%% socket.tex
%%
-%% Copyright (C) 2000-2011 Simone Piccardi. Permission is granted to
+%% Copyright (C) 2000-2015 Simone Piccardi. Permission is granted to
%% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
%% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the
%% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo",
%% License".
%%
-\chapter{Introduzione ai socket}
+\chapter{I socket}
\label{cha:socket_intro}
In questo capitolo inizieremo a spiegare le caratteristiche salienti della
si utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente
teorica concluderemo il capitolo con un primo esempio di applicazione.
-\section{Una panoramica}
+\section{Introduzione ai socket}
\label{sec:sock_overview}
-Iniziamo con una descrizione essenziale di cosa sono i \textit{socket} e di
-quali sono i concetti fondamentali da tenere presente quando si ha a che fare
-con essi.
+In questa sezione daremo descrizione essenziale di cosa sono i \textit{socket}
+e di quali sono i concetti fondamentali da tenere presente quando si ha a che
+fare con essi; ne illustreremo poi le caratteristiche e le differenti
+tipologie presenti ed infine tratteremo le modalità con cui possono essere
+creati.
\index{socket!definizione|(}
-\subsection{I \textit{socket}}
+\subsection{Cosa sono \textit{socket}}
\label{sec:sock_socket_def}
-I \textit{socket}\footnote{una traduzione letterale potrebbe essere
- \textsl{presa}, ma essendo universalmente noti come \textit{socket}
- utilizzeremo sempre la parola inglese.} sono uno dei principali meccanismi
-di comunicazione utilizzato in ambito Unix, e li abbiamo brevemente incontrati
-in sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}, fra i vari meccanismi di intercomunicazione
-fra processi. Un socket costituisce in sostanza un canale di comunicazione fra
-due processi su cui si possono leggere e scrivere dati analogo a quello di una
-pipe (vedi sez.~\ref{sec:ipc_pipes}) ma, a differenza di questa e degli altri
-meccanismi esaminati nel capitolo cap.~\ref{cha:IPC}, i socket non sono
-limitati alla comunicazione fra processi che girano sulla stessa macchina, ma
-possono realizzare la comunicazione anche attraverso la rete.
+I \textit{socket} (una traduzione letterale potrebbe essere \textsl{presa}, ma
+essendo universalmente noti come \textit{socket} utilizzeremo sempre la parola
+inglese) sono uno dei principali meccanismi di comunicazione utilizzato in
+ambito Unix, e li abbiamo brevemente incontrati in
+sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}, fra i vari meccanismi di intercomunicazione fra
+processi.
+
+Un socket costituisce in sostanza un canale di comunicazione fra due processi
+su cui si possono leggere e scrivere dati analogo a quello di una
+\textit{pipe} (vedi sez.~\ref{sec:ipc_pipes}) ma, a differenza di questa e
+degli altri meccanismi esaminati nel capitolo cap.~\ref{cha:IPC}, i socket non
+sono limitati alla comunicazione fra processi che girano sulla stessa
+macchina, ma possono realizzare la comunicazione anche attraverso la rete.
Quella dei socket costituisce infatti la principale interfaccia usata nella
programmazione di rete. La loro origine risale al 1983, quando furono
piccole modifiche, negli anni successivi. Benché siano state sviluppate
interfacce alternative, originate dai sistemi SVr4 come la XTI (\textit{X/Open
Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la diffusione e la popolarità
-di quella dei socket (né tantomeno la stessa usabilità e flessibilità).
+di quella dei socket (né tantomeno la stessa usabilità e flessibilità) ed oggi
+sono praticamente dimenticate.
La flessibilità e la genericità dell'interfaccia inoltre consente di
utilizzare i socket con i più disparati meccanismi di comunicazione, e non
solo con l'insieme dei protocolli TCP/IP, anche se questa sarà comunque quella
di cui tratteremo in maniera più estesa.
-
-\subsection{Concetti base}
-\label{sec:sock_gen}
-
Per capire il funzionamento dei socket occorre avere presente il funzionamento
-dei protocolli di rete (vedi cap.~\ref{cha:network}), ma l'interfaccia è del
-tutto generale e benché le problematiche (e quindi le modalità di risolvere i
-problemi) siano diverse a seconda del tipo di protocollo di comunicazione
-usato, le funzioni da usare restano le stesse.
+dei protocolli di rete che su utilizzeranno (ed in particolare quelli del
+TCP/IP già illustrati in sez.~\ref{sec:net_tpcip}), ma l'interfaccia è del
+tutto generale e benché le problematiche, e quindi le modalità di risolvere i
+problemi, siano diverse a seconda del tipo di protocollo di comunicazione
+usato, le funzioni da usare nella gestione dei socket restano le stesse.
Per questo motivo una semplice descrizione dell'interfaccia è assolutamente
inutile, in quanto il comportamento di quest'ultima e le problematiche da
-affrontare cambiano radicalmente a seconda dello \textsl{stile} di
-comunicazione usato. La scelta di questo stile va infatti ad incidere sulla
-semantica che verrà utilizzata a livello utente per gestire la comunicazione
-(su come inviare e ricevere i dati) e sul comportamento effettivo delle
-funzioni utilizzate.
-
-La scelta di uno stile dipende sia dai meccanismi disponibili, sia dal tipo di
-comunicazione che si vuole effettuare. Ad esempio alcuni stili di
+affrontare cambiano radicalmente a seconda del tipo di comunicazione usato.
+La scelta di questo tipo di comunicazione (sovente anche detto \textsl{stile})
+va infatti ad incidere sulla semantica che verrà utilizzata a livello utente
+per gestire la comunicazione cioè su come inviare e ricevere i dati e sul
+comportamento effettivo delle funzioni utilizzate.
+
+La scelta di uno \textsl{stile} dipende sia dai meccanismi disponibili, sia
+dal tipo di comunicazione che si vuole effettuare. Ad esempio alcuni tipi di
comunicazione considerano i dati come una sequenza continua di byte, in quello
che viene chiamato un \textsl{flusso} (in inglese \textit{stream}), mentre
altri invece li raggruppano in \textsl{pacchetti} (in inglese
-\textit{datagram}) che vengono inviati in blocchi separati.
-
-Un altro esempio di stile concerne la possibilità che la comunicazione possa o
-meno perdere dati, possa o meno non rispettare l'ordine in cui essi non sono
-inviati, o inviare dei pacchetti più volte (come nel caso di TCP e UDP).
-
-Un terzo esempio di stile di comunicazione concerne le modalità in cui essa
-avviene, in certi casi essa può essere condotta con una connessione diretta
-con un solo corrispondente, come per una telefonata; altri casi possono
-prevedere una comunicazione come per lettera, in cui si scrive l'indirizzo su
-ogni pacchetto, altri ancora una comunicazione \itindex{broadcast}
-\textit{broadcast} come per la radio, in cui i pacchetti vengono emessi su
-appositi ``\textsl{canali}'' dove chiunque si collega possa riceverli.
-
-É chiaro che ciascuno di questi stili comporta una modalità diversa di gestire
-la comunicazione, ad esempio se è inaffidabile occorrerà essere in grado di
+\textit{datagram}) che vengono sempre inviati in blocchi separati e non
+divisibili.
+
+Un altro esempio delle differenze fra i diversi tipi di comunicazione concerne
+la possibilità che essa possa o meno perdere dati nella trasmissione, che
+possa o meno rispettare l'ordine in cui i dati inviati e ricevuti, o che possa
+accadere di inviare dei pacchetti di dati più volte (differenze che ad esempio
+sono presenti nel caso di utilizzo dei protocolli TCP o UDP).
+
+Un terzo esempio di differenza nel tipo di comunicazione concerne il modo in
+cui essa avviene nei confronti dei corrispondenti, in certi casi essa può
+essere condotta con una connessione diretta con un solo corrispondente, come
+per una telefonata; altri casi possono prevedere una comunicazione come per
+lettera, in cui si scrive l'indirizzo su ogni pacchetto, altri ancora una
+comunicazione uno a molti come il \textit{broadcast} ed il \textit{multicast},
+in cui i pacchetti possono venire emessi su appositi ``\textsl{canali}'' dove
+chiunque si collega possa riceverli.
+
+É chiaro che ciascuno di questi diversi aspetti è associato ad un tipo di
+comunicazione che comporta una modalità diversa di gestire la stessa, ad
+esempio se la comunicazione è inaffidabile occorrerà essere in grado di
gestire la perdita o il rimescolamento dei dati, se è a pacchetti questi
-dovranno essere opportunamente trattati, ecc.
+dovranno essere opportunamente trattati, se è uno a molti occorrerà tener
+conto della eventuale unidirezionalità della stessa, ecc.
+
+\index{socket!definizione|)}
-\section{La creazione di un socket}
+\subsection{La creazione di un socket}
\label{sec:sock_creation}
Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
il tipo di comunicazione che esso deve utilizzare.
-\subsection{La funzione \func{socket}}
-\label{sec:sock_socket}
+La creazione di un socket avviene attraverso l'uso della funzione di sistema
+\funcd{socket}; essa restituisce un \textit{file descriptor} (del tutto
+analogo a quelli che si ottengono per i file di dati e le \textit{pipe},
+descritti in sez.~\ref{sec:file_fd}) che serve come riferimento al socket; il
+suo prototipo è:
-La creazione di un socket avviene attraverso l'uso della funzione
-\funcd{socket}; essa restituisce un \textit{file descriptor}\footnote{del
- tutto analogo a quelli che si ottengono per i file di dati e le pipe,
- descritti in sez.~\ref{sec:file_fd}.} che serve come riferimento al socket;
-il suo prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/socket.h}{int socket(int domain, int type, int protocol)}
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/socket.h}
+\fdecl{int socket(int domain, int type, int protocol)}
+\fdesc{Apre un socket.}
+}
- Apre un socket.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce un intero positivo in caso di successo, e
- -1 in caso di fallimento, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà
- i valori:
+{La funzione ritorna un valore positivo in caso di successo e $-1$ per un
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{EPROTONOSUPPORT}] il tipo di socket o il protocollo scelto
- non sono supportati nel dominio.
- \item[\errcode{ENFILE}] il kernel non ha memoria sufficiente a creare una
- nuova struttura per il socket.
- \item[\errcode{EMFILE}] si è ecceduta la tabella dei file.
\item[\errcode{EACCES}] non si hanno privilegi per creare un socket nel
dominio o con il protocollo specificato.
- \item[\errcode{EINVAL}] protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
+ \item[\errcode{EAFNOSUPPORT}] famiglia di indirizzi non supportata.
+ \item[\errcode{EINVAL}] argomento \param{type} invalido.
+ \item[\errcode{EMFILE}] si è ecceduta la tabella dei file.
+ \item[\errcode{ENFILE}] si è raggiunto il limite massimo di file aperti.
\item[\errcode{ENOBUFS}] non c'è sufficiente memoria per creare il socket
(può essere anche \errval{ENOMEM}).
+ \item[\errcode{EPROTONOSUPPORT}] il tipo di socket o il protocollo scelto
+ non sono supportati nel dominio.
\end{errlist}
- inoltre, a seconda del protocollo usato, potranno essere generati altri
- errori, che sono riportati nelle relative pagine di manuale.}
-\end{prototype}
+ ed inoltre a seconda del protocollo usato, potranno essere generati altri
+ errori, che sono riportati nelle pagine di manuale relative al protocollo.}
+\end{funcproto}
+
La funzione ha tre argomenti, \param{domain} specifica il dominio del socket
(definisce cioè, come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_domain}, la famiglia di
% http://git.kernel.org/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commitdiff;h=c319b4d76b9e583a5d88d6bf190e079c4e43213d
Si noti che la creazione del socket si limita ad allocare le opportune
-strutture nel kernel (sostanzialmente una voce nella \itindex{file~table}
-\textit{file table}) e non comporta nulla riguardo all'indicazione degli
-indirizzi remoti o locali attraverso i quali si vuole effettuare la
-comunicazione.
+strutture nel kernel (sostanzialmente una voce nella \textit{file table}) e
+non comporta nulla riguardo all'indicazione degli indirizzi remoti o locali
+attraverso i quali si vuole effettuare la comunicazione. Questo significa che
+la funzione da sola non è in grado di fornire alcun tipo di comunicazione.
+
\subsection{Il dominio dei socket}
\label{sec:sock_domain}
associato ad una costante, che inizia invece per \texttt{AF\_} (da
\textit{address family}) che identifica il formato degli indirizzi usati in
quel dominio. Le pagine di manuale di Linux si riferiscono a questi indirizzi
-anche come \textit{name space},\footnote{nome che invece il manuale delle
- \acr{glibc} riserva a quello che noi abbiamo chiamato domini.} dato che
-identificano il formato degli indirizzi usati in quel dominio per identificare
-i capi della comunicazione.
+anche come \textit{name space}, (nome che invece il manuale delle \acr{glibc}
+riserva a quello che noi abbiamo chiamato domini) dato che identificano il
+formato degli indirizzi usati in quel dominio per identificare i capi della
+comunicazione.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
\textbf{Nome}&\textbf{Valore}&\textbf{Utilizzo}&\textbf{Man page} \\
\hline
\hline
- \const{PF\_UNSPEC} & 0& Non specificato & \\
- \const{PF\_LOCAL} & 1& Local communication & unix(7) \\
- \const{PF\_UNIX}, \const{PF\_FILE}&1&Sinonimi di \const{PF\_LOCAL}& \\
- \const{PF\_INET} & 2& IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
- \const{PF\_AX25} & 3& Amateur radio AX.25 protocol & \\
- \const{PF\_IPX} & 4& IPX - Novell protocols & \\
- \const{PF\_APPLETALK}& 5& Appletalk & ddp(7) \\
- \const{PF\_NETROM} & 6& Amateur radio NetROM & \\
- \const{PF\_BRIDGE} & 7& Multiprotocol bridge & \\
- \const{PF\_ATMPVC} & 8& Access to raw ATM PVCs & \\
- \const{PF\_X25} & 9& ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol& x25(7) \\
- \const{PF\_INET6} &10& IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
- \const{PF\_ROSE} &11& Amateur Radio X.25 PLP & \\
- \const{PF\_DECnet} &12& Reserved for DECnet project & \\
- \const{PF\_NETBEUI} &13& Reserved for 802.2LLC project & \\
- \const{PF\_SECURITY} &14& Security callback pseudo AF & \\
- \const{PF\_KEY} &15& PF\_KEY key management API & \\
- \const{PF\_NETLINK} &16& Kernel user interface device & netlink(7) \\
- \const{PF\_ROUTE} &16& Sinonimo di \const{PF\_NETLINK} emula BSD.&\\
- \const{PF\_PACKET} &17& Low level packet interface & packet(7) \\
- \const{PF\_ASH} &18& Ash & \\
- \const{PF\_ECONET} &19& Acorn Econet & \\
- \const{PF\_ATMSVC} &20& ATM SVCs & \\
- \const{PF\_SNA} &22& Linux SNA Project & \\
- \const{PF\_IRDA} &23& IRDA socket & \\
- \const{PF\_PPPOX} &24& PPPoX socket & \\
- \const{PF\_WANPIPE} &25& Wanpipe API socket & \\
- \const{PF\_LLC} &26& Linux LLC & \\
- \const{PF\_BLUETOOTH}&31& Bluetooth socket & \\
+ \constd{PF\_UNSPEC} & 0& Non specificato & \\
+ \constd{PF\_LOCAL} & 1& Local communication & unix(7) \\
+ \constd{PF\_UNIX}, \constd{PF\_FILE}&1&Sinonimi di \const{PF\_LOCAL}& \\
+ \constd{PF\_INET} & 2& IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
+ \constd{PF\_AX25} & 3& Amateur radio AX.25 protocol & \\
+ \constd{PF\_IPX} & 4& IPX - Novell protocols & \\
+ \constd{PF\_APPLETALK}& 5& Appletalk & ddp(7) \\
+ \constd{PF\_NETROM} & 6& Amateur radio NetROM & \\
+ \constd{PF\_BRIDGE} & 7& Multiprotocol bridge & \\
+ \constd{PF\_ATMPVC} & 8& Access to raw ATM PVCs & \\
+ \constd{PF\_X25} & 9& ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol& x25(7) \\
+ \constd{PF\_INET6} &10& IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
+ \constd{PF\_ROSE} &11& Amateur Radio X.25 PLP & \\
+ \constd{PF\_DECnet} &12& Reserved for DECnet project & \\
+ \constd{PF\_NETBEUI} &13& Reserved for 802.2LLC project & \\
+ \constd{PF\_SECURITY} &14& Security callback pseudo AF & \\
+ \constd{PF\_KEY} &15& PF\_KEY key management API & \\
+ \constd{PF\_NETLINK} &16& Kernel user interface device & netlink(7) \\
+ \constd{PF\_ROUTE} &16& Sinonimo di \const{PF\_NETLINK} emula BSD.&\\
+ \constd{PF\_PACKET} &17& Low level packet interface & packet(7) \\
+ \constd{PF\_ASH} &18& Ash & \\
+ \constd{PF\_ECONET} &19& Acorn Econet & \\
+ \constd{PF\_ATMSVC} &20& ATM SVCs & \\
+ \constd{PF\_SNA} &22& Linux SNA Project & \\
+ \constd{PF\_IRDA} &23& IRDA socket (infrarossi) & \\
+ \constd{PF\_PPPOX} &24& PPPoX socket & \\
+ \constd{PF\_WANPIPE} &25& Wanpipe API socket & \\
+ \constd{PF\_LLC} &26& Linux LLC & \\
+ \constd{PF\_CAN} &29& Controller Are network & \\
+ \constd{PF\_BLUETOOTH}&31& Bluetooth socket & \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux.}
L'idea alla base della distinzione fra questi due insiemi di costanti era che
una famiglia di protocolli potesse supportare vari tipi di indirizzi, per cui
il prefisso \texttt{PF\_} si sarebbe dovuto usare nella creazione dei socket e
-il prefisso \texttt{AF\_} in quello delle strutture degli indirizzi; questo è
+il prefisso \texttt{AF\_} in quello delle strutture degli indirizzi. Questo è
quanto specificato anche dallo standard POSIX.1g, ma non esistono a tuttora
famiglie di protocolli che supportino diverse strutture di indirizzi, per cui
nella pratica questi due nomi sono equivalenti e corrispondono agli stessi
valori numerici.\footnote{in Linux, come si può verificare andando a guardare
il contenuto di \file{bits/socket.h}, le costanti sono esattamente le stesse
e ciascuna \texttt{AF\_} è definita alla corrispondente \texttt{PF\_} e con
- lo stesso nome.}
+ lo stesso nome.} Qui si sono indicati i nomi con il prefisso \texttt{AF\_}
+seguendo la convenzione usata nelle pagine di manuale.
I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
-indirizzi, sono definiti dall'header \texttt{socket.h}. Un elenco delle
-famiglie di protocolli disponibili in Linux è riportato in
-tab.~\ref{tab:net_pf_names}.\footnote{l'elenco indica tutti i protocolli
- definiti; fra questi però saranno utilizzabili solo quelli per i quali si è
- compilato il supporto nel kernel (o si sono caricati gli opportuni moduli),
- viene definita anche una costante \const{PF\_MAX} che indica il valore
- massimo associabile ad un dominio (nel caso il suo valore 32).}
+indirizzi, sono definiti dall'\textit{header file} \headfiled{socket.h}. Un
+elenco delle famiglie di protocolli disponibili in Linux è riportato in
+tab.~\ref{tab:net_pf_names}. L'elenco indica tutti i protocolli definiti; fra
+questi però saranno utilizzabili solo quelli per i quali si è compilato il
+supporto nel kernel (o si sono caricati gli opportuni moduli), viene definita
+anche una costante \constd{PF\_MAX} che indica il valore massimo associabile
+ad un dominio.
Si tenga presente che non tutte le famiglie di protocolli sono utilizzabili
dall'utente generico, ad esempio in generale tutti i socket di tipo
\const{SOCK\_RAW} possono essere creati solo da processi che hanno i privilegi
-di amministratore (cioè con user-ID effettivo uguale a zero) o dotati della
-\itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
+di amministratore (cioè con \ids{UID} effettivo uguale a zero) o dotati della
+\textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
\subsection{Il tipo di socket}
socket permette di scegliere lo stile di comunicazione indicando il tipo di
socket con l'argomento \param{type} di \func{socket}. Linux mette a
disposizione vari tipi di socket (che corrispondono a quelli che il manuale
-della \acr{glibc} \cite{glibc} chiama \textit{styles}) identificati dalle
+della \acr{glibc} \cite{GlibcMan} chiama \textit{styles}) identificati dalle
seguenti costanti:\footnote{le pagine di manuale POSIX riportano solo i primi
tre tipi, Linux supporta anche gli altri, come si può verificare nel file
\texttt{include/linux/net.h} dei sorgenti del kernel.}
-\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.9cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
-\item[\const{SOCK\_STREAM}] Provvede un canale di trasmissione dati
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\constd{SOCK\_STREAM}] Provvede un canale di trasmissione dati
bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
altro socket. I dati vengono ricevuti e trasmessi come un flusso continuo di
byte (da cui il nome \textit{stream}) e possono essere letti in blocchi di
dimensioni qualunque. Può supportare la trasmissione dei cosiddetti dati
- urgenti (o \itindex{out-of-band} \textit{out-of-band}, vedi
- sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}).
-\item[\const{SOCK\_DGRAM}] Viene usato per trasmettere pacchetti di dati
+ urgenti (o \textit{out-of-band}, vedi sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}).
+\item[\constd{SOCK\_DGRAM}] Viene usato per trasmettere pacchetti di dati
(\textit{datagram}) di lunghezza massima prefissata, indirizzati
singolarmente. Non esiste una connessione e la trasmissione è effettuata in
maniera non affidabile.
-\item[\const{SOCK\_SEQPACKET}] Provvede un canale di trasmissione di dati
+\item[\constd{SOCK\_SEQPACKET}] Provvede un canale di trasmissione di dati
bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
altro socket. I dati possono vengono trasmessi per pacchetti di dimensione
massima fissata, e devono essere letti integralmente da ciascuna chiamata a
\func{read}.
-\item[\const{SOCK\_RAW}] Provvede l'accesso a basso livello ai protocolli di
+\item[\constd{SOCK\_RAW}] Provvede l'accesso a basso livello ai protocolli di
rete e alle varie interfacce. I normali programmi di comunicazione non
devono usarlo, è riservato all'uso di sistema.
-\item[\const{SOCK\_RDM}] Provvede un canale di trasmissione di dati
+\item[\constd{SOCK\_RDM}] Provvede un canale di trasmissione di dati
affidabile, ma in cui non è garantito l'ordine di arrivo dei pacchetti.
-\item[\const{SOCK\_PACKET}] Obsoleto, non deve essere più usato.\footnote{e
- pertanto non ne parleremo ulteriormente.}
+\item[\constd{SOCK\_PACKET}] Obsoleto, non deve essere più usato (e pertanto
+ non ne parleremo ulteriormente).
\end{basedescript}
-Si tenga presente che non tutte le combinazioni fra una famiglia di protocolli
-e un tipo di socket sono valide, in quanto non è detto che in una famiglia
-esista un protocollo per ciascuno dei diversi stili di comunicazione appena
-elencati.
+A partire dal kernel 2.6.27 l'argomento \param{type} della funzione
+\func{socket} assume un significato ulteriore perché può essere utlizzato per
+impostare dei flag relativi alle caratteristiche generali del \textit{socket}
+non strettamente attinenti all'indicazione del tipo secondo i valori appena
+illustrati. Essi infatti possono essere combinati con un OR aritmetico delle
+ulteriori costanti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\constd{SOCK\_CLOEXEC}] imposta il flag di \textit{close-on-exec} sul
+ file descriptor del socket, ottenendo lo stesso effetto del flag
+ \const{O\_CLOEXEC} di \func{open} (vedi tab.~\ref{tab:open_operation_flag}),
+ di cui costituisce l'analogo.
+
+\item[\constd{SOCK\_NONBLOCK}] crea il socket in modalità non-bloccante, con
+ effetti identici ad una successiva chiamata a \func{fcntl} per impostare il
+ flag di \const{O\_NONBLOCK} sul file descriptor (si faccia di nuovo
+ riferimenti al significato di quest'ultimo come spiegato in
+ tab.~\ref{tab:open_operation_flag}).
+\end{basedescript}
+
+
+Si tenga presente inoltre che non tutte le combinazioni fra una famiglia di
+protocolli e un tipo di socket sono valide, in quanto non è detto che in una
+famiglia esista un protocollo per ciascuno dei diversi stili di comunicazione
+appena elencati.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket
I tipi di dati che compongono la struttura sono stabiliti dallo standard
POSIX.1g e li abbiamo riassunti in tab.~\ref{tab:sock_data_types} con i
rispettivi file di include in cui sono definiti; la struttura è invece
-definita nell'include file \file{sys/socket.h}.
+definita nell'include file \headfile{sys/socket.h}.
\begin{table}[!htb]
\centering
\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Header}} \\
\hline
\hline
- \type{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
- \type{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \file{sys/types.h}\\
- \type{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
- \type{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
- \type{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \file{sys/types.h}\\
- \type{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \file{sys/types.h}\\
+ \typed{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \headfile{sys/types.h}\\
+ \typed{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \headfile{sys/types.h}\\
+ \typed{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \headfile{sys/types.h}\\
+ \typed{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \headfile{sys/types.h}\\
+ \typed{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \headfile{sys/types.h}\\
+ \typed{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \headfile{sys/types.h}\\
\hline
- \type{sa\_family\_t} & famiglia degli indirizzi& \file{sys/socket.h}\\
- \type{socklen\_t} & lunghezza (\type{uint32\_t}) dell'indirizzo di
- un socket& \file{sys/socket.h}\\
+ \typed{sa\_family\_t} & famiglia degli indirizzi&\headfile{sys/socket.h}\\
+ \typed{socklen\_t} & lunghezza (\type{uint32\_t}) dell'indirizzo di
+ un socket& \headfile{sys/socket.h}\\
\hline
- \type{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\type{uint32\_t}) &
- \file{netinet/in.h}\\
- \type{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
- \file{netinet/in.h}\\
+ \typed{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\type{uint32\_t}) &
+ \headfile{netinet/in.h}\\
+ \typed{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
+ \headfile{netinet/in.h}\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Tipi di dati usati nelle strutture degli indirizzi, secondo quanto
I socket di tipo \const{PF\_INET} vengono usati per la comunicazione
attraverso internet; la struttura per gli indirizzi per un socket internet (se
si usa IPv4) è definita come \struct{sockaddr\_in} nell'header file
-\file{netinet/in.h} ed ha la forma mostrata in
+\headfiled{netinet/in.h} ed ha la forma mostrata in
fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize\centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr_in.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura \structd{sockaddr\_in} degli indirizzi dei socket
usata anche per i socket RAW che accedono direttamente al livello di IP, nel
qual caso il numero della porta viene impostato al numero di protocollo.
-Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato a \const{AF\_INET},
+Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato a \constd{AF\_INET},
altrimenti si avrà un errore di \errcode{EINVAL}; il membro \var{sin\_port}
specifica il \textsl{numero di porta}. I numeri di porta sotto il 1024 sono
chiamati \textsl{riservati} in quanto utilizzati da servizi standard e
-soltanto processi con i privilegi di amministratore (con user-ID effettivo
-uguale a zero) o con la \itindex{capabilities} \textit{capability}
-\const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE} possono usare la funzione \func{bind} (che
-vedremo in sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}) su queste porte.
+soltanto processi con i privilegi di amministratore (con \ids{UID} effettivo
+uguale a zero) o con la \textit{capability} \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}
+possono usare la funzione \func{bind} (che vedremo in
+sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}) su queste porte.
Il membro \var{sin\_addr} contiene un indirizzo internet, e viene acceduto sia
come struttura (un resto di una implementazione precedente in cui questa era
-una \direct{union} usata per accedere alle diverse classi di indirizzi) che
-direttamente come intero. In \file{netinet/in.h} vengono definite anche alcune
-costanti che identificano alcuni indirizzi speciali, riportati in
+una \dirct{union} usata per accedere alle diverse classi di indirizzi) che
+direttamente come intero. In \headfile{netinet/in.h} vengono definite anche
+alcune costanti che identificano alcuni indirizzi speciali, riportati in
tab.~\ref{tab:TCP_ipv4_addr}, che rincontreremo più avanti.
Infine occorre sottolineare che sia gli indirizzi che i numeri di porta devono
essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
con i bit ordinati in formato \textit{big endian} (vedi
-sez.~\ref{sec:sock_endianess}), questo comporta la necessità di usare apposite
+sez.~\ref{sec:endianness}), questo comporta la necessità di usare apposite
funzioni di conversione per mantenere la portabilità del codice (vedi
sez.~\ref{sec:sock_addr_func} per i dettagli del problema e le relative
soluzioni).
Essendo IPv6 un'estensione di IPv4, i socket di tipo \const{PF\_INET6} sono
sostanzialmente identici ai precedenti; la parte in cui si trovano
praticamente tutte le differenze fra i due socket è quella della struttura
-degli indirizzi; la sua definizione, presa da \file{netinet/in.h}, è riportata
-in fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv6_struct}.
+degli indirizzi; la sua definizione, presa da \headfile{netinet/in.h}, è
+riportata in fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv6_struct}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr_in6.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura \structd{sockaddr\_in6} degli indirizzi dei socket
\label{fig:sock_sa_ipv6_struct}
\end{figure}
-Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad \const{AF\_INET6},
+Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad \constd{AF\_INET6},
il campo \var{sin6\_port} è analogo a quello di IPv4 e segue le stesse regole;
il campo \var{sin6\_flowinfo} è a sua volta diviso in tre parti di cui i 24
bit inferiori indicano l'etichetta di flusso, i successivi 4 bit la priorità e
Il campo \var{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6,
espresso da un vettore di 16 byte. Infine il campo \var{sin6\_scope\_id} è un
campo introdotto in Linux con il kernel 2.4, per gestire alcune operazioni
-riguardanti il \itindex{multicast} \textit{multicasting}. Si noti infine che
+riguardanti il \textit{multicasting}. Si noti infine che
\struct{sockaddr\_in6} ha una dimensione maggiore della struttura
\struct{sockaddr} generica di fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}, quindi
occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla possibilità
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr_un.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura \structd{sockaddr\_un} degli indirizzi dei socket
- locali (detti anche \textit{unix domain}) definita in \file{sys/un.h}.}
+ locali (detti anche \textit{unix domain}) definita in
+ \headfiled{sys/un.h}.}
\label{fig:sock_sa_local_struct}
\end{figure}
-In questo caso il campo \var{sun\_family} deve essere \const{AF\_UNIX}, mentre
+In questo caso il campo \var{sun\_family} deve essere \constd{AF\_UNIX}, mentre
il campo \var{sun\_path} deve specificare un indirizzo. Questo ha due forme;
può essere un file (di tipo socket) nel filesystem o una stringa univoca
(mantenuta in uno spazio di nomi astratto). Nel primo caso l'indirizzo viene
specificato come una stringa (terminata da uno zero) corrispondente al
-\itindex{pathname} \textit{pathname} del file; nel secondo invece
-\var{sun\_path} inizia con uno zero e vengono usati come nome i restanti byte
-come stringa, senza terminazione.
+\textit{pathname} del file; nel secondo invece \var{sun\_path} inizia con uno
+zero e vengono usati come nome i restanti byte come stringa, senza
+terminazione.
\subsection{La struttura degli indirizzi AppleTalk}
a pacchetto, di tipo \const{SOCK\_DGRAM}; l'argomento \param{protocol} di
\func{socket} deve essere nullo. È altresì possibile usare i socket raw
specificando un tipo \const{SOCK\_RAW}, nel qual caso l'unico valore valido
-per \param{protocol} è \const{ATPROTO\_DDP}.
+per \param{protocol} è \constd{ATPROTO\_DDP}.
Gli indirizzi AppleTalk devono essere specificati tramite una struttura
\struct{sockaddr\_atalk}, la cui definizione è riportata in
fig.~\ref{fig:sock_sa_atalk_struct}; la struttura viene dichiarata includendo
-il file \file{netatalk/at.h}.
+il file \headfiled{netatalk/at.h}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr_atalk.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura \structd{sockaddr\_atalk} degli indirizzi dei socket
\label{fig:sock_sa_atalk_struct}
\end{figure}
-Il campo \var{sat\_family} deve essere sempre \const{AF\_APPLETALK}, mentre il
-campo \var{sat\_port} specifica la porta che identifica i vari servizi. Valori
-inferiori a 129 sono usati per le \textsl{porte riservate}, e possono essere
-usati solo da processi con i privilegi di amministratore o con la
-\itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}.
-L'indirizzo remoto è specificato nella struttura \var{sat\_addr}, e deve
-essere in \textit{network order} (vedi sez.~\ref{sec:sock_endianess}); esso è
-composto da un parte di rete data dal campo \var{s\_net}, che può assumere il
-valore \const{AT\_ANYNET}, che indica una rete generica e vale anche per
-indicare la rete su cui si è, il singolo nodo è indicato da \var{s\_node}, e
-può prendere il valore generico \const{AT\_ANYNODE} che indica anche il nodo
-corrente, ed il valore \const{ATADDR\_BCAST} che indica tutti i nodi della
-rete.
+Il campo \var{sat\_family} deve essere sempre \constd{AF\_APPLETALK}, mentre
+il campo \var{sat\_port} specifica la porta che identifica i vari
+servizi. Valori inferiori a 129 sono usati per le \textsl{porte riservate}, e
+possono essere usati solo da processi con i privilegi di amministratore o con
+la \textit{capability} \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}. L'indirizzo remoto è
+specificato nella struttura \var{sat\_addr}, e deve essere in \textit{network
+ order} (vedi sez.~\ref{sec:endianness}); esso è composto da un parte di rete
+data dal campo \var{s\_net}, che può assumere il valore \constd{AT\_ANYNET},
+che indica una rete generica e vale anche per indicare la rete su cui si è, il
+singolo nodo è indicato da \var{s\_node}, e può prendere il valore generico
+\constd{AT\_ANYNODE} che indica anche il nodo corrente, ed il valore
+\constd{ATADDR\_BCAST} che indica tutti i nodi della rete.
\subsection{La struttura degli indirizzi dei \textit{packet socket}}
fisico. In genere comunque si preferisce usare la libreria
\file{pcap},\footnote{la libreria è mantenuta insieme al comando
\cmd{tcpdump}, informazioni e documentazione si possono trovare sul sito del
- progetto \href{http://www.tcpdump.org/}{\textsf{http://www.tcpdump.org/}}.}
-che assicura la portabilità su altre piattaforme, anche se con funzionalità
-ridotte.
+ progetto \url{http://www.tcpdump.org/}.} che assicura la portabilità su
+altre piattaforme, anche se con funzionalità ridotte.
Questi socket possono essere di tipo \const{SOCK\_RAW} o \const{SOCK\_DGRAM}.
Con socket di tipo \const{SOCK\_RAW} si può operare sul livello di
utilizzare. I valori possibili sono definiti secondo lo standard IEEE 802.3, e
quelli disponibili in Linux sono accessibili attraverso opportune costanti
simboliche definite nel file \file{linux/if\_ether.h}. Se si usa il valore
-speciale \const{ETH\_P\_ALL} passeranno sul \textit{packet socket} tutti i
+speciale \constd{ETH\_P\_ALL} passeranno sul \textit{packet socket} tutti i
pacchetti, qualunque sia il loro protocollo di collegamento. Ovviamente l'uso
di questi socket è una operazione privilegiata e può essere effettuati solo da
-un processo con i privilegi di amministratore (user-ID effettivo nullo) o con
-la \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
+un processo con i privilegi di amministratore (\ids{UID} effettivo nullo) o
+con la \textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
Una volta aperto un \textit{packet socket}, tutti i pacchetti del protocollo
specificato passeranno attraverso di esso, qualunque sia l'interfaccia da cui
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{minipage}[c]{\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr_ll.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura \structd{sockaddr\_ll} degli indirizzi dei
pacchetto.
Al solito il campo \var{sll\_family} deve essere sempre impostato al valore
-\const{AF\_PACKET}. Il campo \var{sll\_protocol} indica il protocollo scelto,
+\constd{AF\_PACKET}. Il campo \var{sll\_protocol} indica il protocollo scelto,
e deve essere indicato in \textit{network order}, facendo uso delle costanti
simboliche definite in \file{linux/if\_ether.h}. Il campo \var{sll\_ifindex} è
l'indice dell'interfaccia, che, in caso di presenza di più interfacce dello
\file{linux/if\_arp.h}, mentre il campo \var{sll\_pkttype} indica il tipo di
pacchetto; entrambi vengono impostati alla ricezione di un pacchetto ed han
senso solo in questo caso. In particolare \var{sll\_pkttype} può assumere i
-seguenti valori: \const{PACKET\_HOST} per un pacchetto indirizzato alla
-macchina ricevente, \const{PACKET\_BROADCAST} per un pacchetto di
-\itindex{broadcast} \textit{broadcast}, \const{PACKET\_MULTICAST} per un
-pacchetto inviato ad un indirizzo fisico di \itindex{multicast}
-\textit{multicast}, \const{PACKET\_OTHERHOST} per un pacchetto inviato ad
-un'altra stazione (e ricevuto su un'interfaccia in \index{modo~promiscuo} modo
-promiscuo), \const{PACKET\_OUTGOING} per un pacchetto originato dalla propria
+seguenti valori: \constd{PACKET\_HOST} per un pacchetto indirizzato alla
+macchina ricevente, \constd{PACKET\_BROADCAST} per un pacchetto di
+\textit{broadcast}, \constd{PACKET\_MULTICAST} per un pacchetto inviato ad un
+indirizzo fisico di \textit{multicast}, \constd{PACKET\_OTHERHOST} per un
+pacchetto inviato ad un'altra stazione (e ricevuto su un'interfaccia in modo
+promiscuo), \constd{PACKET\_OUTGOING} per un pacchetto originato dalla propria
macchina che torna indietro sul socket.
\subsection{Le funzioni per il riordinamento}
\label{sec:sock_func_ord}
-Come già visto in sez.~\ref{sec:sock_endianess} il problema connesso
-\itindex{endianess} all'\textit{endianess} è che quando si passano dei dati da
-un tipo di architettura all'altra i dati vengono interpretati in maniera
-diversa, e ad esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà con i due
-byte in cui è suddiviso scambiati di posto. Per questo motivo si usano delle
-funzioni di conversione che servono a tener conto automaticamente della
-possibile differenza fra l'ordinamento usato sul computer e quello che viene
-usato nelle trasmissione sulla rete; queste funzioni sono \funcd{htonl},
-\funcd{htons}, \funcd{ntohl} e \funcd{ntohs} ed i rispettivi prototipi sono:
+Come già visto in sez.~\ref{sec:endianness} il problema connesso
+all'\textit{endianness} è che quando si passano dei dati da un tipo di
+architettura all'altra i dati vengono interpretati in maniera diversa, e ad
+esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà con i due byte in cui è
+suddiviso scambiati di posto. Per questo motivo si usano delle funzioni di
+conversione che servono a tener conto automaticamente della possibile
+differenza fra l'ordinamento usato sul computer e quello che viene usato nelle
+trasmissione sulla rete; queste funzioni sono \funcd{htonl}, \funcd{htons},
+\funcd{ntohl} e \funcd{ntohs} ed i rispettivi prototipi sono:
\begin{functions}
\headdecl{netinet/in.h}
\funcdecl{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)}
\struct{in\_addr} (si veda fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}) situata
all'indirizzo dato dall'argomento \param{dest} (è espressa in questa forma in
modo da poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la
-struttura degli indirizzi). La funzione restituisce 0 in caso di successo e 1
-in caso di fallimento. Se usata con \param{dest} inizializzato a \val{NULL}
-effettua la validazione dell'indirizzo.
+struttura degli indirizzi). La funzione restituisce un valore diverso da zero
+se l'indirizzo è valido e la conversione ha successo e 0 in caso contrario.
+Se usata con \param{dest} inizializzato a \val{NULL} effettua la validazione
+dell'indirizzo.
L'ultima funzione, \func{inet\_ntoa}, converte il valore a 32 bit
dell'indirizzo (espresso in \textit{network order}) restituendo il puntatore
alla stringa che contiene l'espressione in formato dotted decimal. Si deve
tenere presente che la stringa risiede in memoria statica, per cui questa
-funzione non è \index{funzioni!rientranti} rientrante.
+funzione non è rientrante.
\subsection{Le funzioni \func{inet\_pton} e \func{inet\_ntop}}
La funzione converte la struttura dell'indirizzo puntata da \param{addr\_ptr}
in una stringa che viene copiata nel buffer puntato dall'indirizzo
\param{dest}; questo deve essere preallocato dall'utente e la lunghezza deve
-essere almeno \const{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e
-\const{INET6\_ADDRSTRLEN} per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve
+essere almeno \constd{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e
+\constd{INET6\_ADDRSTRLEN} per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve
comunque venire specificata attraverso il parametro \param{len}.
Gli indirizzi vengono convertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
\textit{dotted decimal} per IPv4 e quello descritto in
sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
-\index{socket!definizione|)}
-
-
% LocalWords: pathname AppleTalk netatalk personal Apple ATPROTO atalk sat if
% LocalWords: ANYNET node ANYNODE ATADDR BCAST pcap IEEE linux ether ETH ALL
% LocalWords: sll ifindex ethernet halen MAC hatype ARP arp pkttype HOST recv
-% LocalWords: OTHERHOST OUTGOING recvfrom recvmsg endianess little endtest Mac
+% LocalWords: OTHERHOST OUTGOING recvfrom recvmsg endianness little endtest Mac
% LocalWords: Intel Digital Motorola IBM VME PowerPC l'Intel xABCD ptr htonl
-% LocalWords: all'endianess htons ntohl ntohs long hostlong hostshort netlong
+% LocalWords: htons ntohl ntohs long hostlong hostshort netlong
% LocalWords: sort netshort host inet aton ntoa dotted decimal const char src
% LocalWords: strptr struct dest addrptr INADDR NULL pton ntop presentation af
% LocalWords: numeric EAFNOSUPPORT size ENOSPC ENOAFSUPPORT ADDRSTRLEN ROUTE
projects / gapil.git / blobdiff