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11 \chapter{Introduzione ai socket}
12 \label{cha:socket_intro}
14 In questo capitolo inizieremo a spiegare le caratteristiche salienti della
15 principale interfaccia per la programmazione di rete, quella dei
16 \textit{socket}, che, pur essendo nata in ambiente Unix, è usata ormai da
17 tutti i sistemi operativi.
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 si utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente
22 teorica 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 I \textit{socket}\footnote{una traduzione letterale potrebbe essere
37 \textsl{presa}, ma essendo universalmente noti come \textit{socket}
38 utilizzeremo sempre la parola inglese.} sono uno dei principali meccanismi
39 di comunicazione utilizzato in ambito Unix, e li abbiamo brevemente incontrati
40 in sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}, fra i vari meccanismi di intercomunicazione
41 fra processi. Un socket costituisce in sostanza un canale di comunicazione fra
42 due processi su cui si possono leggere e scrivere dati analogo a quello di una
43 pipe (vedi sez.~\ref{sec:ipc_pipes}) ma, a differenza di questa e degli altri
44 meccanismi esaminati nel capitolo cap.~\ref{cha:IPC}, i socket non sono
45 limitati alla comunicazione fra processi che girano sulla stessa macchina, ma
46 possono realizzare la comunicazione anche attraverso la rete.
48 Quella dei socket costituisce infatti la principale interfaccia usata nella
49 programmazione di rete. La loro origine risale al 1983, quando furono
50 introdotti in BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta sostanzialmente la stessa, con
51 piccole modifiche, negli anni successivi. Benché siano state sviluppate
52 interfacce alternative, originate dai sistemi SVr4 come la XTI (\textit{X/Open
53 Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la diffusione e la popolarità
54 di quella dei socket (né tantomeno la stessa usabilità e flessibilità).
56 La flessibilità e la genericità dell'interfaccia inoltre consente di
57 utilizzare i socket con i più disparati meccanismi di comunicazione, e non
58 solo con l'insieme dei protocolli TCP/IP, anche se questa sarà comunque quella
59 di cui 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 cap.~\ref{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, in quello
82 che viene chiamato un \textsl{flusso} (in inglese \textit{stream}), mentre
83 altri invece li raggruppano in \textsl{pacchetti} (in inglese
84 \textit{datagram}) che vengono inviati in blocchi separati.
86 Un altro esempio di stile concerne la possibilità che la comunicazione possa o
87 meno perdere dati, possa o meno non rispettare l'ordine in cui essi non sono
88 inviati, o inviare dei pacchetti più volte (come nel caso di TCP e UDP).
90 Un terzo esempio di stile di comunicazione concerne le modalità in cui essa
91 avviene, in certi casi essa può essere condotta con una connessione diretta
92 con un solo corrispondente, come per una telefonata; altri casi possono
93 prevedere una comunicazione come per lettera, in cui si scrive l'indirizzo su
94 ogni pacchetto, altri ancora una comunicazione \itindex{broadcast}
95 \textit{broadcast} come per la radio, in cui i pacchetti vengono emessi su
96 appositi ``\textsl{canali}'' dove chiunque si collega possa riceverli.
98 É chiaro che ciascuno di questi stili comporta una modalità diversa di gestire
99 la comunicazione, ad esempio se è inaffidabile occorrerà essere in grado di
100 gestire la perdita o il rimescolamento dei dati, se è a pacchetti questi
101 dovranno essere opportunamente trattati, ecc.
104 \section{La creazione di un \textit{socket}}
105 \label{sec:sock_creation}
107 Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
108 di interagire con protocolli di comunicazione anche molto diversi fra di loro;
109 in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
110 il tipo di comunicazione che esso deve utilizzare.
112 \subsection{La funzione \func{socket}}
113 \label{sec:sock_socket}
115 La creazione di un socket avviene attraverso l'uso della funzione
116 \funcd{socket}; essa restituisce un \textit{file descriptor}\footnote{del
117 tutto analogo a quelli che si ottengono per i file di dati e le pipe,
118 descritti in sez.~\ref{sec:file_fd}.} che serve come riferimento al socket;
120 \begin{prototype}{sys/socket.h}{int socket(int domain, int type, int protocol)}
124 \bodydesc{La funzione restituisce un intero positivo in caso di successo, e
125 -1 in caso di fallimento, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà
128 \item[\errcode{EPROTONOSUPPORT}] Il tipo di socket o il protocollo scelto non
129 sono supportati nel dominio.
130 \item[\errcode{ENFILE}] Il kernel non ha memoria sufficiente a creare una
131 nuova struttura per il socket.
132 \item[\errcode{EMFILE}] Si è ecceduta la tabella dei file.
133 \item[\errcode{EACCES}] Non si hanno privilegi per creare un socket nel
134 dominio o con il protocollo specificato.
135 \item[\errcode{EINVAL}] Protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
136 \item[\errcode{ENOBUFS}] Non c'è sufficiente memoria per creare il socket
137 (può essere anche \errval{ENOMEM}).
139 inoltre, a seconda del protocollo usato, potranno essere generati altri
140 errori, che sono riportati nelle relative pagine di manuale.}
143 La funzione ha tre argomenti, \param{domain} specifica il dominio del socket
144 (definisce cioè, come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_domain}, la famiglia di
145 protocolli usata), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce cioè,
146 come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_type}, lo stile di comunicazione) e
147 \param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
148 implicitamente dal tipo di socket, per cui di norma questo valore viene messo
149 a zero (con l'eccezione dei \textit{raw socket}).
151 Si noti che la creazione del socket si limita ad allocare le opportune
152 strutture nel kernel (sostanzialmente una voce nella \textit{file table}) e
153 non comporta nulla riguardo all'indicazione degli indirizzi remoti o locali
154 attraverso i quali si vuole effettuare la comunicazione.
156 \subsection{Il dominio, o \textit{protocol family}}
157 \label{sec:sock_domain}
159 Dati i tanti e diversi protocolli di comunicazione disponibili, esistono vari
160 tipi di socket, che vengono classificati raggruppandoli in quelli che si
161 chiamano \textsl{domini}. La scelta di un dominio equivale in sostanza alla
162 scelta di una famiglia di protocolli, e viene effettuata attraverso
163 l'argomento \param{domain} della funzione \func{socket}. Ciascun dominio ha un
164 suo nome simbolico che convenzionalmente inizia con una costante che inizia
165 per \texttt{PF\_}, iniziali di \textit{protocol family}, un altro nome con cui
166 si indicano i domini.
168 A ciascun tipo di dominio corrisponde un analogo nome simbolico, anch'esso
169 associato ad una costante, che inizia invece per \texttt{AF\_} (da
170 \textit{address family}) che identifica il formato degli indirizzi usati in
171 quel dominio. Le pagine di manuale di Linux si riferiscono a questi indirizzi
172 anche come \textit{name space},\footnote{nome che invece il manuale delle
173 \acr{glibc} riserva a quello che noi abbiamo chiamato domini.} dato che
174 identificano il formato degli indirizzi usati in quel dominio per identificare
175 i capi della comunicazione.
180 \begin{tabular}[c]{|l|l|l|l|}
182 \textbf{Nome}&\textbf{Valore}&\textbf{Utilizzo}&\textbf{Man page} \\
185 \const{PF\_UNSPEC} & 0& Non specificato & \\
186 \const{PF\_LOCAL} & 1& Local communication & unix(7) \\
187 \const{PF\_UNIX}, \const{PF\_FILE}&1& & \\
188 \const{PF\_INET} & 2& IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
189 \const{PF\_AX25} & 3& Amateur radio AX.25 protocol & \\
190 \const{PF\_IPX} & 4& IPX - Novell protocols & \\
191 \const{PF\_APPLETALK}& 5& Appletalk & ddp(7) \\
192 \const{PF\_NETROM} & 6& Amateur radio NetROM & \\
193 \const{PF\_BRIDGE} & 7& Multiprotocol bridge & \\
194 \const{PF\_ATMPVC} & 8& Access to raw ATM PVCs & \\
195 \const{PF\_X25} & 9& ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol& x25(7) \\
196 \const{PF\_INET6} &10& IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
197 \const{PF\_ROSE} &11& Amateur Radio X.25 PLP & \\
198 \const{PF\_DECnet} &12& Reserved for DECnet project & \\
199 \const{PF\_NETBEUI} &13& Reserved for 802.2LLC project & \\
200 \const{PF\_SECURITY} &14& Security callback pseudo AF & \\
201 \const{PF\_KEY} &15& PF\_KEY key management API & \\
202 \const{PF\_NETLINK} &16& Kernel user interface device & netlink(7) \\
203 \const{PF\_PACKET} &17& Low level packet interface & packet(7) \\
204 \const{PF\_ASH} &18& Ash & \\
205 \const{PF\_ECONET} &19& Acorn Econet & \\
206 \const{PF\_ATMSVC} &20& ATM SVCs & \\
207 \const{PF\_SNA} &22& Linux SNA Project & \\
208 \const{PF\_IRDA} &23& IRDA socket & \\
209 \const{PF\_PPPOX} &24& PPPoX socket & \\
210 \const{PF\_WANPIPE} &25& Wanpipe API socket & \\
211 \const{PF\_BLUETOOTH}&31& Bluetooth socket & \\
214 \caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux.}
215 \label{tab:net_pf_names}
218 L'idea alla base della distinzione fra questi due insiemi di costanti era che
219 una famiglia di protocolli potesse supportare vari tipi di indirizzi, per cui
220 il prefisso \texttt{PF\_} si sarebbe dovuto usare nella creazione dei socket e
221 il prefisso \texttt{AF\_} in quello delle strutture degli indirizzi; questo è
222 quanto specificato anche dallo standard POSIX.1g, ma non esistono a tuttora
223 famiglie di protocolli che supportino diverse strutture di indirizzi, per cui
224 nella pratica questi due nomi sono equivalenti e corrispondono agli stessi
225 valori numerici.\footnote{in Linux, come si può verificare andando a guardare
226 il contenuto di \file{bits/socket.h}, le costanti sono esattamente le stesse
227 e ciascuna \texttt{AF\_} è definita alla corrispondente \texttt{PF\_} e con
230 I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
231 indirizzi, sono definiti dall'header \texttt{socket.h}. Un elenco delle
232 famiglie di protocolli disponibili in Linux è riportato in
233 tab.~\ref{tab:net_pf_names}.\footnote{l'elenco indica tutti i protocolli
234 definiti; fra questi però saranno utilizzabili solo quelli per i quali si è
235 compilato il supporto nel kernel (o si sono caricati gli opportuni moduli),
236 viene definita anche una costante \const{PF\_MAX} che indica il valore
237 massimo associabile ad un dominio (nel caso il suo valore 32).}
239 Si tenga presente che non tutte le famiglie di protocolli sono utilizzabili
240 dall'utente generico, ad esempio in generale tutti i socket di tipo
241 \const{SOCK\_RAW} possono essere creati solo da processi che hanno i privilegi
242 di amministratore (cioè con user-ID effettivo uguale a zero) o dotati della
243 \itindex{capabilities}\textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
246 \subsection{Il tipo, o stile}
247 \label{sec:sock_type}
249 La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
250 comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
251 utilizzare fra quelli disponibili nella famiglia scelta. L'interfaccia dei
252 socket permette di scegliere lo stile di comunicazione indicando il tipo di
253 socket con l'argomento \param{type} di \func{socket}. Linux mette a
254 disposizione vari tipi di socket (che corrispondono a quelli che il manuale
255 della \acr{glibc} \cite{glibc} chiama \textit{styles}) identificati dalle
258 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.9cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
259 \item[\const{SOCK\_STREAM}] Provvede un canale di trasmissione dati
260 bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
261 altro socket. I dati vengono ricevuti e trasmessi come un flusso continuo di
262 byte (da cui il nome \textit{stream}) e possono essere letti in blocchi di
263 dimensioni qualunque. Può supportare la trasmissione dei cosiddetti dati
264 \itindex{out-of-band} \textit{out-of-band} (vedi
265 sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}).
266 \item[\const{SOCK\_DGRAM}] Viene usato per trasmettere pacchetti di dati
267 (\textit{datagram}) di lunghezza massima prefissata, indirizzati
268 singolarmente. Non esiste una connessione e la trasmissione è effettuata in
269 maniera non affidabile.
270 \item[\const{SOCK\_SEQPACKET}] Provvede un canale di trasmissione di dati
271 bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
272 altro socket. I dati possono vengono trasmessi per pacchetti di dimensione
273 massima fissata, e devono essere letti integralmente da ciascuna chiamata a
275 \item[\const{SOCK\_RAW}] Provvede l'accesso a basso livello ai protocolli di
276 rete e alle varie interfacce. I normali programmi di comunicazione non
277 devono usarlo, è riservato all'uso di sistema.
278 \item[\const{SOCK\_RDM}] Provvede un canale di trasmissione di dati
279 affidabile, ma in cui non è garantito l'ordine di arrivo dei pacchetti.
280 \item[\const{SOCK\_PACKET}] Obsoleto, non deve essere usato.
283 Si tenga presente che non tutte le combinazioni fra una famiglia di protocolli
284 e un tipo di socket sono valide, in quanto non è detto che in una famiglia
285 esista un protocollo per ciascuno dei diversi stili di comunicazione appena
291 \begin{tabular}{|l|c|c|c|c|c|}
293 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Famiglia}}&
294 \multicolumn{5}{|c|}{\textbf{Tipo}}\\
297 &\const{SOCK\_STREAM} &\const{SOCK\_DGRAM} &\const{SOCK\_RAW}&
298 \const{SOCK\_PACKET}&\const{SOCK\_SEQPACKET} \\
300 \const{PF\_UNIX} & si & si & & & \\
302 \const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & & \\
304 \const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & & \\
306 \const{PF\_IPX} & & & & & \\
308 \const{PF\_NETLINK} & & si & si & & \\
310 \const{PF\_X25} & & & & & si \\
312 \const{PF\_AX25} & & & & & \\
314 \const{PF\_ATMPVC} & & & & & \\
316 \const{PF\_APPLETALK} & & si & si & & \\
318 \const{PF\_PACKET} & & si & si & & \\
321 \caption{Combinazioni valide di dominio e tipo di protocollo per la
322 funzione \func{socket}.}
323 \label{tab:sock_sock_valid_combinations}
326 In tab.~\ref{tab:sock_sock_valid_combinations} sono mostrate le combinazioni
327 valide possibili per le principali famiglie di protocolli. Per ogni
328 combinazione valida si è indicato il tipo di protocollo, o la parola
329 \textsl{si} qualora non il protocollo non abbia un nome definito, mentre si
330 sono lasciate vuote le caselle per le combinazioni non supportate.
333 \section{Le strutture degli indirizzi dei socket}
334 \label{sec:sock_sockaddr}
336 Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
337 tipo di famiglia di protocolli che si vuole utilizzare, in particolare nessun
338 indirizzo che identifichi i due capi della comunicazione. La funzione infatti
339 si limita ad allocare nel kernel quanto necessario per poter poi realizzare la
342 Gli indirizzi infatti vengono specificati attraverso apposite strutture che
343 vengono utilizzate dalle altre funzioni della interfaccia dei socket, quando
344 la comunicazione viene effettivamente realizzata. Ogni famiglia di protocolli
345 ha ovviamente una sua forma di indirizzamento e in corrispondenza a questa una
346 sua peculiare struttura degli indirizzi. I nomi di tutte queste strutture
347 iniziano per \var{sockaddr\_}; quelli propri di ciascuna famiglia vengono
348 identificati dal suffisso finale, aggiunto al nome precedente.
351 \subsection{La struttura generica}
352 \label{sec:sock_sa_gen}
354 Le strutture degli indirizzi vengono sempre passate alle varie funzioni
355 attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
356 maneggiare puntatori a strutture relative a tutti gli indirizzi possibili
357 nelle varie famiglie di protocolli; questo pone il problema di come passare
358 questi puntatori, il C moderno risolve questo problema coi i puntatori
359 generici (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla
360 definizione dello standard ANSI C, e per questo nel 1982 fu scelto di definire
361 una struttura generica per gli indirizzi dei socket, \struct{sockaddr}, che si
362 è riportata in fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}.
365 \footnotesize \centering
366 \begin{minipage}[c]{15cm}
367 \includestruct{listati/sockaddr.h}
369 \caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket
371 \label{fig:sock_sa_gen_struct}
374 Tutte le funzioni dei socket che usano gli indirizzi sono definite usando nel
375 prototipo un puntatore a questa struttura; per questo motivo quando si
376 invocano dette funzioni passando l'indirizzo di un protocollo specifico
377 occorrerà eseguire una conversione del relativo puntatore.
379 I tipi di dati che compongono la struttura sono stabiliti dallo standard
380 POSIX.1g e li abbiamo riassunti in tab.~\ref{tab:sock_data_types} con i
381 rispettivi file di include in cui sono definiti; la struttura è invece
382 definita nell'include file \file{sys/socket.h}.
387 \begin{tabular}{|l|l|l|}
389 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Tipo}}&
390 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Descrizione}}&
391 \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Header}} \\
394 \type{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
395 \type{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \file{sys/types.h}\\
396 \type{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
397 \type{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
398 \type{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
399 \type{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
401 \type{sa\_family\_t} & famiglia degli indirizzi& \file{sys/socket.h}\\
402 \type{socklen\_t} & lunghezza (\type{uint32\_t}) dell'indirizzo di
403 un socket& \file{sys/socket.h}\\
405 \type{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\type{uint32\_t}) &
406 \file{netinet/in.h}\\
407 \type{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
408 \file{netinet/in.h}\\
411 \caption{Tipi di dati usati nelle strutture degli indirizzi, secondo quanto
412 stabilito dallo standard POSIX.1g.}
413 \label{tab:sock_data_types}
416 In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
417 aggiuntivo \code{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens in
418 \cite{UNP1}). Questo campo non verrebbe usato direttamente dal programmatore e
419 non è richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il
420 campo \type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
422 Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
423 di fare da riferimento per il casting, per il kernel le cose sono un po'
424 diverse, in quanto esso usa il puntatore per recuperare il campo
425 \var{sa\_family}, comune a tutte le famiglie, con cui determinare il tipo di
426 indirizzo; per questo motivo, anche se l'uso di un puntatore \ctyp{void *}
427 sarebbe più immediato per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting),
428 è stato mantenuto l'uso di questa struttura.
431 \subsection{La struttura degli indirizzi IPv4}
432 \label{sec:sock_sa_ipv4}
434 I socket di tipo \const{PF\_INET} vengono usati per la comunicazione
435 attraverso internet; la struttura per gli indirizzi per un socket internet (se
436 si usa IPv4) è definita come \struct{sockaddr\_in} nell'header file
437 \file{netinet/in.h} ed ha la forma mostrata in
438 fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
441 \footnotesize\centering
442 \begin{minipage}[c]{15cm}
443 \includestruct{listati/sockaddr_in.h}
445 \caption{La struttura \structd{sockaddr\_in} degli indirizzi dei socket
446 internet (IPv4) e la struttura \structd{in\_addr} degli indirizzi IPv4.}
447 \label{fig:sock_sa_ipv4_struct}
450 L'indirizzo di un socket internet (secondo IPv4) comprende l'indirizzo
451 internet di un'interfaccia più un \textsl{numero di porta} (affronteremo in
452 dettaglio il significato di questi numeri in sez.~\ref{sec:TCP_port_num}). Il
453 protocollo IP non prevede numeri di porta, che sono utilizzati solo dai
454 protocolli di livello superiore come TCP e UDP. Questa struttura però viene
455 usata anche per i socket RAW che accedono direttamente al livello di IP, nel
456 qual caso il numero della porta viene impostato al numero di protocollo.
458 Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato a \const{AF\_INET},
459 altrimenti si avrà un errore di \errcode{EINVAL}; il membro \var{sin\_port}
460 specifica il \textsl{numero di porta}. I numeri di porta sotto il 1024 sono
461 chiamati \textsl{riservati} in quanto utilizzati da servizi standard e
462 soltanto processi con i privilegi di amministratore (con user-ID effettivo
463 uguale a zero) o con la \itindex{capabilities}\textit{capability}
464 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE} possono usare la funzione \func{bind} (che
465 vedremo in sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}) su queste porte.
467 Il membro \var{sin\_addr} contiene un indirizzo internet, e viene acceduto sia
468 come struttura (un resto di una implementazione precedente in cui questa era
469 una \direct{union} usata per accedere alle diverse classi di indirizzi) che
470 direttamente come intero. In \file{netinet/in.h} vengono definite anche alcune
471 costanti che identificano alcuni indirizzi speciali, riportati in
472 tab.~\ref{tab:TCP_ipv4_addr}, che rincontreremo più avanti.
474 Infine occorre sottolineare che sia gli indirizzi che i numeri di porta devono
475 essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
476 con i bit ordinati in formato \textit{big endian}, questo comporta la
477 necessità di usare apposite funzioni di conversione per mantenere la
478 portabilità del codice (vedi sez.~\ref{sec:sock_addr_func} per i dettagli del
479 problema e le relative soluzioni).
482 \subsection{La struttura degli indirizzi IPv6}
483 \label{sec:sock_sa_ipv6}
485 Essendo IPv6 un'estensione di IPv4, i socket di tipo \const{PF\_INET6} sono
486 sostanzialmente identici ai precedenti; la parte in cui si trovano
487 praticamente tutte le differenze fra i due socket è quella della struttura
488 degli indirizzi; la sua definizione, presa da \file{netinet/in.h}, è riportata
489 in fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv6_struct}.
492 \footnotesize \centering
493 \begin{minipage}[c]{15cm}
494 \includestruct{listati/sockaddr_in6.h}
496 \caption{La struttura \structd{sockaddr\_in6} degli indirizzi dei socket
497 IPv6 e la struttura \structd{in6\_addr} degli indirizzi IPv6.}
498 \label{fig:sock_sa_ipv6_struct}
501 Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad \const{AF\_INET6},
502 il campo \var{sin6\_port} è analogo a quello di IPv4 e segue le stesse regole;
503 il campo \var{sin6\_flowinfo} è a sua volta diviso in tre parti di cui i 24
504 bit inferiori indicano l'etichetta di flusso, i successivi 4 bit la priorità e
505 gli ultimi 4 sono riservati. Questi valori fanno riferimento ad alcuni campi
506 specifici dell'header dei pacchetti IPv6 (vedi sez.~\ref{sec:IP_ipv6head}) ed
507 il loro uso è sperimentale.
509 Il campo \var{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6,
510 espresso da un vettore di 16 byte. Infine il campo \var{sin6\_scope\_id} è un
511 campo introdotto in Linux con il kernel 2.4, per gestire alcune operazioni
512 riguardanti il \itindex{multicast} \textit{multicasting}. Si noti infine che
513 \struct{sockaddr\_in6} ha una dimensione maggiore della struttura
514 \struct{sockaddr} generica di fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}, quindi
515 occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla possibilità
516 di contenere i dati nelle dimensioni di quest'ultima.
519 \subsection{La struttura degli indirizzi locali}
520 \label{sec:sock_sa_local}
522 I socket di tipo \const{PF\_UNIX} o \const{PF\_LOCAL} vengono usati per una
523 comunicazione fra processi che stanno sulla stessa macchina (per questo
524 vengono chiamati \textit{local domain} o anche \textit{Unix domain}); essi
525 hanno la caratteristica ulteriore di poter essere creati anche in maniera
526 anonima attraverso la funzione \func{socketpair} (che abbiamo trattato in
527 sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si vuole fare riferimento
528 esplicito ad uno di questi socket si deve usare una struttura degli indirizzi
529 di tipo \struct{sockaddr\_un}, la cui definizione si è riportata in
530 fig.~\ref{fig:sock_sa_local_struct}.
533 \footnotesize \centering
534 \begin{minipage}[c]{15cm}
535 \includestruct{listati/sockaddr_un.h}
537 \caption{La struttura \structd{sockaddr\_un} degli indirizzi dei socket
538 locali (detti anche \textit{unix domain}) definita in \file{sys/un.h}.}
539 \label{fig:sock_sa_local_struct}
542 In questo caso il campo \var{sun\_family} deve essere \const{AF\_UNIX}, mentre
543 il campo \var{sun\_path} deve specificare un indirizzo. Questo ha due forme;
544 può essere un file (di tipo socket) nel filesystem o una stringa univoca
545 (mantenuta in uno spazio di nomi astratto). Nel primo caso l'indirizzo viene
546 specificato come una stringa (terminata da uno zero) corrispondente al
547 \itindex{pathname}\textit{pathname} del file; nel secondo invece
548 \var{sun\_path} inizia con uno zero e vengono usati come nome i restanti byte
549 come stringa, senza terminazione.
552 \subsection{La struttura degli indirizzi AppleTalk}
553 \label{sec:sock_sa_appletalk}
555 I socket di tipo \const{PF\_APPLETALK} sono usati dalla libreria
556 \file{netatalk} per implementare la comunicazione secondo il protocollo
557 AppleTalk, uno dei primi protocolli di rete usato nel mondo dei personal
558 computer, usato dalla Apple per connettere fra loro computer e stampanti. Il
559 kernel supporta solo due strati del protocollo, DDP e AARP, e di norma è
560 opportuno usare le funzioni della libreria \texttt{netatalk}, tratteremo qui
561 questo argomento principalmente per mostrare l'uso di un protocollo
564 I socket AppleTalk permettono di usare il protocollo DDP, che è un protocollo
565 a pacchetto, di tipo \const{SOCK\_DGRAM}; l'argomento \param{protocol} di
566 \func{socket} deve essere nullo. È altresì possibile usare i socket raw
567 specificando un tipo \const{SOCK\_RAW}, nel qual caso l'unico valore valido
568 per \param{protocol} è \const{ATPROTO\_DDP}.
570 Gli indirizzi AppleTalk devono essere specificati tramite una struttura
571 \struct{sockaddr\_atalk}, la cui definizione è riportata in
572 fig.~\ref{fig:sock_sa_atalk_struct}; la struttura viene dichiarata includendo
573 il file \file{netatalk/at.h}.
576 \footnotesize \centering
577 \begin{minipage}[c]{15cm}
578 \includestruct{listati/sockaddr_atalk.h}
580 \caption{La struttura \structd{sockaddr\_atalk} degli indirizzi dei socket
581 AppleTalk, e la struttura \structd{at\_addr} degli indirizzi AppleTalk.}
582 \label{fig:sock_sa_atalk_struct}
585 Il campo \var{sat\_family} deve essere sempre \const{AF\_APPLETALK}, mentre il
586 campo \var{sat\_port} specifica la porta che identifica i vari servizi. Valori
587 inferiori a 129 sono usati per le \textsl{porte riservate}, e possono essere
588 usati solo da processi con i privilegi di amministratore o con la
589 \itindex{capabilities}\textit{capability} \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}.
590 L'indirizzo remoto è specificato nella struttura \var{sat\_addr}, e deve
591 essere in \textit{network order} (vedi sez.~\ref{sec:sock_endianess}); esso è
592 composto da un parte di rete data dal campo \var{s\_net}, che può assumere il
593 valore \const{AT\_ANYNET}, che indica una rete generica e vale anche per
594 indicare la rete su cui si è, il singolo nodo è indicato da \var{s\_node}, e
595 può prendere il valore generico \const{AT\_ANYNODE} che indica anche il nodo
596 corrente, ed il valore \const{ATADDR\_BCAST} che indica tutti i nodi della
600 \subsection{La struttura degli indirizzi dei \textit{packet socket}}
601 \label{sec:sock_sa_packet}
603 I \textit{packet socket}, identificati dal dominio \const{PF\_PACKET}, sono
604 un'interfaccia specifica di Linux per inviare e ricevere pacchetti
605 direttamente su un'interfaccia di rete, senza passare per le funzioni di
606 gestione dei protocolli di livello superiore. In questo modo è possibile
607 implementare dei protocolli in user space, agendo direttamente sul livello
608 fisico. In genere comunque si preferisce usare la libreria \file{pcap}, che
609 assicura la portabilità su altre piattaforme, anche se con funzionalità
612 Questi socket possono essere di tipo \const{SOCK\_RAW} o \const{SOCK\_DGRAM}.
613 Con socket di tipo \const{SOCK\_RAW} si può operare sul livello di
614 collegamento, ed i pacchetti vengono passati direttamente dal socket al driver
615 del dispositivo e viceversa. In questo modo, in fase di trasmissione, il
616 contenuto completo dei pacchetti, comprese le varie intestazioni, deve essere
617 fornito dall'utente. In fase di ricezione invece tutto il contenuto del
618 pacchetto viene passato inalterato sul socket, anche se il kernel analizza
619 comunque il pacchetto, riempiendo gli opportuni campi della struttura
620 \struct{sockaddr\_ll} ad esso associata.
622 Si usano invece socket di tipo \const{SOCK\_DGRAM} quando si vuole operare a
623 livello di rete. In questo caso in fase di ricezione l'intestazione del
624 protocollo di collegamento viene rimossa prima di passare il resto del
625 pacchetto all'utente, mentre in fase di trasmissione viene creata una
626 opportuna intestazione per il protocollo a livello di collegamento
627 utilizzato, usando le informazioni necessarie che devono essere specificate
628 sempre con una struttura \struct{sockaddr\_ll}.
630 Nella creazione di un \textit{packet socket} il valore dell'argomento
631 \param{protocol} di \func{socket} serve a specificare, in \textit{network
632 order}, il numero identificativo del protocollo di collegamento si vuole
633 utilizzare. I valori possibili sono definiti secondo lo standard IEEE 802.3, e
634 quelli disponibili in Linux sono accessibili attraverso opportune costanti
635 simboliche definite nel file \file{linux/if\_ether.h}. Se si usa il valore
636 speciale \const{ETH\_P\_ALL} passeranno sul \textit{packet socket} tutti i
637 pacchetti, qualunque sia il loro protocollo di collegamento. Ovviamente l'uso
638 di questi socket è una operazione privilegiata e può essere effettuati solo da
639 un processo con i privilegi di amministratore (user-ID effettivo nullo) o con
640 la \itindex{capabilities}\textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
642 Una volta aperto un \textit{packet socket}, tutti i pacchetti del protocollo
643 specificato passeranno attraverso di esso, qualunque sia l'interfaccia da cui
644 provengono; se si vuole limitare il passaggio ad una interfaccia specifica
645 occorre usare la funzione \func{bind} per agganciare il socket a quest'ultima.
648 \footnotesize \centering
649 \begin{minipage}[c]{15cm}
650 \includestruct{listati/sockaddr_ll.h}
652 \caption{La struttura \structd{sockaddr\_ll} degli indirizzi dei
653 \textit{packet socket}.}
654 \label{fig:sock_sa_packet_struct}
657 Nel caso dei \textit{packet socket} la struttura degli indirizzi è di tipo
658 \struct{sockaddr\_ll}, e la sua definizione è riportata in
659 fig.~\ref{fig:sock_sa_packet_struct}; essa però viene ad assumere un ruolo
660 leggermente diverso rispetto a quanto visto finora per gli altri tipi di
661 socket. Infatti se il socket è di tipo \const{SOCK\_RAW} si deve comunque
662 scrivere tutto direttamente nel pacchetto, quindi la struttura non serve più a
663 specificare gli indirizzi. Essa mantiene questo ruolo solo per i socket di
664 tipo \const{SOCK\_DGRAM}, per i quali permette di specificare i dati necessari
665 al protocollo di collegamento, mentre viene sempre utilizzata in lettura (per
666 entrambi i tipi di socket), per la ricezione dei i dati relativi a ciascun
669 Al solito il campo \var{sll\_family} deve essere sempre impostato al valore
670 \const{AF\_PACKET}. Il campo \var{sll\_protocol} indica il protocollo scelto,
671 e deve essere indicato in \textit{network order}, facendo uso delle costanti
672 simboliche definite in \file{linux/if\_ether.h}. Il campo \var{sll\_ifindex} è
673 l'indice dell'interfaccia, che, in caso di presenza di più interfacce dello
674 stesso tipo (se ad esempio si hanno più schede ethernet), permette di
675 selezionare quella con cui si vuole operare (un valore nullo indica qualunque
676 interfaccia). Questi sono i due soli campi che devono essere specificati
677 quando si vuole selezionare una interfaccia specifica, usando questa struttura
678 con la funzione \func{bind}.
680 I campi \var{sll\_halen} e \var{sll\_addr} indicano rispettivamente
681 l'indirizzo associato all'interfaccia sul protocollo di collegamento e la
682 relativa lunghezza; ovviamente questi valori cambiano a seconda del tipo di
683 collegamento che si usa, ad esempio, nel caso di ethernet, questi saranno il
684 MAC address della scheda e la relativa lunghezza. Essi vengono usati, insieme
685 ai campi \var{sll\_family} e \var{sll\_ifindex} quando si inviano dei
686 pacchetti, in questo caso tutti gli altri campi devono essere nulli.
688 Il campo \var{sll\_hatype} indica il tipo ARP, come definito in
689 \file{linux/if\_arp.h}, mentre il campo \var{sll\_pkttype} indica il tipo di
690 pacchetto; entrambi vengono impostati alla ricezione di un pacchetto ed han
691 senso solo in questo caso. In particolare \var{sll\_pkttype} può assumere i
692 seguenti valori: \const{PACKET\_HOST} per un pacchetto indirizzato alla
693 macchina ricevente, \const{PACKET\_BROADCAST} per un pacchetto di
694 \itindex{broadcast} \textit{broadcast}, \const{PACKET\_MULTICAST} per un
695 pacchetto inviato ad un indirizzo fisico di \itindex{multicast}
696 \textit{multicast}, \const{PACKET\_OTHERHOST} per un pacchetto inviato ad
697 un'altra stazione (e ricevuto su un'interfaccia in modo promiscuo),
698 \const{PACKET\_OUTGOING} per un pacchetto originato dalla propria macchina che
699 torna indietro sul socket.
702 Si tenga presente infine che in fase di ricezione, anche se si richiede il
703 troncamento del pacchetto, le funzioni \func{recv}, \func{recvfrom} e
704 \func{recvmsg} (vedi sez.~\ref{sec:net_sendmsg}) restituiranno comunque la
705 lunghezza effettiva del pacchetto così come arrivato sulla linea.
707 %% \subsection{La struttura degli indirizzi DECnet}
708 %% \label{sec:sock_sa_decnet}
710 %% I socket di tipo \const{PF\_DECnet} usano il protocollo DECnet, usato dai VAX
711 %% Digital sotto VMS quando ancora il TCP/IP non era diventato lo standard di
712 %% fatto. Il protocollo è un protocollo chiuso, ed il suo uso attuale è limitato
713 %% alla comunicazione con macchine che stanno comunque scomparendo. Lo si riporta
718 % \subsection{Il passaggio delle strutture}
719 % \label{sec:sock_addr_pass}
721 % Come detto nelle funzioni della API dei socket le strutture degli indirizzi
722 % vengono sempre passate per riferimento usando un puntatore; anche la lunghezza
723 % della struttura è passata come argomento, ma in questo caso la modalità del
724 % passaggio dipende dalla direzione del medesimo, dal processo al kernel o
727 % In particolare le tre funzioni \func{bind}, \func{connect} e
728 % \func{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
729 % \textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
732 % Le funzioni \func{accept}, \func{recvfrom}, \func{getsockname} e
733 % \func{getpeername} invece ricevono i valori del kernel
737 \section{Le funzioni di conversione degli indirizzi}
738 \label{sec:sock_addr_func}
740 In questa sezione tratteremo delle varie funzioni usate per manipolare gli
741 indirizzi, limitandoci però agli indirizzi internet. Come accennato gli
742 indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono essere forniti in
743 formato opportuno (il \textit{network order}). Per capire cosa significa tutto
744 ciò occorre introdurre un concetto generale che tornerà utile anche in
748 \subsection{La \textit{endianess}}
749 \label{sec:sock_endianess}
752 La rappresentazione di un numero binario in un computer può essere fatta in
753 due modi, chiamati rispettivamente \textit{big endian} e \textit{little
754 endian} a seconda di come i singoli bit vengono aggregati per formare le
755 variabili intere (ed in genere in diretta corrispondenza a come sono poi in
756 realtà cablati sui bus interni del computer).
760 \includegraphics[height=3cm]{img/endianess}
761 \caption{Schema della disposizione dei dati in memoria a seconda della
763 \label{fig:sock_endianess}
766 Per capire meglio il problema si consideri un intero a 32 bit scritto in una
767 locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. Come illustrato in
768 fig.~\ref{fig:sock_endianess} i singoli bit possono essere disposti un memoria
769 in due modi: a partire dal più significativo o a partire dal meno
770 significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i bit più
771 significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno significativi
772 nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto \textit{big endian},
773 dato che si trova per prima la parte più grande. Il caso opposto, in cui si
774 parte dal bit meno significativo è detto per lo stesso motivo \textit{little
777 Si può allora verificare quale tipo di \textit{endianess} usa il proprio
778 computer con un programma elementare che si limita ad assegnare un valore ad
779 una variabile per poi ristamparne il contenuto leggendolo un byte alla volta.
780 Il codice di detto programma, \file{endtest.c}, è nei sorgenti allegati,
781 allora se lo eseguiamo su un PC otterremo:
783 [piccardi@gont sources]$ ./endtest
790 mentre su di un Mac avremo:
792 piccardi@anarres:~/gapil/sources$ ./endtest
801 La \textit{endianess} di un computer dipende essenzialmente dalla architettura
802 hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little endian}, Motorola,
803 IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il \textit{big endian}. Il
804 formato dei dati contenuti nelle intestazioni dei protocolli di rete è
805 anch'esso \textit{big endian}; altri esempi di uso di questi due diversi
806 formati sono quello del bus PCI, che è \textit{little endian}, o quello del
807 bus VME che è \textit{big endian}.
809 Esistono poi anche dei processori che possono scegliere il tipo di formato
810 all'avvio e alcuni che, come il PowerPC o l'Intel i860, possono pure passare
811 da un tipo di ordinamento all'altro con una specifica istruzione. In ogni caso
812 in Linux l'ordinamento è definito dall'architettura e dopo l'avvio del sistema
813 resta sempre lo stesso, anche quando il processore permetterebbe di eseguire
817 \footnotesize \centering
818 \begin{minipage}[c]{15cm}
819 \includecodesample{listati/endian.c}
822 \caption{La funzione \func{endian}, usata per controllare il tipo di
823 architettura della macchina.}
824 \label{fig:sock_endian_code}
827 Per controllare quale tipo di ordinamento si ha sul proprio computer si è
828 scritta una piccola funzione di controllo, il cui codice è riportato
829 fig.~\ref{fig:sock_endian_code}, che restituisce un valore nullo (falso) se
830 l'architettura è \textit{big endian} ed uno non nullo (vero) se l'architettura
831 è \textit{little endian}.
833 Come si vede la funzione è molto semplice, e si limita, una volta assegnato
834 (\texttt{\small 9}) un valore di test pari a \texttt{0xABCD} ad una variabile
835 di tipo \ctyp{short} (cioè a 16 bit), a ricostruirne una copia byte a byte.
836 Per questo prima (\texttt{\small 10}) si definisce il puntatore \var{ptr} per
837 accedere al contenuto della prima variabile, ed infine calcola (\texttt{\small
838 11}) il valore della seconda assumendo che il primo byte sia quello meno
839 significativo (cioè, per quanto visto in fig.~\ref{fig:sock_endianess}, che sia
840 \textit{little endian}). Infine la funzione restituisce (\texttt{\small 12})
841 il valore del confronto delle due variabili.
846 \subsection{Le funzioni per il riordinamento}
847 \label{sec:sock_func_ord}
849 Il problema connesso all'endianess\itindex{endianess} è che quando si passano
850 dei dati da un tipo di architettura all'altra i dati vengono interpretati in
851 maniera diversa, e ad esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà
852 con i due byte in cui è suddiviso scambiati di posto. Per questo motivo si
853 usano delle funzioni di conversione che servono a tener conto automaticamente
854 della possibile differenza fra l'ordinamento usato sul computer e quello che
855 viene usato nelle trasmissione sulla rete; queste funzioni sono \funcd{htonl},
856 \funcd{htons}, \funcd{ntohl} e \funcd{ntohs} ed i rispettivi prototipi sono:
858 \headdecl{netinet/in.h}
859 \funcdecl{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)}
860 Converte l'intero a 32 bit \param{hostlong} dal formato della macchina a
863 \funcdecl{unsigned short int htons(unsigned short int hostshort)}
864 Converte l'intero a 16 bit \param{hostshort} dal formato della macchina a
867 \funcdecl{unsigned long int ntohl(unsigned long int netlong)}
868 Converte l'intero a 32 bit \param{netlong} dal formato della rete a quello
871 \funcdecl{unsigned sort int ntohs(unsigned short int netshort)}
872 Converte l'intero a 16 bit \param{netshort} dal formato della rete a quello
875 \bodydesc{Tutte le funzioni restituiscono il valore convertito, e non
879 I nomi sono assegnati usando la lettera \texttt{n} come mnemonico per indicare
880 l'ordinamento usato sulla rete (da \textit{network order}) e la lettera
881 \texttt{h} come mnemonico per l'ordinamento usato sulla macchina locale (da
882 \textit{host order}), mentre le lettere \texttt{s} e \texttt{l} stanno ad
883 indicare i tipi di dato (\ctyp{long} o \ctyp{short}, riportati anche dai
886 Usando queste funzioni si ha la conversione automatica: nel caso in cui la
887 macchina che si sta usando abbia una architettura \textit{big endian} queste
888 funzioni sono definite come macro che non fanno nulla. Per questo motivo vanno
889 sempre utilizzate, anche quando potrebbero non essere necessarie, in modo da
890 assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
893 \subsection{Le funzioni \func{inet\_aton}, \func{inet\_addr} e
895 \label{sec:sock_func_ipv4}
897 Un secondo insieme di funzioni di manipolazione serve per passare dal formato
898 binario usato nelle strutture degli indirizzi alla rappresentazione simbolica
899 dei numeri IP che si usa normalmente.
901 Le prime tre funzioni di manipolazione riguardano la conversione degli
902 indirizzi IPv4 da una stringa in cui il numero di IP è espresso secondo la
903 cosiddetta notazione \textit{dotted-decimal}, (cioè nella forma
904 \texttt{192.168.0.1}) al formato binario (direttamente in \textit{network
905 order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera \texttt{a} come
906 mnemonico per indicare la stringa. Dette funzioni sono \funcd{inet\_addr},
907 \funcd{inet\_aton} e \funcd{inet\_ntoa}, ed i rispettivi prototipi sono:
909 \headdecl{arpa/inet.h}
911 \funcdecl{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)} Converte la stringa
912 dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in nel numero IP in network order.
914 \funcdecl{int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)} Converte
915 la stringa dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in un indirizzo IP.
917 \funcdecl{char *inet\_ntoa(struct in\_addr addrptr)}
918 Converte un indirizzo IP in una stringa \textit{dotted decimal}.
920 \bodydesc{Tutte queste le funzioni non generano codice di errore.}
923 La prima funzione, \func{inet\_addr}, restituisce l'indirizzo a 32 bit in
924 network order (del tipo \type{in\_addr\_t}) a partire dalla stringa passata
925 nell'argomento \param{strptr}. In caso di errore (quando la stringa non esprime
926 un indirizzo valido) restituisce invece il valore \const{INADDR\_NONE} che
927 tipicamente sono trentadue bit a uno. Questo però comporta che la stringa
928 \texttt{255.255.255.255}, che pure è un indirizzo valido, non può essere usata
929 con questa funzione; per questo motivo essa è generalmente deprecata in favore
930 di \func{inet\_aton}.
932 La funzione \func{inet\_aton} converte la stringa puntata da \param{src}
933 nell'indirizzo binario che viene memorizzato nell'opportuna struttura
934 \struct{in\_addr} (si veda fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}) situata
935 all'indirizzo dato dall'argomento \param{dest} (è espressa in questa forma in
936 modo da poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la
937 struttura degli indirizzi). La funzione restituisce 0 in caso di successo e 1
938 in caso di fallimento. Se usata con \param{dest} inizializzato a \val{NULL}
939 effettua la validazione dell'indirizzo.
941 L'ultima funzione, \func{inet\_ntoa}, converte il valore a 32 bit
942 dell'indirizzo (espresso in \textit{network order}) restituendo il puntatore
943 alla stringa che contiene l'espressione in formato dotted decimal. Si deve
944 tenere presente che la stringa risiede in memoria statica, per cui questa
945 funzione non è rientrante.
948 \subsection{Le funzioni \func{inet\_pton} e \func{inet\_ntop}}
949 \label{sec:sock_conv_func_gen}
951 Le tre funzioni precedenti sono limitate solo ad indirizzi IPv4, per questo
952 motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
953 \func{inet\_ntop} che possono convertire anche gli indirizzi IPv6. Anche in
954 questo caso le lettere \texttt{n} e \texttt{p} sono degli mnemonici per
955 ricordare il tipo di conversione effettuata e stanno per \textit{presentation}
958 Entrambe le funzioni accettano l'argomento \param{af} che indica il tipo di
959 indirizzo, e che può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. La
960 prima funzione, \funcd{inet\_pton}, serve a convertire una stringa in un
961 indirizzo; il suo prototipo è:
962 \begin{prototype}{sys/socket.h}
963 {int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)}
965 Converte l'indirizzo espresso tramite una stringa nel valore numerico.
967 \bodydesc{La funzione restituisce un valore negativo se \param{af} specifica
968 una famiglia di indirizzi non valida, con \var{errno} che assume il valore
969 \errcode{EAFNOSUPPORT}, un valore nullo se \param{src} non rappresenta un
970 indirizzo valido, ed un valore positivo in caso di successo.}
973 La funzione converte la stringa indicata tramite \param{src} nel valore
974 numerico dell'indirizzo IP del tipo specificato da \param{af} che viene
975 memorizzato all'indirizzo puntato da \param{addr\_ptr}, la funzione
976 restituisce un valore positivo in caso di successo, nullo se la stringa non
977 rappresenta un indirizzo valido, e negativo se \param{af} specifica una
978 famiglia di indirizzi non valida.
980 La seconda funzione di conversione è \funcd{inet\_ntop} che converte un
981 indirizzo in una stringa; il suo prototipo è:
982 \begin{prototype}{sys/socket.h}
983 {char *inet\_ntop(int af, const void *addr\_ptr, char *dest, size\_t len)}
984 Converte l'indirizzo dalla relativa struttura in una stringa simbolica.
986 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore non nullo alla stringa
987 convertita in caso di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel
988 qual caso \var{errno} assume i valori:
990 \item[\errcode{ENOSPC}] le dimensioni della stringa con la conversione
991 dell'indirizzo eccedono la lunghezza specificata da \param{len}.
992 \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \param{af} non è
997 La funzione converte la struttura dell'indirizzo puntata da \param{addr\_ptr}
998 in una stringa che viene copiata nel buffer puntato dall'indirizzo
999 \param{dest}; questo deve essere preallocato dall'utente e la lunghezza deve
1000 essere almeno \const{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e
1001 \const{INET6\_ADDRSTRLEN} per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve
1002 comunque venire specificata attraverso il parametro \param{len}.
1004 Gli indirizzi vengono convertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
1005 (una struttura \struct{in\_addr} per IPv4, e una struttura \struct{in6\_addr}
1006 per IPv6), che devono essere precedentemente allocate e passate attraverso il
1007 puntatore \param{addr\_ptr}; l'argomento \param{dest} di \func{inet\_ntop} non
1008 può essere nullo e deve essere allocato precedentemente.
1010 Il formato usato per gli indirizzi in formato di presentazione è la notazione
1011 \textit{dotted decimal} per IPv4 e quello descritto in
1012 sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
1018 %%% Local Variables:
1020 %%% TeX-master: "gapil"
1023 % LocalWords: socket sez cap BSD SVr XTI Transport Interface TCP stream UDP PF
1024 % LocalWords: datagram broadcast descriptor sys int domain type protocol errno
1025 % LocalWords: EPROTONOSUPPORT ENFILE kernel EMFILE EACCES EINVAL ENOBUFS raw
1026 % LocalWords: ENOMEM table family AF address name glibc UNSPEC LOCAL Local IPv
1027 % LocalWords: communication INET protocols ip AX Amateur IPX Novell APPLETALK
1028 % LocalWords: Appletalk ddp NETROM NetROM Multiprotocol ATMPVC Access to ATM
1029 % LocalWords: PVCs ITU ipv PLP DECnet Reserved for project NETBEUI LLC KEY key
1030 % LocalWords: SECURITY Security callback NETLINK interface device netlink Low
1031 % LocalWords: PACKET level packet ASH Ash ECONET Acorn Econet ATMSVC SVCs SNA
1032 % LocalWords: IRDA PPPOX PPPoX WANPIPE Wanpipe BLUETOOTH Bluetooth POSIX bits
1033 % LocalWords: dall'header tab SOCK capabilities capability styles DGRAM read
1034 % LocalWords: SEQPACKET RDM sockaddr reference void fig Header uint socklen at
1035 % LocalWords: addr netinet port len Stevens unsigned short casting nell'header
1036 % LocalWords: BIND SERVICE bind union order big endian flowinfo dell'header ll
1037 % LocalWords: multicast multicasting local socketpair sun path filesystem AARP
1038 % LocalWords: pathname AppleTalk netatalk personal Apple ATPROTO atalk sat if
1039 % LocalWords: ANYNET node ANYNODE ATADDR BCAST pcap IEEE linux ether ETH ALL
1040 % LocalWords: sll ifindex ethernet halen MAC hatype ARP arp pkttype HOST recv
1041 % LocalWords: OTHERHOST OUTGOING recvfrom recvmsg endianess little endtest Mac
1042 % LocalWords: Intel Digital Motorola IBM VME PowerPC l'Intel xABCD ptr htonl
1043 % LocalWords: all'endianess htons ntohl ntohs long hostlong hostshort netlong
1044 % LocalWords: sort netshort host inet aton ntoa dotted decimal const char src
1045 % LocalWords: strptr struct dest addrptr INADDR NULL pton ntop presentation af
1046 % LocalWords: numeric EAFNOSUPPORT size ENOSPC ENOAFSUPPORT ADDRSTRLEN