Esamineremo in questo capitolo una serie di funzionalità aggiuntive relative
alla gestione dei socket, come la gestione della risoluzione di nomi e
-indirizzi, le impostazioni delle varie proprietà degli stessi, e le funzioni
-di controllo che vanno ad operare su di essi.
+indirizzi, le impostazioni delle varie proprietà ed opzioni relative ai
+socket, e le funzioni di controllo che permettono di modificarne il
+comportamento.
+\section{La risoluzione dei nomi}
+\label{sec:sock_name_resolution}
-\section{La gestione degli indirizzi}
-\label{sec:sock_addresses}
+Negli esempi dei capitoli precedenti abbiamo sempre identificato le singole
+macchine attraverso indirizzi numerici, sfruttando al più le funzioni di
+conversione elementare illustrate in sez.~\ref{sec:sock_addr_func} che
+permettono di passare da un indirizzo espresso in forma dotted decimal ad un
+numero. Vedremo in questa sezione le funzioni utilizzate per poter utilizzare
+dei nomi simbolici al posto dei valori numerici, e viceversa quelle che
+permettono di ottenere i nomi simbolici associati ad indirizzi, porte o altre
+proprietà del sistema.
-Negli esempi precedenti abbiamo sempre identificato le singole macchine
-attraverso indirizzi numerici, sfruttando al più le funzioni di conversione
-elementari illustrate in sez.~\ref{sec:sock_addr_func} che permettono di
-passare da un indirizzo espresso in forma dotted decimal ad un numero. Vedremo
-in questa sezione le funzioni utilizzate per poter identificare le varie
-proprietà di un indirizzo (numero IP e porta) attraverso dei nomi simbolici
-che vengano automaticamente tradotti nei rispettivi valori numerici.
-
-\subsection{Il sistema del \textit{resolver}}
+\subsection{La struttura del \textit{resolver}}
\label{sec:sock_resolver}
+La risoluzione dei nomi è associata tradizionalmente al servizio del
+\textit{Domain Name Service} che permette di identificare le macchine su
+internet invece che per numero IP attraverso il relativo \textsl{nome a
+ dominio}. In realtà per DNS si intendono spesso i server che forniscono su
+internet questo servizio, mentre nel nostro caso affronteremo la problematica
+dal lato client, di un qualunque programma che necessita di compiere questa
+operazione.
+
+\begin{figure}[htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=10cm]{img/resolver}
+ \caption{Schema di funzionamento delle routine del \textit{resolver}.}
+ \label{fig:sock_resolver_schema}
+\end{figure}
+
+Inoltre quella fra nomi a dominio e indirizzi IP non è l'unica corrispondenza
+possibile fra nomi simbolici e valori numerici, come abbiamo visto anche in
+sez.~\ref{sec:sys_user_group} per le corrispondenze fra nomi di utenti e
+gruppi e relativi identificatori numerici; per quanto riguarda però tutti i
+nomi associati a identificativi o servizi relativi alla rete il servizio di
+risoluzione è gestito in maniera unificata da un insieme di routine fornite
+con le librerie del C, detto appunto \textit{resolver}.
+
+Lo schema di funzionamento del \textit{resolver} è illustrato in
+fig.~\ref{fig:sock_resolver_schema}; in sostanza i programmi hanno a
+disposizione un insieme di funzioni di libreria con cui chiamano il
+\textit{resolver}, indicate con le freccie nere. Ricevuta la richiesta è
+quest'ultimo che, sulla base della sua configurazione, esegue le operazioni
+necessarie a fornire la risposta, che possono essere la lettura delle
+informazioni mantenute nei relativi dei file statici presenti sulla macchina,
+una interrogazione ad un DNS (che a sua volta, per il funzionamento del
+protocollo può interrogarene altri) o la richiesta ad altri server per i quali
+sia fornito il supporto, come LDAP.\footnote{la sigla LDAP fa riferimento ad
+ un protocollo, il \textit{Lightweight Directory Access Protocol}, che
+ prevede un meccanismo per la gestione di \textsl{elenchi} di informazioni
+ via rete; il contenuto di un elenco può essere assolutamente generico, e
+ questo permette il manenimento dei più vari tipi di informazioni su una
+ infrastruttura di questo tipo.}
+
+La configurazione del \textit{resolver} attiene più alla amministrazione di
+sistema che alla programmazione, ciò non di meno, prima di trattare le varie
+funzioni di librerie utilizzate dai programmi, vale la pena fare una
+panoramica generale. Originariamente la configurazione del \textit{resolver}
+riguardava esclusivamente le questioni relative alla gestione dei nomi a
+dominio, e prevedeva solo l'utilizzo del DNS e del file statico
+\file{/etc/hosts}.
+
+Per questo aspetto il file di configurazione principale del sistema è
+\file{/etc/resolv.conf} che contiene in sostanza l'elenco dei server DNS da
+contattare; a questo si affianca il file \file{/etc/host.conf} il cui scopo
+principale è indicare l'ordine in cui eseguire la risoluzione dei nomi (se
+usare prima i valori di \file{/etc/hosts} o quelli del DNS). Tralasciamo i
+dettagli relativi alle varie direttive che possono essere usate in questi
+file, che si trovano nelle rispettive pagine di manuale.
+
+Con il tempo però è divenuto possibile fornire diversi sostituti per
+l'utilizzo delle associazione statiche in \file{/etc/hosts}, inoltre oltre
+alla risoluzione dei nomi a dominio ci sono anche altri nomi da risolvere,
+come quelli che possono essere associati ad una rete (invece che ad una
+singola macchina) o ai gruppi di macchine definiti dal servizio
+NIS,\footnote{il \textit{Network Information Service} è un servizio, creato da
+ Sun, e poi diffuso su tutte le piattaforme unix-like, che permette di
+ raggruppare all'interno di una rete (in quelli che appunto vengono chiamati
+ \textit{netgroup}) varie macchine, centralizzando i servizi di definizione
+ di utenti e gruppi e di autenticazione, oggi è sempre più spesso sostituito
+ da LDAP.} o come quelli dei protocolli e dei servizi che sono mantenuti nei
+file statici \file{/etc/protocols} e \file{/etc/services}. Molte di queste
+informazioni non si trovano su un DNS, e poi in un ambiente distribuito può
+essere molto utile centralizzare il mentenimento di alcune di esse su
+opportuni server. Inoltre l'uso di diversi supporti possibili per le stesse
+informazioni (ad esempio il nome delle macchine può essere mantenuto sia
+tramite \file{/etc/hosts}, che con il DNS, che con NIS) comporta il problema
+dell'ordine in cui questi vengono interrogati.\footnote{con le implementazioni
+ classiche i vari supporti erano introdotti modificando direttamente le
+ funzioni di liberia, prevedendo un ordine di interrogazione predefinito e
+ non modificabile (a meno di una ricompilazione delle librerie stesse).}
+
+Per risolvere questa serie di problemi il sistema del \textit{resolver} è
+stato incluso all'interno di un meccanismo generico per la risoluzione di
+corripondenze fra nomi ed informazioni ad essi associate chiamato \textit{Name
+ Service Switch}\footnote{il sistema è stato introdotto la prima volta nelle
+ librerie standard di Solaris, le \acr{glibc} hanno ripreso lo stesso schema,
+ si tenga presente che questo sistema non esiste per altre librerie standard
+ come le \acr{libc5} o le \acr{uclib}.} cui abbiamo accennato anche in
+sez.~\ref{sec:sys_user_group} per quanto riguarda la gestione dei dati
+associati a utenti e gruppi. Il \textit{Name Service Switch} (cui spesso si
+fa riferimento con l'acronimo NSS) è un sistema di librerie dinamiche che
+permette di definire in maniera generica sia i supporti su cui mantenere i
+dati di corrispondenza fra nomi e valori numerici, sia l'ordine in cui
+effettuare le ricerche sui vari supporti disponibili. Il sistema prevede una
+serie di possibili classi di corrispondenza, quelle attualmente definite sono
+riportate in tab.~\ref{tab:sys_NSS_classes}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Classe} & \textbf{Tipo di corrispondenza}\\
+ \hline
+ \hline
+ \texttt{shadow} & corrispondenze fra username e proprietà dell'utente
+ (\acr{uid}, ecc.).\\
+ \texttt{group} & corrispondenze fra nome del gruppo e proprietà dello
+ stesso.\\
+ \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.\\
+ \texttt{netgroup} & corrispondenze gruppo di rete e macchine che lo
+ compongono.\\
+ \texttt{networks} & corrispondenze fra nome di una rete e suo indirizzo
+ IP.\\
+ \texttt{protocols}& corrispondenze fra nome di un protocollo e relativo
+ numero identificativo.\\
+ \texttt{rpc} & corrispondenze fra nome di un servizio RPC e relativo
+ numero identificativo.\\
+ \texttt{services} & corrispondenze fra nome di un servizio e numero di
+ porta. \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Le diverse classi di corrispondenze definite
+ all'interno del \textit{Name Service Switch}.}
+ \label{tab:sys_NSS_classes}
+\end{table}
+
+Il sistema del \textit{Name Service Switch} è controllato dal contenuto del
+file \file{/etc/nsswitch.conf}; questo contiene una riga\footnote{seguendo una
+ convezione comune per i file di configurazione le righe vuote vengono
+ ignorate e tutto quello che segue un carattere ``\texttt{\#}'' viene
+ considerato un commento.} di configurazione per ciascuna di queste classi,
+che viene inizia col nome di tab.~\ref{tab:sys_NSS_classes} seguito da un
+carattere ``\texttt{:}'' e prosegue con la lista dei \textsl{servizi} su cui
+le relative informazioni sono raggiungibili, scritti nell'ordine in cui si
+vuole siano interrogati.
+
+Ogni servizio è specificato a sua volta da un nome, come \texttt{file},
+\texttt{dns}, \texttt{db}, ecc. che identifica la libreria dinamica che
+realizza l'interfaccia con esso. Per ciascun servizio se \texttt{NAME} è il
+nome utilizzato dentro \file{/etc/nsswitch.conf}, dovrà essere presente
+(usualmente in \file{/lib}) una libreria \texttt{libnss\_NAME} che ne
+implementa le funzioni.
+
+In ogni caso, qualunque sia la modalità con cui ricevono i dati o il supporto
+su cui vengono mantenuti, e che si usino o meno funzionalità aggiuntive
+fornire dal sistema del \textit{Name Service Switch}, dal punto di vista di un
+programma che deve effettuare la risoluzione di un nome a dominio, tutto
+quello che conta sono le funzioni classiche che il \textit{resolver} mette a
+disposizione,\footnote{è cura della implementazione fattane nelle \acr{glibc}
+ tenere conto della presenza del \textit{Name Service Switch}.} e sono queste
+quelle che tratteremo nelle sezioni successive.
+
+
+\subsection{Le funzioni di interrogazione del \textit{resolver}}
+\label{sec:sock_resolver_functions}
+
+Prima di trattare le funzioni usate normalmente nella risoluzione dei nomi a
+dominio conviene trattare in maniera più dettagliata il meccanismo principale
+da esse utilizzato e cioè quello del servizio DNS. Come accennato questo,
+benché in teoria sia solo uno dei possibili supporti su cui mantenere le
+relative informazioni, in pratica costituisce il meccanismo principale
+
+
+Per questo motivo il \textit{resolver} prevede delle funzioni che permettono
+sia di eseguire direttamente delle interrogazione ad un server DNS, che di
+controllare le modalità con cui queste vengono eseguite; diventa così
+possibile modificare da programma buona parte dei parametri controllati da
+\file{/etc/resolv.conf}.
+
+
+
+Per capire meglio il contenuto della struttura \struct{hostent} conviene
+spendere alcune parole sul funzionamento del DNS. Questo in sostanza è un
+database distribuito organizzato in maniera gerarchica, interrogando il quale
+si possono avere una serie di informazioni, la principale delle quali è la
+corrispondenza fra un nome (a dominio) ed indirizzo IP. Un server DNS
+contiene comunque una serie di altre informazioni; ciascuna voce nel database
+viene chiamata \textit{resource record} e vi è associato un certo
+\textsl{tipo}, identificato da una sigla. Per quanto ci interessa i tipi di
+\textit{resource record} che vengono utilizzati dal \textit{resolver} sono
+sostanzialmente i seguenti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\texttt{A}] indica la corripondenza fra un nome a dominio ed un
+ indirizzo IPv4, ad esempio la corrispondenza fra \texttt{dodds.truelite.it}
+ e l'indirizzo IP \texttt{62.48.34.25}.
+\item[\texttt{AAAA}] chiamato in questo modo dato che la dimensione è quattro
+ volte quella di un indirizzo IPv4, questo record contiene la corrispondenza
+ fra un nome a dominio ed un indirizzo IPv6.
+\item[\texttt{PTR}] per provvedere la mappatura inversa fra un indirizzo IP ed
+ un nome a dominio si utilizza invece questo tipo di record (il cui nome sta
+ per \textit{pointer}).
+\item[\texttt{CNAME}] qualora si abbiamo più nomi con i quali si voglia
+ indicare lo stesso indirizzo (ad esempio \texttt{www.truelite.it}, o
+ \texttt{sources.truelite.it}, che comunque fanno sempre riferimento alla
+ macchina \texttt{dodds.truelite.it}) si può usare questo tipo di record per
+ creare degli \textit{alias} in modo da associare un qualunque altro nome al
+ \textsl{nome canonico} della macchina (quello associato al record
+ \texttt{A}).
+\end{basedescript}
+
+
+
+\subsection{La risoluzione dei nomi a dominio}
+\label{sec:sock_gethostbyname}
+
+Dato che la principale funzionalità del \textit{resolver} resta quella di
+risolvere i nomi a dominio in indirizzi IP, vedremo per prime le funzioni a
+questo dedicate. La prima funzione è \funcd{gethostbyname} il cui scopo è
+ottenere l'indirizzo di una stazione noto il suo nome a dominio, il suo
+prototipo è:
+\begin{prototype}{netdb.h}
+{struct hostent *gethostbyname(const char *name)}
+
+Determina l'indirizzo associato al nome a dominio \param{name}.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il puntatore ad una
+ struttura di tipo \struct{hostent} contente i dati associati al nome a
+ dominio o un puntatore nullo in caso di errore.}
+\end{prototype}
+
+La funzione prende come argomento una stringa \param{name} contenente il nome
+a dominio che si vuole risolvere, in caso di successo i dati ad esso relativi
+vengono memorizzati in una opportuna struttura \struct{hostent} la cui
+definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sock_hostent_struct}. In caso di
+insuccesso l'errore viene segnalato da un valore nullo del puntatore, ma in
+questo caso, a differenza delle funzioni viste finora, non viene utilizzata la
+variabile \var{errno} per riportare un codice di errore, in quanto questo
+dipende solo dalle sottostanti chiamate al sistema e può non avere nessun
+significato nell'indicare quale parte del procedimento di risoluzione è
+fallita.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \includestruct{listati/hostent.h}
+ \end{minipage}
+ \caption{La struttura \structd{hostent}.}
+ \label{fig:sock_hostent_struct}
+\end{figure}
+
+Per questo motivo all'interno del resolver è stata definita una apposita
+variabile di errore, \var{h\_errno} che viene utilizzata dalle funzioni di
+libreria per indicare quale problema ha causato il fallimento della
+risoluzione del nome. Ad essa si può accedere una volta che la si dichiara
+con:
+\includecodesnip{listati/herrno.c}
+ed i valori che può assumere sono i seguenti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\const{HOST\_NOT\_FOUND}] l'indirizzo richiesto non è valido e la
+ macchina indicata è sconosciuta.
+\item[\const{NO\_ADDRESS}] il nome a dominio richiesto è valido, ma non ha un
+ indirizzo associato ad esso (alternativamente può essere indicato come
+ \const{NO\_DATA}).
+\item[\const{NO\_RECOVERY}] si è avuto un errore non recuperabile
+ nell'interrogazione di un server DNS.
+\item[\const{TRY\_AGAIN}] si è avuto un errore temporaneo nell'interrogazione
+ di un server DNS, si può ritentare l'interrogazione in un secondo tempo.
+\end{basedescript}
+
+Quando un programma chiama \func{gethostbyname} e questa usa il DNS per
+effettuare la risoluzione del nome, è con i valori di questi record che
+vengono riempite le varie parti della struttura \struct{hostent}. Il primo
+campo della struttura, \var{h\_name} contiene sempre il \textsl{nome
+ canonico}, che nel caso del DNS è appunto il nome associato ad un record
+\texttt{A}. Il secondo campo della struttura, \var{h\_aliases}, invece è un
+puntatore ad vettore di puntatori, terminato da un puntatore nullo. Ciascun
+puntatore del vettore punta ad una stringa contenente uno degli altri
+possibili nomi associati allo stesso \textsl{nome canonico} (quelli che nel
+DNS vengono inseriti come record di tipo \texttt{CNAME}).
+
+Il terzo campo della struttura, \var{h\_addrtype}, indica il tipo di indirizzo
+che è stato restituito, e può assumere soltanto i valori \const{AF\_INET} o
+\const{AF\_INET6}, mentre il quarto campo, \var{h\_length}, indica la
+lunghezza dell'indirizzo stesso in byte. La funzione ritorna sempre una
+struttura
+
+Infine il campo \var{h\_addr\_list} è il puntatore ad un vettore di puntatori
+ai singoli indirizzi; il vettore è terminato da un puntatore nullo. Inoltre,
+come illustrato in fig.~\ref{fig:sock_hostent_struct}, viene definito il campo
+\var{h\_addr} come sinonimo di \code{h\_addr\_list[0]}, cioè un riferimento
+diretto al primo indirizzo della lista.
+
+Oltre ai normali nomi a dominio la funzione accetta come argomento
+\param{name} anche indirizzi numerici, in formato dotted decimal per IPv4 o
+con la notazione illustrata in sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation}. In tal caso
+\func{gethostbyname} non eseguirà nessuna interrogazione remota, ma si
+limiterà a copiare la stringa nel campo \var{h\_name} ed a creare la
+corrispondente struttura \var{in\_addr} da indirizzara con
+\code{h\_addr\_list[0]}.
+
+
-Effettueremo in questa sezione una trattazione completa delle funzioni
-utilizzate per la gestione degli indirizzi dei socket.
projects / gapil.git / blobdiff