \func{write}
794 possano restituire in input o scrivere in output un numero di byte minore di
795 quello richiesto. Come già accennato in \secref{sec:file_read} questo è un
796 comportamento normale per l'I/O su file; con i normali file di dati il
797 problema si avverte solo quando si incontra la fine del file, ma in generale
800 In questo caso tutto quello che il programma chiamante deve fare è di ripetere
801 la lettura (o scrittura) per la quantità di byte rimanenti (e le funzioni si
802 possono bloccare se i dati non sono disponibili): è lo stesso comportamento
803 che si può avere scrivendo più di \const{PIPE\_BUF} byte in una pipe (si
804 riveda quanto detto in \secref{sec:ipc_pipes}).
812 ssize_t SockRead(int fd, void *buf, size_t count)
818 while (nleft > 0) { /* repeat until no left */
819 if ( (nread = read(fd, buf, nleft)) < 0) {
820 if (errno == EINTR) { /* if interrupted by system call */
821 continue; /* repeat the loop */
823 return(nread); /* otherwise exit */
825 } else if (nread == 0) { /* EOF */
826 break; /* break loop here */
828 nleft -= nread; /* set left to read */
829 buf +=nread; /* set pointer */
831 return (count - nleft);
834 \caption{Funzione \func{SockRead}, legge \var{count} byte da un socket }
835 \label{fig:sock_SockRead_code}
838 Per questo motivo, seguendo l'esempio di W. R. Stevens in \cite{UNP1}, si sono
839 definite due funzioni \func{SockRead} e \func{SockWrite} che eseguono la
840 lettura da un socket tenendo conto di questa caratteristica, ed in grado di
841 ritornare dopo avere letto o scritto esattamente il numero di byte
842 specificato; il sorgente è riportato in \figref{fig:sock_SockRead_code} e
843 \figref{fig:sock_SockWrite_code} ed è disponibile fra i sorgenti allegati alla
844 guida nei files \file{SockRead.c} e \file{SockWrite.c}.
852 ssize_t SockWrite(int fd, const void *buf, size_t count)
858 while (nleft > 0) { /* repeat until no left */
859 if ( (nwritten = write(fd, buf, nleft)) < 0) {
860 if (errno == EINTR) { /* if interrupted by system call */
861 continue; /* repeat the loop */
863 return(nwritten); /* otherwise exit with error */
866 nleft -= nwritten; /* set left to write */
867 buf +=nwritten; /* set pointer */
872 \caption{Funzione \func{SockWrite}, scrive \var{count} byte su un socket }
873 \label{fig:sock_SockWrite_code}
876 Come si può notare le funzioni ripetono la lettura/scrittura in un ciclo fino
877 all'esaurimento del numero di byte richiesti, in caso di errore viene
878 controllato se questo è \errcode{EINTR} (cioè un'interruzione della system call
879 dovuta ad un segnale), nel qual caso l'accesso viene ripetuto, altrimenti
880 l'errore viene ritornato interrompendo il ciclo.
882 Nel caso della lettura, se il numero di byte letti è zero, significa che si è
883 arrivati alla fine del file (per i socket questo significa in genere che
884 l'altro capo è stato chiuso, e non è quindi più possibile leggere niente) e
885 pertanto si ritorna senza aver concluso la lettura di tutti i byte richiesti.
889 \subsection{Un primo esempio di client}
890 \label{sec:net_cli_sample}
892 Lo scopo di questo esempio è fornire un primo approccio alla programmazione di
893 rete e vedere come si usano le funzioni descritte in precedenza, alcune delle
894 funzioni usate nell'esempio saranno trattate in dettaglio nel capitolo
895 successivo; qui ci limiteremo a introdurre la nomenclatura senza fornire
896 definizioni precise e dettagli di funzionamento che saranno trattati
897 estensivamente più avanti.
899 In \figref{fig:net_cli_code} è riportata la sezione principale del codice del
900 nostro client elementare per il servizio \textit{daytime}, un servizio
901 standard che restituisce l'ora locale della macchina a cui si effettua la
907 #include <sys/types.h> /* predefined types */
908 #include <unistd.h> /* include unix standard library */
909 #include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utilities */
910 #include <sys/socket.h> /* socket library */
911 #include <stdio.h> /* include standard I/O library */
913 int main(int argc, char *argv[])
917 struct sockaddr_in serv_add;
918 char buffer[MAXLINE];
921 if ( (sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
922 perror("Socket creation error");
925 /* initialize address */
926 memset((void *) &serv_add, 0, sizeof(serv_add)); /* clear server address */
927 serv_add.sin_family = AF_INET; /* address type is INET */
928 serv_add.sin_port = htons(13); /* daytime post is 13 */
929 /* build address using inet_pton */
930 if ( (inet_pton(AF_INET, argv[optind], &serv_add.sin_addr)) <= 0) {
931 perror("Address creation error");
934 /* extablish connection */
935 if (connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&serv_add, sizeof(serv_add)) < 0) {
936 perror("Connection error");
939 /* read daytime from server */
940 while ( (nread = read(sock_fd, buffer, MAXLINE)) > 0) {
942 if (fputs(buffer, stdout) == EOF) { /* write daytime */
943 perror("fputs error");
949 perror("Read error");
956 \caption{Esempio di codice di un client elementare per il servizio daytime.}
957 \label{fig:net_cli_code}
960 Il sorgente completo del programma (\file{ElemDaytimeTCPClient.c}, che
961 comprende il trattamento delle opzioni e una funzione per stampare un
962 messaggio di aiuto) è allegato alla guida nella sezione dei codici sorgente e
963 può essere compilato su una qualunque macchina Linux.
965 Il programma anzitutto include gli header necessari (\texttt{\small 1--5});
966 dopo la dichiarazione delle variabili (\texttt{\small 9--12}) si è omessa
967 tutta la parte relativa al trattamento degli argomenti passati dalla linea di
968 comando (effettuata con le apposite routine illustrate in
969 \capref{sec:proc_opt_handling}).
971 Il primo passo (\texttt{\small 14--18}) è creare un \textit{socket} IPv4
972 (\const{AF\_INET}), di tipo TCP \const{SOCK\_STREAM}. La funzione
973 \const{socket} ritorna il descrittore che viene usato per identificare il
974 socket in tutte le chiamate successive. Nel caso la chiamata fallisca si
975 stampa un errore con la relativa routine e si esce.
977 Il passo seguente (\texttt{\small 19--27}) è quello di costruire un'apposita
978 struttura \type{sockaddr\_in} in cui sarà inserito l'indirizzo del server ed
979 il numero della porta del servizio. Il primo passo è inizializzare tutto a
980 zero, per poi inserire il tipo di protocollo e la porta (usando per
981 quest'ultima la funzione \func{htons} per convertire il formato dell'intero
982 usato dal computer a quello usato nella rete), infine si utilizza la funzione
983 \func{inet\_pton} per convertire l'indirizzo numerico passato dalla linea di
986 Usando la funzione \func{connect} sul socket creato in precedenza
987 (\texttt{\small 28--32}) si provvede poi a stabilire la connessione con il
988 server specificato dall'indirizzo immesso nella struttura passata come secondo
989 argomento, il terzo argomento è la dimensione di detta struttura. Dato che
990 esistono diversi tipi di socket, si è dovuto effettuare un cast della
991 struttura inizializzata in precedenza, che è specifica per i socket IPv4. Un
992 valore di ritorno negativo implica il fallimento della connessione.
994 Completata con successo la connessione il passo successivo (\texttt{\small
995 34--40}) è leggere la data dal socket; il server invierà sempre una stringa
996 di 26 caratteri della forma \verb|Wed Apr 4 00:53:00 2001\r\n|, che viene
997 letta dalla funzione \func{read} e scritta su \file{stdout}.
999 Dato il funzionamento di TCP la risposta potrà tornare in un unico pacchetto
1000 di 26 byte (come avverrà senz'altro nel caso in questione) ma potrebbe anche
1001 arrivare in 26 pacchetti di un byte. Per questo nel caso generale non si può
1002 mai assumere che tutti i dati arrivino con una singola lettura, pertanto
1003 quest'ultima deve essere effettuata in un ciclo in cui si continui a leggere
1004 fintanto che la funzione \func{read} non ritorni uno zero (che significa che
1005 l'altro capo ha chiuso la connessione) o un numero minore di zero (che
1006 significa un errore nella connessione).
1008 Si noti come in questo caso la fine dei dati sia specificata dal server che
1009 chiude la connessione; questa è una delle tecniche possibili (è quella usata
1010 pure dal protocollo HTTP), ma ce ne possono essere altre, ad esempio FTP marca
1011 la conclusione di un blocco di dati con la sequenza ASCII \verb|\r\n|
1012 (carriage return e line feed), mentre il DNS mette la lunghezza in testa ad
1013 ogni blocco che trasmette. Il punto essenziale è che TCP non provvede nessuna
1014 indicazione che permetta di marcare dei blocchi di dati, per cui se questo è
1015 necessario deve provvedere il programma stesso.
1017 \subsection{Un primo esempio di server}
1018 \label{sec:net_serv_sample}
1020 Dopo aver illustrato il client daremo anche un esempio di un server
1021 elementare, in grado di rispondere al precedente client. Il listato è
1022 nuovamente mostrato in \figref{fig:net_serv_code}, il sorgente completo
1023 (\file{ElemDaytimeTCPServer.c}) è allegato insieme agli altri file nella
1024 directory \file{sources}.
1026 \begin{figure}[!htbp]
1028 \begin{lstlisting}{}
1029 #include <sys/types.h> /* predefined types */
1030 #include <unistd.h> /* include unix standard library */
1031 #include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utilities */
1032 #include <sys/socket.h> /* socket library */
1033 #include <stdio.h> /* include standard I/O library */
1037 int main(int argc, char *argv[])
1040 * Variables definition
1042 int list_fd, conn_fd;
1044 struct sockaddr_in serv_add;
1045 char buffer[MAXLINE];
1049 if ( (list_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
1050 perror("Socket creation error");
1053 /* initialize address */
1054 memset((void *)&serv_add, 0, sizeof(serv_add)); /* clear server address */
1055 serv_add.sin_family = AF_INET; /* address type is INET */
1056 serv_add.sin_port = htons(13); /* daytime port is 13 */
1057 serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* connect from anywhere */
1059 if (bind(list_fd, (struct sockaddr *)&serv_add, sizeof(serv_add)) < 0) {
1060 perror("bind error");
1063 /* listen on socket */
1064 if (listen(list_fd, BACKLOG) < 0 ) {
1065 perror("listen error");
1068 /* write daytime to client */
1070 if ( (conn_fd = accept(list_fd, (struct sockaddr *) NULL, NULL)) <0 ) {
1071 perror("accept error");
1074 timeval = time(NULL);
1075 snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%.24s\r\n", ctime(&timeval));
1076 if ( (write(conn_fd, buffer, strlen(buffer))) < 0 ) {
1077 perror("write error");
1086 \caption{Esempio di codice di un semplice server per il servizio daytime.}
1087 \label{fig:net_serv_code}
1090 Come per il client si includono gli header necessari a cui è aggiunto quello
1091 per trattare i tempi, e si definiscono alcune costanti e le variabili
1092 necessarie in seguito (\texttt{\small 1--18}), come nel caso precedente si
1093 sono omesse le parti relative al trattamento delle opzioni da riga di comando.
1095 La creazione del socket (\texttt{\small 22--26}) è analoga al caso precedente,
1096 come pure l'inizializzazione della struttura \type{sockaddr\_in}, anche in
1097 questo caso si usa la porta standard del servizio daytime, ma come indirizzo
1098 IP si il valore predefinito \const{INET\_ANY} che corrisponde ad un indirizzo
1099 generico (\texttt{\small 27--31}).
1101 Si effettua poi (\texttt{\small 32--36}) la chiamata alla funzione
1102 \func{bind} che permette di associare la precedente struttura al socket, in
1103 modo che quest'ultimo possa essere usato per accettare connessioni su una
1104 qualunque delle interfacce di rete locali.
1106 Il passo successivo (\texttt{\small 37--41}) è mettere ``in ascolto'' il
1107 socket, questo viene effettuato con la funzione \func{listen} che dice al
1108 kernel di accettare connessioni per il socket specificato, la funzione indica
1109 inoltre, con il secondo parametro, il numero massimo di connessioni che il
1110 kernel accetterà di mettere in coda per il suddetto socket.
1112 Questa ultima chiamata completa la preparazione del socket per l'ascolto (che
1113 viene chiamato anche \textit{listening descriptor}) a questo punto il processo
1114 è mandato in sleep (\texttt{\small 44--47}) con la successiva chiamata alla
1115 funzione \func{accept}, fin quando non arriva e viene accettata una
1116 connessione da un client.
1118 Quando questo avviene \func{accept} ritorna un secondo descrittore di socket,
1119 che viene chiamato \textit{connected descriptor} che è quello che viene usato
1120 dalla successiva chiamata alla \func{write} per scrivere la risposta al
1121 client, una volta che si è opportunamente (\texttt{\small 48--49}) costruita
1122 la stringa con la data da trasmettere. Completata la trasmissione il nuovo
1123 socket viene chiuso (\texttt{\small 54}). Il tutto è inserito in un ciclo
1124 infinito (\texttt{\small 42--55}) in modo da poter ripetere l'invio della data
1125 ad una successiva connessione.
1127 È importante notare che questo server è estremamente elementare, infatti a
1128 parte il fatto di essere dipendente da IPv4, esso è in grado di servire solo
1129 un client alla volta, è cioè un \textsl{server iterativo}, inoltre esso è
1130 scritto per essere lanciato da linea di comando, se lo si volesse utilizzare
1131 come demone di sistema (che è in esecuzione anche quando non c'è nessuna shell
1132 attiva e il terminale da cui lo si è lanciato è stato sconnesso),
1133 occorrerebbero delle opportune modifiche.
1135 %%% Local Variables:
1137 %%% TeX-master: "gapil"