Qualche nota sulle opzioni dei socket IPv4 e sulle sysctl
[gapil.git] / sockctrl.tex
index 87dca619d0fa1875bae7456e23ff12a493c834eb..5d978e04436e168c60722e62202c298271fdbe50 100644 (file)
@@ -40,7 +40,7 @@ La risoluzione dei nomi 
 internet invece che per numero IP attraverso il relativo \textsl{nome a
   dominio}.\footnote{non staremo ad entrare nei dettagli della definizione di
   cosa è un nome a dominio, dandolo per noto, una introduzione alla
-  problematica si trova in \cite{AGL} (cap. 9) mentre per una trattazione
+  problematica si trova in \cite{AGL} (cap.~9) mentre per una trattazione
   approfondita di tutte le problematiche relative al DNS si può fare
   riferimento a \cite{DNSbind}.} In realtà per DNS si intendono spesso i
 server che forniscono su internet questo servizio, mentre nel nostro caso
@@ -147,7 +147,7 @@ tab.~\ref{tab:sys_NSS_classes}.
                        (\acr{uid}, ecc.).\\  
     \texttt{group}    & corrispondenze fra nome del gruppo e proprietà dello 
                         stesso.\\  
-    \texttt{aliases}  & alias per la posta elettronica\\ 
+    \texttt{aliases}  & alias per la posta elettronica.\\ 
     \texttt{ethers}   & corrispondenze fra numero IP e MAC address della
                         scheda di rete.\\ 
     \texttt{hosts}    & corrispondenze fra nome a dominio e numero IP.\\ 
@@ -2262,9 +2262,9 @@ tab.~\ref{tab:sock_opt_socklevel} sul significato delle varie opzioni:
   per primi, in modalità che dipendono dalla disciplina di gestione della
   coda. Nel caso di protocollo IP questa opzione permette anche di impostare i
   valori del campo \textit{type of service} (noto come TOS, vedi
-  sez.~\ref{sec:IP_xxx}) per i pacchetti uscenti. Per impostare una priorità
-  al di fuori dell'intervallo di valori fra 0 e 6 sono richiesti i privilegi
-  di amministratore con la capability \const{CAP\_NET\_ADMIN}.
+  sez.~\ref{sec:IP_header}) per i pacchetti uscenti. Per impostare una
+  priorità al di fuori dell'intervallo di valori fra 0 e 6 sono richiesti i
+  privilegi di amministratore con la capability \const{CAP\_NET\_ADMIN}.
 
 \item[\const{SO\_ERROR}] questa opzione riceve un errore presente sul socket;
   può essere utilizzata soltanto con \func{getsockopt} e prende per
@@ -2515,7 +2515,7 @@ il sistema non supporta l'opzione \const{IP\_RECVDSTADDR};\footnote{nel caso
   sviluppo del kernel 2.1.x, ma è in seguito stata soppiantata dall'uso di
   \const{IP\_PKTINFO} (vedi sez.~\ref{sec:sock_ipv4_options}).} in tale modo
 si può sapere a quale socket corrisponde un certo indirizzo.  Non ha senso
-fare questa operazionie per socket TCP dato che su di essi si può sempre
+fare questa operazione per un socket TCP dato che su di essi si può sempre
 invocare \func{getsockname} una volta che si è completata la connessione.
 
 Infine il quarto caso è quello in cui si vuole effettivamente ottenere un
@@ -2666,7 +2666,9 @@ socket che usano il protocollo IPv4.\footnote{come per le precedenti opzioni
   pagine di manuale, nel caso specifico la documentazione si può consultare
   con \texttt{man 7 ip}.}  Se si vuole operare su queste opzioni generiche il
 livello da utilizzare è \const{SOL\_IP}; si è riportato un elenco di queste
-opzioni in tab.~\ref{tab:sock_opt_iplevel}.
+opzioni in tab.~\ref{tab:sock_opt_iplevel}. Le costanti indicanti le opzioni e
+tutte le altre costanti ad esse collegate sono definite in
+\file{netinet/ip.h}, ed accessibili includendo detto file.
 
 
 \begin{table}[!htb]
@@ -2678,46 +2680,42 @@ opzioni in tab.~\ref{tab:sock_opt_iplevel}.
                     \textbf{Descrizione}\\
     \hline
     \hline
-    \const{IP\_OPTIONS}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta o riceve le opzioni di IP.\\
-    \const{IP\_PKTINFO}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Passa un messaggio di informazione.\\
-    \const{IP\_RECVTOS}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Passa un messaggio col campo TOS.\\
-    \const{IP\_RECVTTL}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Passa un messaggio col campo TTL.\\
-    \const{IP\_RECVOPTS}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Passa un messaggio con le opzioni IP.\\
-    \const{IP\_RETOPTS}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Passa un messaggio con le opzioni IP non
-                          trattate.\\
-    \const{IP\_TOS}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta il valore del campo TOS.\\
-    \const{IP\_TTL}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta il valore del campo TTL.\\
-    \const{IP\_HDRINCL}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Passa l'intestazione di IP nei dati.\\
-    \const{IP\_RECVERR}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Abilita la gestione degli errori.\\
-    \const{IP\_MTU\_DISCOVER}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta il Path MTU Discovery.\\
-    \const{IP\_MTU}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Legge il valore attuale della MTU.\\
-    \const{IP\_ROUTER\_ALERT}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta l'opzione \textit{IP router alert} sui
-                          pacchetti.\\
-    \const{IP\_MULTICAST\_TTL}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta il TTL per i pacchetti multicast.\\
-    \const{IP\_MULTICAST\_LOOP}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Controlla il reinvio a se
-                          stessi dei dati di multicast.\\ 
-    \const{IP\_ADD\_MEMBERSHIP}&         &$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Si unisce a un gruppo di multicast.\\
+    \const{IP\_OPTIONS}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta o riceve le opzioni di IP.\\
+    \const{IP\_PKTINFO}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Passa un messaggio di informazione.\\
+    \const{IP\_RECVTOS}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Passa un messaggio col campo TOS.\\
+    \const{IP\_RECVTTL}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Passa un messaggio col campo TTL.\\
+    \const{IP\_RECVOPTS}        &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Passa un messaggio con le opzioni IP.\\
+    \const{IP\_RETOPTS}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Passa un messaggio con le opzioni IP non trattate.\\
+    \const{IP\_TOS}             &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta il valore del campo TOS.\\
+    \const{IP\_TTL}             &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta il valore del campo TTL.\\
+    \const{IP\_HDRINCL}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Passa l'intestazione di IP nei dati.\\
+    \const{IP\_RECVERR}         &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Abilita la gestione degli errori.\\
+    \const{IP\_MTU\_DISCOVER}   &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta il Path MTU Discovery.\\
+    \const{IP\_MTU}             &$\bullet$&       &$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Legge il valore attuale della MTU.\\
+    \const{IP\_ROUTER\_ALERT}   &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta l'opzione \textit{IP router alert} sui pacchetti.\\
+    \const{IP\_MULTICAST\_TTL}  &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta il TTL per i pacchetti multicast.\\
+    \const{IP\_MULTICAST\_LOOP} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Controlla il reinvio a se stessi dei dati di multicast.\\ 
+    \const{IP\_ADD\_MEMBERSHIP} &         &$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Si unisce a un gruppo di multicast.\\
     \const{IP\_DROP\_MEMBERSHIP}&        &$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Si sgancia da un gruppo di multicast.\\
-    \const{IP\_MULTICAST\_IF}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
-                          Imposta l'interfaccia locale di un socket
-                          multicast.\\ 
+      Si sgancia da un gruppo di multicast.\\
+    \const{IP\_MULTICAST\_IF}   &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&\texttt{int}& 
+      Imposta l'interfaccia locale di un socket multicast.\\ 
    \hline
   \end{tabular}
   \caption{Le opzioni disponibili al livello \const{SOL\_IP}.} 
@@ -2734,40 +2732,131 @@ elenco:
   opzioni del protocollo IP (si veda sez.~\ref{sec:IP_options}). L'opzione
   prende come valore dell'argomento \param{optval} un puntatore ad un buffer
   dove sono mantenute le opzioni, mentre \param{optlen} indica la dimensione
-  di quest'ultimo. Quando la si usa con \func{setsockopt} 
-
-\item[\const{IP\_PKTINFO}]
-
-\item[\const{IP\_RECVTOS}]
-
-\item[\const{IP\_RECVTTL}]
-
-\item[\const{IP\_RECVOPTS}]
-
-\item[\const{IP\_RETOPTS}]
-
-
-\item[\const{IP\_TOS}]
-
-
-\item[\const{IP\_TTL}]
-
-
-\item[\const{IP\_HDRINCL}]
-
-
-\item[\const{IP\_RECVERR}]
-
-\item[\const{IP\_MTU\_DISCOVER}]
-
-\item[\const{IP\_MTU}]
-
-\item[\const{IP\_ROUTER\_ALERT}]
-
-\item[\const{IP\_MULTICAST\_TTL}]
+  di quest'ultimo. Quando la si usa con \func{getsockopt} vengono lette le
+  opzioni IP utilizzate per la spedizione, quando la si usa con
+  \func{setsockopt} vengono impostate le opzioni specificate. L'uso di questa
+  opzione richiede una profonda conoscenza del funzionamento del protocollo,
+  torneremo in parte sull'argomento in sez.~\ref{sec:sock_advanced_xxx}.
+
+
+\item[\const{IP\_PKTINFO}] Quando abilitata l'opzione permette di ricevere
+  insieme ai pacchetti un messaggio ancillare (vedi
+  sez.~\ref{sec:TCP_ancillary_data}) di tipo \const{IP\_PKTINFO} contenente
+  una struttura \struct{pktinfo} (vedi fig.~\ref{fig:sock_pktinfo_struct}) che
+  mantiene una serie di informazioni riguardo i pacchetti in arrivo. In
+  particolare è possibile conoscere l'interfaccia su cui è stato ricevuto un
+  pacchetto (nel campo \var{ipi\_ifindex}), l'indirizzo locale da esso
+  utilizzato (nel campo \var{ipi\_spec\_dst}) e l'indirizzo remoto dello
+  stesso (nel campo \var{ipi\_addr}).
 
+\begin{figure}[!htb]
+  \footnotesize \centering
+  \begin{minipage}[c]{15cm}
+    \includestruct{listati/pktinfo.h}
+  \end{minipage}
+  \caption{La struttura \structd{pktinfo} usata dall'opzione
+    \const{IP\_PKTINFO} per ricavare informazioni sui pacchetti di un socket
+    di tipo \const{SOCK\_DGRAM}.}
+  \label{fig:sock_pktinfo_struct}
+\end{figure}
 
 
+L'opzione è utilizzabile solo per socket di tipo \const{SOCK\_DGRAM}. Questa è
+una opzione introdotta con i kernel della serie 2.2.x, ed è specifica di
+Linux;\footnote{non dovrebbe pertanto essere utilizzata se si ha a cuore la
+  portabilità.} essa permette di sostituire le opzioni \const{IP\_RECVDSTADDR}
+e \const{IP\_RECVIF} presenti in altri Unix (la relativa informazione è quella
+ottenibile rispettivamente dai campi \var{ipi\_addr} e \var{ipi\_ifindex} di
+\struct{pktinfo}). 
+
+
+\item[\const{IP\_RECVTOS}] Quando abilitata l'opzione permette di ricevere
+  insieme ai pacchetti un messaggio ancillare di tipo \const{IP\_TOS}, che
+  contiene un byte con il valore del campo \textit{Type of Service}
+  dell'intestazione IP del pacchetto stesso (vedi sez.~\ref{sec:IP_header}).
+  Prende per \param{optval} un intero usato come valore logico. 
+
+\item[\const{IP\_RECVTTL}] Quando abilitata l'opzione permette di ricevere
+  insieme ai pacchetti un messaggio ancillare di tipo \const{IP\_RECVTTL},
+  contenente un byte con il valore del campo \textit{Time to Live}
+  dell'intestazione IP (vedi sez.~\ref{sec:IP_header}).  L'opzione richiede
+  per \param{optval} un intero usato come valore logico. L'opzione non è
+  supportata per socket di tipo \const{SOCK\_STREAM}.
+
+\item[\const{IP\_RECVOPTS}] Quando abilitata l'opzione permette di ricevere
+  insieme ai pacchetti un messaggio ancillare di tipo \const{IP\_OPTIONS},
+  contenente le opzioni IP del protocollo (vedi sez.~\ref{sec:IP_options}). Le
+  intestazioni di instradamento e le altre opzioni sono già riempite con i
+  dati locali. L'opzione richiede per \param{optval} un intero usato come
+  valore logico.  L'opzione non è supportata per socket di tipo
+  \const{SOCK\_STREAM}.
+
+\item[\const{IP\_RETOPTS}] Identica alla precedente \const{IP\_RECVOPTS}, ma
+  in questo caso restituisce i dati grezzi delle opzioni, senza che siano
+  riempiti i capi di instradamento e le marche temporali.  L'opzione richiede
+  per \param{optval} un intero usato come valore logico.  L'opzione non è
+  supportata per socket di tipo \const{SOCK\_STREAM}.
+
+
+\item[\const{IP\_TOS}] L'opzione consente di leggere o impostare il campo
+  \textit{Type of Service} dell'intestazione IP (vedi
+  sez.~\ref{sec:IP_header}) che permette di indicare le priorità dei
+  pacchetti.  Il campo TOS è di 8 bit e l'opzione richiede per \param{optval}
+  un intero che ne contiene il valore. Sono definite anche alcune costanti che
+  definiscono alcuni valori standardizzati per il \textit{Type of Service},
+  riportate in tab.~\ref{tab:IP_TOS_values}, il valore di default usato da
+  Linux è \const{IPTOS\_LOWDELAY}, ma esso può essere modificato con le
+  funzionalità del cosiddetto \textit{Advanced Routing}. Si ricordi che la
+  priorità dei pacchetti può essere impostata anche in maniera indipendente
+  dal protocollo utilizzando l'opzione \const{SO\_PRIORITY} illustrata in
+  sez.~\ref{sec:sock_generic_options}.
+
+
+\item[\const{IP\_TTL}] L'opzione consente di leggere o impostare il campo
+  \textit{Time to Live} dell'intestazione IP (vedi sez.~\ref{sec:IP_header}).
+  Il campo TTL è di 8 bit e l'opzione richiede che \param{optval} sia un
+  intero, che ne conterrà il valore.
+
+
+\item[\const{IP\_HDRINCL}] Se abilitata l'utente deve fornire lui stesso
+  l'intestazione IP in cima ai propri dati. L'opzione è valida soltanto per
+  socket di tipo \const{SOCK\_RAW}, e quando utilizzata eventuali valori
+  impostati con \const{IP\_OPTIONS}, \const{IP\_TOS} o \const{IP\_TTL} sono
+  ignorati. In ogni caso prima della spedizione alcuni campi
+  dell'instestazione vengono comunque modificati dal kernel, torneremo
+  sull'argomento in sez.~\ref{sec:socket_raw_xxx}
+
+
+\item[\const{IP\_RECVERR}] Questa è una opzione introdotta con i kernel della
+  serie 2.2.x, ed è specifica di Linux. Essa permette di usufruire di un
+  meccanismo affidabile per ottenere un maggior numero di informazioni in caso
+  di errori. Se l'opzione è abilitata tutti gli errori generati su un socket
+  vengono memorizzati su una coda, dalla quale poi possono essere letti con
+  \func{recvmsg} (torneremo su questo in sez.~\ref{sec:TCP_ancillary_data}).
+  L'opzione richiede per \param{optval} un intero usato come valore logico;
+  l'opzione non è applicabile a socket di tipo \const{SOCK\_STREAM}.
+
+\item[\const{IP\_MTU\_DISCOVER}] Questa è una opzione introdotta con i kernel
+  della serie 2.2.x, ed è specifica di Linux.  L'opzione permette di scrivere
+  o leggere le impostazioni usante nella determinazione della \textit{Maximum
+    Tranfer Unit} (vedi sez.~\ref{sec:net_lim_dim}) per il socket.
+
+\item[\const{IP\_MTU}] Permette di leggere il valore della \textit{Maximum
+    Tranfer Unit} di percorso del socket.  L'opzione richiede per
+  \param{optval} un intero che conterrà il valore della MTU in byte.  Questa è
+  una opzione introdotta con i kernel della serie 2.2.x, ed è specifica di
+  Linux.
+
+\item[\const{IP\_ROUTER\_ALERT}] Questa è una opzione introdotta con i kernel
+  della serie 2.2.x, ed è specifica di Linux.
+
+\item[\const{IP\_MULTICAST\_TTL}] L'opzione permette di impostare o leggere il
+  valore del campo TTL per i pacchetti in uscita associati al socket. È
+  importante che questo valore sia il più basso possibile, ed il default è 1,
+  che significa che i pacchetti non potranno uscire dalla rete locale. Questa
+  opzione consente ai programmi che lo richiedono di superare questo limite.
+  L'opzione richiede per \param{optval} un intero che conterrà il valore del
+  TTL.
 
 \item[\const{IP\_MULTICAST\_LOOP}] L'opzione consente di decidere se i dati
   che si inviano su un socket usato con il multicast vengano ricevuti anche
@@ -2777,14 +2866,14 @@ elenco:
   In generale se si vuole che eventuali client possano ricevere i dati che si
   inviano occorre che questa funzionalità sia abilitata (come avviene di
   default). Qualora però non si voglia generare traffico per dati che già sono
-  disponibili l'uso di questa opzione permette di disabilitare questo tipo di
-  traffico. 
+  disponibili in locale l'uso di questa opzione permette di disabilitare
+  questo tipo di traffico.
 
 \item[\const{IP\_ADD\_MEMBERSHIP}]
 
 \item[\const{IP\_DROP\_MEMBERSHIP}]
 
-\item[\const{IP\_MULTICAST\_IF}]
+\item[\const{IP\_MULTICAST\_IF}] 
 
 
 \end{basedescript}
@@ -2827,10 +2916,11 @@ specifico quando la si impiega su file descriptor associati a dei socket.
 Come ultimo argomento di questa sezione tratteremo l'uso della funzione
 \func{sysctl} (che è stata introdotta nelle sue funzionalità generiche in
 sez.~\ref{sec:sys_sysctl}) per quanto riguarda le sue capacità di effettuare
-impostazioni relative a proprietà generali dei socket (di tutti quelli di un
-certo tipo o di tutti quelli che usano un certo protocollo) rispetto alle
-funzioni viste finora che consentono di controllare quelle di un singolo
-socket. 
+impostazioni relative alle proprietà dei socket. La differenza nell'uso di
+\func{sysctl} rispetto alle funzioni viste finora è che esse consentono di
+controllare le proprietà di un singolo socket, mentre con \func{sysctl} si
+impostano proprietà (o valori di default) validi a livello dell'intero
+sistema.
 
 Le opzioni disponibili per le proprietà della rete sono riportate nella
 gerarchia dei valori impostabili con \func{sysctl}, sotto il nodo
@@ -2838,7 +2928,8 @@ gerarchia dei valori impostabili con \func{sysctl}, sotto il nodo
 \texttt{/proc}, sotto \texttt{/proc/sys/net}. In genere sotto questa directory
 compaiono le sottodirectory (corrispondenti ad altrettanti sottonodi per
 \func{sysctl}) relative ai vari protocolli e tipi di interfacce su cui è
-possibile intervenire; un contenuto tipico è il seguente:
+possibile intervenire per effettuare impostazioni; un contenuto tipico di
+questa directory è il seguente:
 \begin{verbatim}
 /proc/sys/net/
 |-- core
@@ -2849,11 +2940,13 @@ possibile intervenire; un contenuto tipico 
 |-- token-ring
 `-- unix
 \end{verbatim}
+e sono presenti varie centinaia di diversi parametri; nel nostro caso ci
+limiteremo a vedere quelli più significativi.
 
-
-Nella directory \texttt{/proc/sys/net/core} sono disponibili le opzioni
-generiche dei socket, descritte anche nella rispettiva pagina di
-manuale.\footnote{quella accessibile con \texttt{man 7 socket}.} Queste sono:
+Nella directory \texttt{/proc/sys/net/core} sono disponibili i parametri
+generici validi per tutti i socket, quelli descritti anche nella rispettiva
+pagina di manuale.\footnote{quella accessibile con \texttt{man 7 socket}.}
+I principali sono:
 
 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
 \item[\texttt{rmem\_default}] imposta la dimensione di default del buffer di
@@ -2872,6 +2965,17 @@ manuale.\footnote{quella accessibile con \texttt{man 7 socket}.} Queste sono:
 \item[\texttt{optmem\_max}] 
 \end{basedescript}
 
+Nella directory \texttt{/proc/sys/net/ipv4} sono disponibili i parametri per i
+socket IPv4, descritti anche nella rispettiva pagina di
+manuale.\footnote{quella accessibile con \texttt{man 7 ip}.} I principali
+sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\texttt{ip_no_pmtu_disc}] imposta la discliplina di ricerca della
+  \textit{Path MTU} (vedi sez.~\ref{sec:net_lim_dim} e
+  sez.~\ref{sec:sock_ipv4_options}).
+\end{basedescript}
+
+
 
 %%% Local Variables: 
 %%% mode: latex