Inoltre prenderemo in esame, oltre al comportamento in condizioni normali,
anche tutti i possibili scenari particolari (errori, sconnessione della rete,
crash del client o del server durante la connessione) che possono avere luogo
-durante l'impiego di una applicazione di rete.
+durante l'impiego di un'applicazione di rete.
\section{Il servizio \texttt{echo}}
\label{sec:TCPsimp_echo}
-L'applicazione scelta come esempio sarà una implementazione elementare, ma
+L'applicazione scelta come esempio sarà un'implementazione elementare, ma
completa, del servizio \texttt{echo}. Il servizio \texttt{echo} è uno dei
servizi standard solitamente provvisti direttamente dal superserver
\cmd{inetd}, ed è definito dall'RFC~862. Come dice il nome il servizio deve
linea dalla connessione e la riscriverà all'indietro; sarà compito del client
leggere la risposta del server e stamparla sullo standard output.
-Si è scelto di usare questo servizio, seguendo lo Stevens, perché costituisce
-il prototipo ideale di una generica applicazione di rete in cui un server
-risponde alle richieste di un client; tutto quello che cambia nel caso si una
-applicazione più complessa è la elaborazione dell'input del client da parte
-del server nel fornire le risposte in uscita.
+Si è scelto di usare questo servizio, seguendo l'esempio di \cite{UNP1},
+perché costituisce il prototipo ideale di una generica applicazione di rete in
+cui un server risponde alle richieste di un client; tutto quello che cambia
+nel caso si una applicazione più complessa è la elaborazione dell'input del
+client da parte del server nel fornire le risposte in uscita.
-Partiremo da una implementazione elementare che dovrà essere rimaneggiata di
+Partiremo da un'implementazione elementare che dovrà essere rimaneggiata di
volta in volta per poter tenere conto di tutte le evenienze che si possono
-manifestare nella vita reale di una applicazione di rete, fino ad arrivare ad
-una implementazione completa.
+manifestare nella vita reale di un'applicazione di rete, fino ad arrivare ad
+un'implementazione completa.
\subsection{La struttura del server}
\label{sec:TCPsimp_server_main}
La prima versione del server, \file{ElemEchoTCPServer.c}, si compone di un
-corpo principale, costituito dalla funzione \func{main}. Questa si incarica
+corpo principale, costituito dalla funzione \code{main}. Questa si incarica
di creare il socket, metterlo in ascolto di connessioni in arrivo e creare un
processo figlio a cui delegare la gestione di ciascuna connessione. Questa
-parte, riportata in \nfig, è analoga a quella vista nel precedente esempio
-esaminato in \secref{sec:TCPel_cunc_serv}.
+parte, riportata in \figref{fig:TCPsimpl_serv_code}, è analoga a quella vista
+nel precedente esempio esaminato in \secref{sec:TCPel_cunc_serv}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
int list_fd, conn_fd;
pid_t pid;
struct sockaddr_in serv_add;
- ....
+ ...
/* create socket */
if ( (list_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("Socket creation error");
exit(0);
}
\end{lstlisting}
- \caption{Codice della funzione \texttt{main} della prima versione del server
+ \caption{Codice della funzione \code{main} della prima versione del server
per il servizio \texttt{echo}.}
\label{fig:TCPsimpl_serv_code}
\end{figure}
La struttura di questa prima versione del server è sostanzialmente identica a
quella dell'esempio citato, ed ad esso si applicano le considerazioni fatte in
\secref{sec:TCPel_cunc_daytime}. Le uniche differenze rispetto all'esempio in
-\figref{fig:TCPel_serv_code} sono che in questo caso per il socket in
-ascolto viene usata la porta 7 e tutta la gestione della comunicazione è
-delegata alla funzione \func{ServEcho}.
+\figref{fig:TCPel_serv_code} sono che in questo caso per il socket in ascolto
+viene usata la porta 7 e che tutta la gestione della comunicazione è delegata
+alla funzione \code{ServEcho}.
% Per ogni connessione viene creato un
% processo figlio, il quale si incarica di lanciare la funzione
% \texttt{SockEcho}.
-Il codice della funzione \func{ServEcho} è invece mostrata in \nfig, la
+Il codice della funzione \code{ServEcho} è invece mostrata in \nfig, la
comunicazione viene gestita all'interno del ciclo (linee \texttt{\small
6--8}). I dati inviati dal client vengono letti dal socket con una semplice
\func{read} (che ritorna solo in presenza di dati in arrivo), la riscrittura
-viene invece gestita dalla funzione \func{SockWrite} (descritta a suo tempo
-in \figref{fig:sock_SockWrite_code}) che si incarica di tenere conto
+viene invece gestita dalla funzione \func{SockWrite} (descritta in
+\figref{fig:sock_SockWrite_code}) che si incarica di tenere conto
automaticamente della possibilità che non tutti i dati di cui è richiesta la
scrittura vengano trasmessi con una singola \func{write}.
-
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
\begin{lstlisting}{}
return;
}
\end{lstlisting}
- \caption{Codice della prima versione della funzione \func{ServEcho} per la
+ \caption{Codice della prima versione della funzione \code{ServEcho} per la
gestione del servizio \texttt{echo}.}
\label{fig:TCPsimpl_server_elem_sub}
\end{figure}
\subsection{Il client}
\label{sec:TCPsimp_client_main}
-Il codice del client è riportato in \nfig, anche esso ricalca la struttura del
-precedente client per il servizio \texttt{daytime} (vedi
-\secref{sec:net_cli_sample}) ma, come per il server, lo si è diviso in due
-parti, inserendo la parte relativa alle operazioni specifiche previste per il
-protocollo \texttt{echo} in una funzione a parte.
+Il codice del client è riportato in \figref{fig:TCPsimpl_client_elem}, anche
+esso ricalca la struttura del precedente client per il servizio
+\texttt{daytime} (vedi \secref{sec:net_cli_sample}) ma, come per il server, lo
+si è diviso in due parti, inserendo la parte relativa alle operazioni
+specifiche previste per il protocollo \texttt{echo} in una funzione a parte.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
\begin{lstlisting}{}
\label{fig:TCPsimpl_client_elem}
\end{figure}
-La funzione \func{main} si occupa della creazione del socket e della
+La funzione \code{main} si occupa della creazione del socket e della
connessione (linee \texttt{\small 10--27}) secondo la stessa modalità spiegata
in \secref{sec:net_cli_sample}, il client si connette sulla porta 7
all'indirizzo specificato dalla linea di comando (a cui si è aggiunta una
elementare gestione delle opzioni non riportata in figura).
-Completata la connessione (quando la funzione \func{connect} ritorna) la
-funzione \func{ClientEcho}, riportata in \nfig, si preoccupa di gestire la
+Completata la connessione, al ritrno fiììdi \func{connect} è ritornata, la
+funzione \code{ClientEcho}, riportata in
+\figref{fig:TCPsimpl_client_echo_sub}, si preoccupa di gestire la
comunicazione, leggendo una riga alla volta dallo \file{stdin}, scrivendola
sul socket e ristampando su \file{stdout} quanto ricevuto in risposta dal
-server.
+server.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
La funzione utilizza due buffer per gestire i dati inviati e letti sul socket
(\texttt{\small 3}). La comunicazione viene gestita all'interno di un ciclo
(linee \texttt{\small 5--10}), i dati da inviare sulla connessione vengono
-presi dallo \texttt{stdin} usando la funzione \func{fgets} che legge una
+presi dallo \file{stdin} usando la funzione \func{fgets} che legge una
linea di testo (terminata da un \texttt{CR} e fino al massimo di
-\texttt{MAXLINE} caratteri) e la salva sul buffer di invio, la funzione
+\macro{MAXLINE} caratteri) e la salva sul buffer di invio, la funzione
\func{SockWrite} (\texttt{\small 3}) scrive detti dati sul socket (gestendo
l'invio multiplo qualora una singola \func{write} non basti, come spiegato
in \secref{sec:sock_io_behav}).
Benché il codice dell'esempio precedente sia molto ridotto, esso ci permetterà
di considerare in dettaglio tutte le problematiche che si possono incontrare
-nello scrivere una applicazione di rete. Infatti attraverso l'esame delle sue
+nello scrivere un'applicazione di rete. Infatti attraverso l'esame delle sue
modalità di funzionamento normali, all'avvio e alla terminazione, e di quello
che avviene nelle varie situazioni limite, da una parte potremo approfondire
la comprensione del protocollo TCP/IP e dall'altra ricavare le indicazioni
-necessarie per essere in gradi di scrivere applicazioni robuste, in grado di
+necessarie per essere in grado di scrivere applicazioni robuste, in grado di
gestire anche i casi limite.
\end{verbatim}
mentre per quanto riguarda l'esecuzione dei programmi avremo che:
\begin{itemize}
-\item il client chiama la funzione \func{ClientEcho} che si blocca sulla
+\item il client chiama la funzione \code{ClientEcho} che si blocca sulla
\func{fgets} dato che non si è ancora scritto nulla sul terminale.
\item il server eseguirà una \func{fork} facendo chiamare al processo figlio
- la funzione \func{ServEcho}, quest'ultima si bloccherà sulla \func{read}
+ la funzione \code{ServEcho}, quest'ultima si bloccherà sulla \func{read}
dal socket sul quale ancora non sono presenti dati.
\item il processo padre del server chiamerà di nuovo \func{accept}
bloccandosi fino all'arrivo di un'altra connessione.
2359 pts/0 S 0:00 ./echod
\end{verbatim} %$
(dove si sono cancellate le righe inutili) da cui si evidenzia la presenza di
-tre processi, tutti in stato di \textit{sleep} (S).
-
-Se a questo punto si inizia a scrivere qualcosa sul client niente sarà
-trasmesso fin tanto che non si prema il ritorno carrello, allora la
-\func{fgets} ritornerà e a questo punto il client scriverà quanto immesso
-sul socket, poi rileggerà quanto gli viene inviato all'indietro dal server, e
-questo sarà inviato sullo standard output, che nel caso ne provoca
+tre processi, tutti in stato di \textit{sleep} (vedi
+\tabref{tab:proc_proc_states}).
+
+Se a questo punto si inizia a scrivere qualcosa sul client non sarà trasmesso
+niente fin tanto che non si prema il tasto di a capo (si ricordi quanto detto
+in \secref{sec:file_line_io} a proposito dell'I/O su terminale), solo allora
+\func{fgets} ritornerà ed il client scriverà quanto immesso sul socket, per
+poi passare a rileggere quanto gli viene inviato all'indietro dal server, che
+a sua volta sarà inviato sullo standard output, che nel caso ne provoca
l'immediatamente stampa a video.
tcp 0 0 *:echo *:* LISTEN
tcp 0 0 localhost:33032 localhost:echo TIME_WAIT
\end{verbatim} %$
-con il client che entra in \macro{TIME\_WAIT}.
+con il client che entra in \texttt{TIME\_WAIT}.
Esaminiamo allora in dettaglio la sequenza di eventi che porta alla
-terminazione normale della connessione, che ci servirà poi da riferimento nei
-casi seguenti:
+terminazione normale della connessione, che ci servirà poi da riferimento
+quando affronteremo il comportamento in caso di conclusioni anomale:
\begin{enumerate}
\item inviando un carattere di EOF da terminale la \func{fgets} ritorna
restituendo un puntatore nullo che causa l'uscita dal ciclo di
- while, così la \func{ClientEcho} ritorna.
-\item al ritorno di \func{ClientEcho} ritorna anche la funzione \func{main}, e
+ \code{while}, così la \code{ClientEcho} ritorna.
+\item al ritorno di \code{ClientEcho} ritorna anche la funzione \code{main}, e
come parte del processo terminazione tutti i file descriptor vengono chiusi
(si ricordi quanto detto in \secref{sec:proc_term_conclusion}); questo causa
la chiusura del socket di comunicazione; il client allora invierà un FIN al
server a cui questo risponderà con un ACK. A questo punto il client verrà a
- trovarsi nello stato \macro{FIN\_WAIT\_2} ed il server nello stato
- \macro{CLOSE\_WAIT} (si riveda quanto spiegato in
+ trovarsi nello stato \texttt{FIN\_WAIT\_2} ed il server nello stato
+ \texttt{CLOSE\_WAIT} (si riveda quanto spiegato in
\secref{sec:TCPel_conn_term}).
\item quando il server riceve il FIN la \func{read} del processo figlio che
gestisce la connessione ritorna restituendo 0 causando così l'uscita dal
- ciclo di while e il ritorno di \func{ServEcho}, a questo punto il processo
- figlio termina chiamando \func{exit}.
+ ciclo e il ritorno di \code{ServEcho}, a questo punto il processo figlio
+ termina chiamando \func{exit}.
\item all'uscita del figlio tutti i file descriptor vengono chiusi, la
chiusura del socket connesso fa sì che venga effettuata la sequenza finale
di chiusura della connessione, viene emesso un FIN dal server che riceverà
un ACK dal client, a questo punto la connessione è conclusa e il client
- resta nello stato \func{TIME\_WAIT}.
-\item
+ resta nello stato \texttt{TIME\_WAIT}.
+
\end{enumerate}
Tutto questo riguarda la connessione, c'è però da tenere conto dell'effetto
del procedimento di chiusura del processo figlio nel server (si veda quanto
esaminato in \secref{sec:proc_termination}). In questo caso avremo l'invio del
-segnale \macro{SIGCHILD} al padre, ma dato che non si è installato un
-manipolatore e che l'azione di default per questo segnale è quella di essere
+segnale \macro{SIGCHLD} al padre, ma dato che non si è installato un
+manipolatore e che l'azione predefinita per questo segnale è quella di essere
ignorato, non avendo predisposto la ricezione dello stato di terminazione,
-otterremo che il processo figlio entrerà nello stato di zombie, come risulterà
-ripetendo il comando \cmd{ps}:
+otterremo che il processo figlio entrerà nello stato di zombie (si riveda
+quanto illustrato in \secref{sec:sig_sigchld}), come risulterà ripetendo il
+comando \cmd{ps}:
\begin{verbatim}
2356 pts/0 S 0:00 ./echod
2359 pts/0 Z 0:00 [echod <defunct>]
Poiché non è possibile lasciare processi zombie che pur inattivi occupano
spazio nella tabella dei processi e a lungo andare saturerebbero le risorse
del kernel, occorrerà ricevere opportunamente lo stato di terminazione del
-processo (si veda \secref{sec:proc_wait}), cosa che faremo utilizzando il
-segnale, per questo installeremo un manipolatore usando la funzione
-\func{Signal} (trattata in dettaglio in \secref{sec:sig_signal}).
+processo (si veda \secref{sec:proc_wait}), cosa che faremo utilizzando
+\macro{SIGCHLD} secondo quanto illustrato in \secref{sec:sig_sigchld}.
+
+La prima modifica al nostro server è pertanto quella di inserire la gestione
+della terminazione dei processi figli attraverso l'uso di un manipolatore.
+Per questo useremo la funzione \code{Signal}, illustrata in
+\figref{fig:sig_Signal_code}, per installare il semplice manipolatore che
+riceve i segnali dei processi figli terminati già visto in
+\figref{fig:sig_sigchld_handl}; aggiungendo il seguente codice:
+\begin{lstlisting}{}
+ ...
+ /* install SIGCHLD handler */
+ Signal(SIGCHLD, sigchld_hand); /* establish handler */
+ /* create socket */
+ ...
+\end{lstlisting}
+
+\noindent
+all'esempio illustrato in \figref{fig:TCPsimpl_serv_code}, e linkando il tutto
+alla funzione \code{sigchld\_hand}, si risolverà completamente il problema
+degli zombie.
+
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End:
projects / gapil.git / blobdiff