\func{connect}, attraverso un procedimento che viene chiamato
\textsl{apertura attiva}, dall'inglese \textit{active open}. La chiamata di
\func{connect} blocca il processo e causa l'invio da parte del client di un
- segmento SYN\footnote{Si ricordi che il segmento è l'unità elementare di
+ segmento SYN,\footnote{Si ricordi che il segmento è l'unità elementare di
dati trasmessa dal protocollo TCP al livello superiore; tutti i segmenti
hanno un header che contiene le informazioni che servono allo
\textit{stack TCP} (così viene di solito chiamata la parte del kernel che
ci sono una serie di flag usati per gestire la connessione, come SYN, ACK,
URG, FIN, alcuni di essi, come SYN (che sta per \textit{syncronize})
corrispondono a funzioni particolari del protocollo e danno il nome al
- segmento, (per maggiori dettagli vedere \capref{cha:tcp_protocol})}, in
+ segmento, (per maggiori dettagli vedere \capref{cha:tcp_protocol}).} in
sostanza viene inviato al server un pacchetto IP che contiene solo gli
header IP e TCP (con il numero di sequenza iniziale e il flag SYN) e le
opzioni di TCP.
\item il server deve dare ricevuto (l'\textit{acknowledge}) del SYN del
client, inoltre anche il server deve inviare il suo SYN al client (e
trasmettere il suo numero di sequenza iniziale) questo viene fatto
- ritrasmettendo un singolo segmento in cui entrambi i flag SYN ACK e sono
- settati.
+ ritrasmettendo un singolo segmento in cui sono impostati entrambi i flag SYN
+ ACK.
\item una volta che il client ha ricevuto l'acknowledge dal server la funzione
\func{connect} ritorna, l'ultimo passo è dare dare il ricevuto del SYN del
\end{enumerate}
Il procedimento viene chiamato \textit{three way handshake} dato che per
-realizzarlo devono essere scambiati tre segmenti. In \nfig\ si è
-rappresentata graficamente la sequenza di scambio dei segmenti che stabilisce
-la connessione.
+realizzarlo devono essere scambiati tre segmenti. In \figref{fig:TCPel_TWH}
+si è rappresentata graficamente la sequenza di scambio dei segmenti che
+stabilisce la connessione.
% Una analogia citata da R. Stevens per la connessione TCP è quella con il
% sistema del telefono. La funzione \texttt{socket} può essere considerata
\end{figure}
Si è accennato in precedenza ai \textsl{numeri di sequenza} (che sono anche
-riportati in \curfig); per gestire una connessione affidabile infatti il
-protocollo TCP prevede nell'header la presenza di un numero a 32 bit (chiamato
-appunto \textit{sequence number}) che identifica a quale byte nella sequenza
-del flusso corrisponde il primo byte della sezione dati contenuta nel
-segmento.
+riportati in \figref{fig:TCPel_TWH}); per gestire una connessione affidabile
+infatti il protocollo TCP prevede nell'header la presenza di un numero a 32
+bit (chiamato appunto \textit{sequence number}) che identifica a quale byte
+nella sequenza del flusso corrisponde il primo byte della sezione dati
+contenuta nel segmento.
Il numero di sequenza di ciascun segmento viene calcolato a partire da un
\textsl{numero di sequenza iniziale} generato in maniera casuale del kernel
all'inizio della connessione e trasmesso con il SYN; l'acknowledgement di
-ciascun segmento viene effettuato dall'altro capo della connessione settando
+ciascun segmento viene effettuato dall'altro capo della connessione impostando
il flag ACK e restituendo nell'apposito campo dell'header un
\textit{acknowledge number}) pari al numero di sequenza che il ricevente si
aspetta di ricevere con il pacchetto successivo; dato che il primo pacchetto
SYN consuma un byte, nel \textit{three way handshake} il numero di acknowledge
è sempre pari al numero di sequenza iniziale incrementato di uno; lo stesso
-varrà anche (vedi \nfig) per l'acknowledgement di un FIN.
+varrà anche (vedi \figref{fig:TCPel_close}) per l'acknowledgement di un FIN.
\subsection{Le opzioni TCP.}
\label{sec:TCPel_TCP_opt}
\textsl{finestra annunciata} (\textit{advertized window}) con la quale
ciascun capo della comunicazione dichiara quanto spazio disponibile ha in
memoria per i dati. Questo è un numero a 16 bit dell'header, che così può
- indicare un massimo di 65535 byte (anche se Linux usa come massimo 32767
- per evitare problemi con alcuni stack bacati che usano l'aritmetica con
- segno per implementare lo stack TCP); ma alcuni tipi di connessione come
- quelle ad alta velocità (sopra i 45Mbits/sec) e quelle che hanno grandi
- ritardi nel cammino dei pacchetti (come i satelliti) richiedono una finestra
- più grande per poter ottenere il massimo dalla trasmissione, per questo
- esiste questa opzione che indica un fattore di scala da applicare al valore
- della finestra annunciata\footnote{essendo una nuova opzione per garantire
- la compatibilità con delle vecchie implementazioni del protocollo la
- procedura che la attiva prevede come negoziazione che l'altro capo della
- connessione riconosca esplicitamente l'opzione inserendola anche lui nel
- suo SYN di risposta dell'apertura della connessione} per la connessione
- corrente (espresso come numero di bit cui shiftare a sinistra il valore
- della finestra annunciata inserito nel pacchetto).
+ indicare un massimo di 65535 byte (anche se Linux usa come massimo 32767 per
+ evitare problemi con alcuni stack bacati che usano l'aritmetica con segno
+ per implementare lo stack TCP); ma alcuni tipi di connessione come quelle ad
+ alta velocità (sopra i 45Mbits/sec) e quelle che hanno grandi ritardi nel
+ cammino dei pacchetti (come i satelliti) richiedono una finestra più grande
+ per poter ottenere il massimo dalla trasmissione, per questo esiste questa
+ opzione che indica un fattore di scala da applicare al valore della finestra
+ annunciata\footnote{essendo una nuova opzione per garantire la compatibilità
+ con delle vecchie implementazioni del protocollo la procedura che la
+ attiva prevede come negoziazione che l'altro capo della connessione
+ riconosca esplicitamente l'opzione inserendola anche lui nel suo SYN di
+ risposta dell'apertura della connessione.} per la connessione corrente
+ (espresso come numero di bit cui shiftare a sinistra il valore della
+ finestra annunciata inserito nel pacchetto).
\item \textit{timestamp option}, è anche questa una nuova opzione necessaria
per le connessioni ad alta velocità per evitare possibili corruzioni di dati
giacché in alcune situazioni il FIN del passo 1) è inviato insieme a dei dati.
Inoltre è possibile che i segmenti inviati nei passi 2 e 3 dal capo che
effettua la chiusura passiva, siano accorpati in un singolo segmento. In
-\nfig\ si è rappresentato graficamente lo sequenza di scambio dei segmenti che
-stabilisce la connessione.
+\figref{fig:TCPel_close} si è rappresentato graficamente lo sequenza di
+scambio dei segmenti che stabilisce la connessione.
\begin{figure}[htb]
\centering
Le operazioni del TCP nella creazione e conclusione di una connessione sono
specificate attraverso il diagramma di transizione degli stati riportato in
-\nfig. TCP prevede l'esistenza di 11 diversi stati per un socket ed un insieme
-di regole per le transizioni da uno stato all'altro basate sullo stato
-corrente e sul tipo di segmento ricevuto; i nomi degli stati sono gli stessi
-che vengono riportati del comando \cmd{netstat} nel campo \textit{State}.
+\figref{fig:TPCel_conn_example}. TCP prevede l'esistenza di 11 diversi stati
+per un socket ed un insieme di regole per le transizioni da uno stato
+all'altro basate sullo stato corrente e sul tipo di segmento ricevuto; i nomi
+degli stati sono gli stessi che vengono riportati del comando \cmd{netstat}
+nel campo \textit{State}.
Una descrizione completa del funzionamento del protocollo va al di là degli
obiettivi di questo libro; un approfondimento sugli aspetti principali si
l'applicazione riceve un FIN nello stato \texttt{ESTABLISHED} (chiusura
passiva) la transizione è verso lo stato \texttt{CLOSE\_WAIT}.
-In \nfig\ è riportato lo schema dello scambio dei pacchetti che avviene per
-una un esempio di connessione, insieme ai vari stati che il protocollo viene
-ad assumere per i due lati, server e client.
+In \figref{fig:TPCel_conn_example} è riportato lo schema dello scambio dei
+pacchetti che avviene per una un esempio di connessione, insieme ai vari stati
+che il protocollo viene ad assumere per i due lati, server e client.
\begin{figure}[htb]
\centering
\subsection{Lo stato \texttt{TIME\_WAIT}}
\label{sec:TCPel_time_wait}
-Come riportato da Stevens (FIXME citare) lo stato \texttt{TIME\_WAIT} è
+Come riportato da Stevens in \cite{UNP1} lo stato \texttt{TIME\_WAIT} è
probabilmente uno degli aspetti meno compresi del protocollo TCP, è infatti
comune trovare nei newsgroup domande su come sia possibile evitare che
un'applicazione resti in questo stato lasciando attiva una connessione ormai
conclusa; la risposta è che non deve essere fatto, ed il motivo cercheremo di
spiegarlo adesso.
-Come si è visto nell'esempio precedente (vedi \curfig) \texttt{TIME\_WAIT} è
-lo stato finale in cui il capo di una connessione che esegue la chiusura
-attiva resta prima di passare alla chiusura definitiva della connessione. Il
-tempo in cui l'applicazione resta in questo stato deve essere due volte la MSL
-(\textit{Maximum Segment Lifetime}).
+Come si è visto nell'esempio precedente (vedi \figref{fig:TPCel_conn_example})
+\texttt{TIME\_WAIT} è lo stato finale in cui il capo di una connessione che
+esegue la chiusura attiva resta prima di passare alla chiusura definitiva
+della connessione. Il tempo in cui l'applicazione resta in questo stato deve
+essere due volte la MSL (\textit{Maximum Segment Lifetime}).
La MSL è la stima del massimo periodo di tempo che un pacchetto IP può vivere
sulla rete; questo tempo è limitato perché ogni pacchetto IP può essere
capisce il perché della scelta di un tempo pari al doppio della MSL come
durata di questo stato.
-Il primo dei due motivi precedenti si può capire tornando a \curfig: assumendo
-che l'ultimo ACK della sequenza (quello del capo che ha eseguito la chiusura
-attiva) vanga perso, chi esegue la chiusura passiva non ricevendo risposta
-rimanderà un ulteriore FIN, per questo motivo chi esegue la chiusura attiva
-deve mantenere lo stato della connessione per essere in grado di reinviare
-l'ACK e chiuderla correttamente. Se non fosse così la risposta sarebbe un RST
-(un altro tipo si segmento) che verrebbe interpretato come un errore.
+Il primo dei due motivi precedenti si può capire tornando a
+\figref{fig:TPCel_conn_example}: assumendo che l'ultimo ACK della sequenza
+(quello del capo che ha eseguito la chiusura attiva) vanga perso, chi esegue
+la chiusura passiva non ricevendo risposta rimanderà un ulteriore FIN, per
+questo motivo chi esegue la chiusura attiva deve mantenere lo stato della
+connessione per essere in grado di reinviare l'ACK e chiuderla correttamente.
+Se non fosse così la risposta sarebbe un RST (un altro tipo si segmento) che
+verrebbe interpretato come un errore.
Se il TCP deve poter chiudere in maniera pulita entrambe le direzioni della
connessione allora deve essere in grado di affrontare la perdita di uno
\end{enumerate}
In realtà rispetto a quanto indicato nell'RFC~1700 i vari sistemi hanno fatto
-scelte diverse per le porte effimere, in particolare in \nfig\ sono riportate
-quelle di BSD, Solaris e Linux. Nel caso di Linux poi la scelta fra i due
-intervalli possibili viene fatta dinamicamente a seconda della memoria a
-disposizione del kernel per gestire le relative tabelle.
+scelte diverse per le porte effimere, in particolare in
+\figref{fig:TCPel_port_alloc} sono riportate quelle di BSD, Solaris e Linux.
+Nel caso di Linux poi la scelta fra i due intervalli possibili viene fatta
+dinamicamente a seconda della memoria a disposizione del kernel per gestire le
+relative tabelle.
\begin{figure}[!htb]
\centering
della funzione \func{socket} che è già stata esaminata in dettaglio in
\secref{sec:sock_socket}.
-In \nfig\ abbiamo un tipico schema di funzionamento di un'applicazione
-client-server che usa i socket TCP: prima il server viene avviato ed in
-seguito il client si connette, in questo caso, a differenza di quanto accadeva
-con gli esempi elementari del \capref{cha:network} si assume che sia il
-client ad effettuare delle richieste a cui il server risponde, il client
-notifica poi di avere concluso inviando un end-of-file a cui il server
+In \figref{fig:TCPel_cliserv_func} abbiamo un tipico schema di funzionamento
+di un'applicazione client-server che usa i socket TCP: prima il server viene
+avviato ed in seguito il client si connette, in questo caso, a differenza di
+quanto accadeva con gli esempi elementari del \capref{cha:network} si assume
+che sia il client ad effettuare delle richieste a cui il server risponde, il
+client notifica poi di avere concluso inviando un end-of-file a cui il server
risponderà anche lui chiudendo la connessione per aspettarne una nuova.
\begin{figure}[!htb]
contiene, secondo quanto già trattato in \secref{sec:sock_sockaddr}.
\bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
- errore; in caso di errore la variabile \var{errno} viene settata secondo i
- seguenti codici di errore:
+ errore; in caso di errore la variabile \var{errno} viene impostata secondo
+ i seguenti codici di errore:
\begin{errlist}
\item[\macro{EBADF}] il file descriptor non è valido.
\item[\macro{EINVAL}] il socket ha già un indirizzo assegnato.
In questo caso viene fatta assegnare dal kernel una porta effimera che poi
viene registrata presso il \textit{portmapper}; quest'ultimo è un altro
demone che deve essere contattato dai client per ottenere la porta effimera
- su cui si trova il server} che in genere viene identificato dalla porta su
+ su cui si trova il server.} che in genere viene identificato dalla porta su
cui risponde.
Con \func{bind} si può assegnare un IP specifico ad un socket, purché questo
assegnazione.
Per questo nell'header \file{netinet/in.h} è definita una variabile
-\type{in6addr\_any} (dichiarata come \type{extern}, ed inizializzata dal
+\type{in6addr\_any} (dichiarata come \ctyp{extern}, ed inizializzata dal
sistema al valore \macro{IN6ADRR\_ANY\_INIT}) che permette di effettuare una
assegnazione del tipo:
socket, già descritta in \secref{sec:sock_sockaddr}.
\bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
- errore, in caso di errore la variabile \var{errno} viene settata secondo i
- seguenti codici di errore:
+ errore, in caso di errore la variabile \var{errno} viene impostata secondo
+ i seguenti codici di errore:
\begin{errlist}
\item[\macro{ECONNREFUSED}] non c'è nessuno in ascolto sull'indirizzo remoto.
\item[\macro{ETIMEDOUT}] si è avuto timeout durante il tentativo di
connessione.
\item[\macro{ENETUNREACH}] la rete non è raggiungibile.
- \item[\macro{EINPROGRESS}] il socket è non bloccante e la connessione non
- può essere conclusa immediatamente.
- \item[\macro{EALREADY}] il socket è non bloccante e un tentativo precedente
- di connessione non si è ancora concluso.
+ \item[\macro{EINPROGRESS}] il socket è non bloccante (vedi
+ \secref{sec:file_noblocking}) e la connessione non può essere conclusa
+ immediatamente.
+ \item[\macro{EALREADY}] il socket è non bloccante (vedi
+ \secref{sec:file_noblocking}) e un tentativo precedente di connessione non
+ si è ancora concluso.
\item[\macro{EAGAIN}] non ci sono più porte locali libere.
\item[\macro{EAFNOSUPPORT}] l'indirizzo non ha una famiglia di indirizzi
corretta nel relativo campo.
invece ripete l'emissione del SYN ad intervalli di 30 secondi per un numero
di volte che può essere stabilito dall'utente sia con una opportuna
\func{sysctl} che attraverso il filesystem \file{/proc} scrivendo il valore
- voluto in \file{/proc/sys/net/ipv4/tcp\_syn\_retries}. Il valore di default
+ voluto in \file{/proc/sys/net/ipv4/tcp\_syn\_retries}. Il valore predefinito
per la ripetizione dell'invio è di 5 volte, che comporta un timeout dopo
circa 180 secondi.
%
-% Le informazioni su tutte le opzioni settabili via /proc stanno in
+% Le informazioni su tutte le opzioni impostabili via /proc stanno in
% Linux/Documentation/networking/ip-sysctl.txt
%
\item Il client riceve come risposta al SYN un RST significa che non c'è
\texttt{CLOSED} a quello \texttt{LISTEN}. In genere si chiama la funzione in
un server dopo le chiamate a \func{socket} e \func{bind} e prima della
chiamata ad \func{accept}. Il prototipo della funzione come definito dalla
-man page è:
+pagina di manuale è:
\begin{prototype}{sys/socket.h}{int listen(int sockfd, int backlog)}
La funzione pone il socket specificato da \var{sockfd} in modalità
passiva e predispone una coda per le connessioni in arrivo di lunghezza pari
Questi socket sono tutti nello stato \texttt{ESTABLISHED}.
\end{enumerate}
-Lo schema di funzionamento è descritto in \nfig, quando arriva un SYN da un
-client il server crea una nuova entrata nella coda delle connessioni
-incomplete, e poi risponde con il SYN$+$ACK. La entrata resterà nella coda
-delle connessioni incomplete fino al ricevimento dell'ACK dal client o fino ad
-un timeout. Nel caso di completamento del three way handshake l'entrata viene
-sostata nella coda delle connessioni complete. Quando il processo chiama la
-funzione \func{accept} (vedi \secref{sec:TCPel_func_accept}) la prima
-entrata nella coda delle connessioni complete è passata al programma, o, se la
-coda è vuota, il processo viene posto in attesa e risvegliato all'arrivo della
-prima connessione completa.
+Lo schema di funzionamento è descritto in \figref{fig:TCPel_xxx}, quando
+arriva un SYN da un client il server crea una nuova entrata nella coda delle
+connessioni incomplete, e poi risponde con il SYN$+$ACK. La entrata resterà
+nella coda delle connessioni incomplete fino al ricevimento dell'ACK dal
+client o fino ad un timeout. Nel caso di completamento del three way handshake
+l'entrata viene sostata nella coda delle connessioni complete. Quando il
+processo chiama la funzione \func{accept} (vedi
+\secref{sec:TCPel_func_accept}) la prima entrata nella coda delle connessioni
+complete è passata al programma, o, se la coda è vuota, il processo viene
+posto in attesa e risvegliato all'arrivo della prima connessione completa.
Storicamente il valore del parametro \var{backlog} era corrispondente al
massimo valore della somma del numero di entrate possibili per ciascuna di
valore, e provvede una tabella con i risultati ottenuti con vari kernel,
compreso Linux 2.0, che mostrano le differenze fra diverse implementazioni.
-In Linux il significato di questo valore è cambiato a partire dal kernel
-2.2 per prevenire l'attacco chiamato \textit{syn flood}. Questo si basa
+In Linux il significato di questo valore è cambiato a partire dal kernel 2.2
+per prevenire l'attacco chiamato \textit{syn flood}. Questo si basa
sull'emissione da parte dell'attaccante di un grande numero di pacchetti SYN
indirizzati verso una porta forgiati con indirizzo IP fasullo\footnote{con la
- tecnica che viene detta \textit{ip spoofing}} così che i SYN$+$ACK vanno
+ tecnica che viene detta \textit{ip spoofing}.} così che i SYN$+$ACK vanno
perduti e la coda delle connessioni incomplete viene saturata, impedendo di
fatto ulteriori connessioni.
\bodydesc{La funzione restituisce un numero di socket descriptor positivo in
caso di successo e -1 in caso di errore, nel qual caso la variabile
- \var{errno} viene settata ai seguenti valori:
+ \var{errno} viene impostata ai seguenti valori:
\begin{errlist}
\item[\macro{EBADF}] l'argomento \var{sockfd} non è un file descriptor
\item[\macro{ENOTSOCK}] l'argomento \var{sockfd} non è un socket.
\item[\macro{EOPNOTSUPP}] il socket è di un tipo che non supporta questa
operazione.
- \item[\macro{EAGAIN} o \macro{EWOULDBLOCK}] il socket è stato settato come
- non bloccante, e non ci sono connessioni in attesa di essere accettate.
+ \item[\macro{EAGAIN} o \macro{EWOULDBLOCK}] il socket è stato impostato come
+ non bloccante (vedi \secref{sec:file_noblocking}), e non ci sono
+ connessioni in attesa di essere accettate.
\item[\macro{EPERM}] Le regole del firewall non consentono la connessione.
\item[\macro{ENOBUFS, ENOMEM}] questo spesso significa che l'allocazione
della memoria è limitata dai limiti sui buffer dei socket, non dalla
creato dal kernel (detto \textit{connected socket}) a cui viene associata la
prima connessione completa (estratta dalla relativa coda, vedi
\secref{sec:TCPel_func_listen}) che il client TCP ha effettuato verso il
-socket \var{sockfd}. Quest'ultimo (detto \textit{listening socket}) è
-quello creato all'inizio e messo in ascolto con \func{listen}, e non viene
-toccato dalla funzione.
-Se non ci sono connessioni pendenti da accettare la funzione mette in attesa
-il processo\footnote{a meno che non si sia settato il socket per essere
- non-bloccante, nel qual caso ritorna con l'errore \func{EAGAIN},
- torneremo su questa modalità di operazione in \secref{sec:xxx_sock_noblock}}
-fintanto che non ne arriva una.
+socket \var{sockfd}. Quest'ultimo (detto \textit{listening socket}) è quello
+creato all'inizio e messo in ascolto con \func{listen}, e non viene toccato
+dalla funzione. Se non ci sono connessioni pendenti da accettare la funzione
+mette in attesa il processo\footnote{a meno che non si sia imopstato il socket
+ per essere non bloccante (vedi \secref{sec:file_noblocking}), nel qual caso
+ ritorna con l'errore \macro{EAGAIN}. Torneremo su questa modalità di
+ operazione in \secref{sec:xxx_sock_noblock}.} fintanto che non ne arriva
+una.
Il meccanismo di funzionamento di \func{accept} è essenziale per capire il
funzionamento di un server: in generale infatti c'è sempre un solo socket in
precedente in forma concorrente, inserendo anche una opzione per la stampa
degli indirizzi delle connessioni ricevute.
-In \nfig\ è mostrato un estratto del codice, in cui si sono tralasciati il
-trattamento delle opzioni e le parti rimaste invariate rispetto al precedente
-esempio. Al solito il sorgente completo del server
+In \figref{fig:TCPel_serv_code} è mostrato un estratto del codice, in cui si
+sono tralasciati il trattamento delle opzioni e le parti rimaste invariate
+rispetto al precedente esempio. Al solito il sorgente completo del server
\file{ElemDaytimeTCPCuncServ.c} è allegato nella directory dei sorgenti.
\begin{figure}[!htb]
1 e 2 corrispondano al socket connesso) quest'ultimo potrà usare la funzione
\func{getpeername} per determinare l'indirizzo remoto del client.
-Infine è da chiarire (si legga la man page) che come per \func{accept} il
-terzo parametro che è specificato dallo standard POSIX 1003.1g come di tipo
-\type{socklen\_t *} in realtà deve sempre corrispondere ad un \type{int *}
-come prima dello standard perché tutte le implementazioni dei socket BSD fanno
-questa assunzione.
+Infine è da chiarire (si legga la pagina di manuale) che, come per
+\func{accept}, il terzo parametro, che è specificato dallo standard POSIX.1g
+come di tipo \code{socklen\_t *} in realtà deve sempre corrispondere ad un
+\ctyp{int *} come prima dello standard perché tutte le implementazioni dei
+socket BSD fanno questa assunzione.
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End:
projects / gapil.git / blobdiff