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%%
-\chapter{Introduzione ai socket}
+\chapter{I socket}
\label{cha:socket_intro}
In questo capitolo inizieremo a spiegare le caratteristiche salienti della
principale interfaccia per la programmazione di rete, quella dei
-\textit{socket}, che, pur essendo nata in ambiente Unix, è usata ormai da
+\textit{socket}, che, pur essendo nata in ambiente Unix, è usata ormai da
tutti i sistemi operativi.
Dopo una breve panoramica sulle caratteristiche di questa interfaccia vedremo
come creare un socket e come collegarlo allo specifico protocollo di rete che
-si utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente
+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 i \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
-introdotti in BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta sostanzialmente la stessa, con
-piccole modifiche, negli anni successivi. Benché siano state sviluppate
+introdotti in BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta sostanzialmente la stessa, con
+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).
-
-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.
-
+ Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la diffusione e la popolarità
+di quella dei socket (né tantomeno la stessa usabilità e flessibilità) ed oggi
+sono praticamente dimenticate.
-\subsection{Concetti base}
-\label{sec:sock_gen}
+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.
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
+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.
+\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, se è uno a molti occorrerà tener
+conto della eventuale unidirezionalità della stessa, ecc.
-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
-gestire la perdita o il rimescolamento dei dati, se è a pacchetti questi
-dovranno essere opportunamente trattati, 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
+Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
di interagire con protocolli di comunicazione anche molto diversi fra di loro;
-in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
+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
-\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)}
-
- 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 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:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/socket.h}
+\fdecl{int socket(int domain, int type, int protocol)}
+\fdesc{Apre un socket.}
+}
+
+{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{ENOBUFS}] non c'è sufficiente memoria per creare il socket
- (può essere anche \errval{ENOMEM}).
+ \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
-protocolli usata), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce cioè,
+(definisce cioè, come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_domain}, la famiglia di
+protocolli usata), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce cioè,
come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_type}, lo stile di comunicazione) e
-\param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
+\param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
implicitamente dal tipo di socket, per cui di norma questo valore viene messo
a zero (con l'eccezione dei \textit{raw socket}).
+% TODO: l'ultimo argomento viene usato anche dai nuovi ping socket introdotti
+% con il kernel 3.0, vedi anche http://lwn.net/Articles/420799/ e
+% 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}
chiamano \textsl{domini}. La scelta di un dominio equivale in sostanza alla
scelta di una famiglia di protocolli, e viene effettuata attraverso
l'argomento \param{domain} della funzione \func{socket}. Ciascun dominio ha un
-suo nome simbolico che convenzionalmente è indicato da una costante che inizia
+suo nome simbolico che convenzionalmente è indicato da una costante che inizia
per \texttt{PF\_}, sigla che sta per \textit{protocol family}, altro nome con
cui si indicano i domini.
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]
+\begin{table}[!htb]
\footnotesize
\centering
\begin{tabular}[c]{|l|l|l|l|}
\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{AF\_UNSPEC} & 0& Non specificato & \\
+ \constd{AF\_LOCAL} & 1& Local communication & unix(7) \\
+ \constd{AF\_UNIX}, \constd{AF\_FILE}&1&Sinonimi di \const{AF\_LOCAL}& \\
+ \constd{AF\_INET} & 2& IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
+ \constd{AF\_AX25} & 3& Amateur radio AX.25 protocol & \\
+ \constd{AF\_IPX} & 4& IPX - Novell protocols & \\
+ \constd{AF\_APPLETALK}& 5& Appletalk & ddp(7) \\
+ \constd{AF\_NETROM} & 6& Amateur radio NetROM & \\
+ \constd{AF\_BRIDGE} & 7& Multiprotocol bridge & \\
+ \constd{AF\_ATMPVC} & 8& Access to raw ATM PVCs & \\
+ \constd{AF\_X25} & 9& ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol& x25(7) \\
+ \constd{AF\_INET6} &10& IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
+ \constd{AF\_ROSE} &11& Amateur Radio X.25 PLP & \\
+ \constd{AF\_DECnet} &12& Reserved for DECnet project & \\
+ \constd{AF\_NETBEUI} &13& Reserved for 802.2LLC project & \\
+ \constd{AF\_SECURITY} &14& Security callback pseudo AF & \\
+ \constd{AF\_KEY} &15& AF\_KEY key management API & \\
+ \constd{AF\_NETLINK} &16& Kernel user interface device & netlink(7) \\
+ \constd{AF\_ROUTE} &16& Sinonimo di \const{AF\_NETLINK} emula BSD.&\\
+ \constd{AF\_PACKET} &17& Low level packet interface & packet(7) \\
+ \constd{AF\_ASH} &18& Ash & \\
+ \constd{AF\_ECONET} &19& Acorn Econet & \\
+ \constd{AF\_ATMSVC} &20& ATM SVCs & \\
+ \constd{AF\_RDS} &21& RDS Sockets & \\
+ \constd{AF\_SNA} &22& Linux SNA Project & \\
+ \constd{AF\_IRDA} &23& IRDA socket (infrarossi) & irda(7) \\
+ \constd{AF\_PPPOX} &24& PPPoX socket & \\
+ \constd{AF\_WANPIPE} &25& Wanpipe API socket & \\
+ \constd{AF\_LLC} &26& Linux LLC & \\
+ \constd{AF\_IB} &27& Native InfiniBand address & \\
+ \constd{AF\_MPLS} &28& MPSL & \\
+ \constd{AF\_CAN} &29& Controller Are Network & \\
+ \constd{AF\_TIPC} &30& TIPC sockets & \\
+ \constd{AF\_BLUETOOTH}&31& Bluetooth socket & \\
+ \constd{AF\_IUCV} &32& IUCV sockets & \\
+ \constd{AF\_RXRPC} &33& RxRPC sockets & \\
+ \constd{AF\_ISDN} &34& mISDN sockets & \\
+ \constd{AF\_PHONET} &35& Phonet sockets & \\
+ \constd{AF\_IEEE802154}&36& IEEE802154 sockets & \\
+ \constd{AF\_CAIF} &37& CAIF sockets & \\
+ \constd{AF\_ALG} &38& Algorithm sockets & \\
+ \constd{AF\_NFC} &39& NFC sockets & \\
+ \constd{AF\_VSOCK} &40& vSockets & \\
+ \constd{AF\_KCM} &41& Kernel Connection Multiplexor & \\
+ \constd{AF\_QIPCRTR} &42& Qualcomm IPC Router & \\
+ \constd{AF\_SMC} &43& smc sockets & \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux.}
\label{tab:net_pf_names}
\end{table}
-% TODO aggiungere PF_CAN, vedi http://lwn.net/Articles/253425, dal 2.6.25
-
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
+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.}
-
-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).}
+ e ciascuna \texttt{AF\_} è definita alla corrispondente \texttt{PF\_} e con
+ 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'\textit{header file} \headfiled{socket.h}. Un
+elenco, aggiornato alla versione 4.15, 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{AF\_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}
\label{sec:sock_type}
-La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
-comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
+La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
+comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
utilizzare fra quelli disponibili nella famiglia scelta. L'interfaccia dei
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
+ 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{2.0cm}\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
+ dimensioni qualunque. Può supportare la trasmissione dei cosiddetti 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
+ 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
- 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.}
+ devono usarlo, è riservato all'uso di sistema.
+\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[\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{2.5cm}\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
&\const{SOCK\_STREAM} &\const{SOCK\_DGRAM} &\const{SOCK\_RAW}&
\const{SOCK\_RDM}&\const{SOCK\_SEQPACKET} \\
\hline
- \const{PF\_LOCAL} & si & si & & & \\
+ \const{AF\_UNIX} & si & si & -- & -- & si\footnotemark \\
\hline
-% \const{PF\_UNIX}&\multicolumn{5}{|l|}{sinonimo di \const{PF\_LOCAL}.}\\
-% \hline
- \const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & & \\
+ \const{AF\_LOCAL}&\multicolumn{5}{|c|}{sinonimo di \const{AF\_UNIX}}\\
+ \hline
+ \const{AF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & -- & -- \\
+ \hline
+ \const{AF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & -- & -- \\
+ \hline
+ \const{AF\_IPX} & -- & si & -- & -- & -- \\
+ \hline
+ \const{AF\_NETLINK} & -- & si & si & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & & \\
+ \const{AF\_X25} & -- & -- & -- & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_IPX} & & & & & \\
+ \const{AF\_AX25} & -- & si & si & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_NETLINK} & & si & si & & \\
+% \const{AF\_ATMPVC} & -- & -- & -- & -- & -- \\
+% \hline
+ \const{AF\_APPLETALK} & -- & si & si & -- & -- \\
+ \hline
+ \const{AF\_PACKET} & -- & si & si & -- & -- \\
+ \hline
+ \const{AF\_KEY} & -- & -- & si & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_X25} & & & & & si \\
+ \const{AF\_IRDA} & si & si & si & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_AX25} & & & & & \\
+ \const{AF\_NETROM} & -- & -- & -- & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_ATMPVC} & & & & & \\
+ \const{AF\_ROSE} & -- & -- & -- & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_APPLETALK} & & si & si & & \\
+ \const{AF\_RDS} & -- & -- & -- & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_PACKET} & & si & si & & \\
+ \const{AF\_ECONET} & -- & si & -- & -- & -- \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Combinazioni valide di dominio e tipo di protocollo per la
\label{tab:sock_sock_valid_combinations}
\end{table}
+\footnotetext{supportati a partire dal kernel 2.6.4 per socket che conservano
+ i limiti dei messaggi e li consegnano in sequenza ordinata.}
+
In tab.~\ref{tab:sock_sock_valid_combinations} sono mostrate le combinazioni
valide possibili per le principali famiglie di protocolli. Per ogni
-combinazione valida si è indicato il tipo di protocollo, o la parola
-\textsl{si} qualora non il protocollo non abbia un nome definito, mentre si
-sono lasciate vuote le caselle per le combinazioni non supportate.
+combinazione valida si è indicato il tipo di protocollo, o la parola
+\textsl{si} qualora il protocollo non abbia un nome definito, mentre si sono
+lasciate vuote le caselle per le combinazioni non supportate.
\section{Le strutture degli indirizzi dei socket}
\label{sec:sock_sockaddr}
-Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
+Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
tipo di famiglia di protocolli che si vuole utilizzare, in particolare nessun
indirizzo che identifichi i due capi della comunicazione. La funzione infatti
si limita ad allocare nel kernel quanto necessario per poter poi realizzare la
\label{sec:sock_sa_gen}
Le strutture degli indirizzi vengono sempre passate alle varie funzioni
-attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
+attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
maneggiare puntatori a strutture relative a tutti gli indirizzi possibili
nelle varie famiglie di protocolli; questo pone il problema di come passare
questi puntatori, il C moderno risolve questo problema coi i puntatori
-generici (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla
+generici (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla
definizione dello standard ANSI C, e per questo nel 1982 fu scelto di definire
una struttura generica per gli indirizzi dei socket, \struct{sockaddr}, che si
-è riportata in fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}.
+è riportata in fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}.
\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
Tutte le funzioni dei socket che usano gli indirizzi sono definite usando nel
prototipo un puntatore a questa struttura; per questo motivo quando si
invocano dette funzioni passando l'indirizzo di un protocollo specifico
-occorrerà eseguire una conversione del relativo puntatore.
+occorrerà eseguire una conversione del relativo puntatore.
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}.
+rispettivi file di include in cui sono definiti; la struttura è invece
+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
\label{tab:sock_data_types}
\end{table}
-In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
+In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
aggiuntivo \code{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens in
\cite{UNP1}). Questo campo non verrebbe usato direttamente dal programmatore e
-non è richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il
+non è richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il
campo \type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
-Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
+Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
di fare da riferimento per il casting, per il kernel le cose sono un po'
diverse, in quanto esso usa il puntatore per recuperare il campo
\var{sa\_family}, comune a tutte le famiglie, con cui determinare il tipo di
indirizzo; per questo motivo, anche se l'uso di un puntatore \ctyp{void *}
-sarebbe più immediato per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting),
-è stato mantenuto l'uso di questa struttura.
+sarebbe più immediato per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting),
+è stato mantenuto l'uso di questa struttura.
+
+Se si usa una struttura \struct{sockaddr} per allocare delle variabili
+generiche da usare in seguito per degli indirizzi si pone il problema che
+niente assicura che i dati necessari per le varie famiglie di indirizzi
+possano rientrare nella dimensione del campo \var{sa\_data} indicata in
+fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}, anzi, come vedremo in
+sez.~\ref{sec:sock_sa_ipv6}, nel caso di indirizzi IPv6 questa non è proprio
+sufficiente.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{0.95\textwidth}
+ \includestruct{listati/sockaddr_storage.h}
+ \end{minipage}
+ \caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket
+ \structd{sockaddr\_storage}.}
+ \label{fig:sock_sa_storage_struct}
+\end{figure}
+
+Per questo l'interfaccia di programmazione dei socket prevede la defizione di
+una speciale struttura \struct{sockaddr\_storage} illustrata in
+fig.~\ref{fig:sock_sa_storage_struct}, in cui di nuovo si usa il primo campo
+(\var{ss\_family}) per indicare il tipo di indirizzo, ed in cui i campi
+successivi sono utilizzati per allineare i dati al tipo di architettura
+hardware utilizzata, e per allocare uno spazio sufficiente ampio per contenere
+qualunque tipo di indirizzo supportato. Allocando questa struttura si ha la
+certezza di non eccedere le dimensioni qualunque sia il tipo di indirizzi che
+si useranno, pertanto risulta utile tutte le volte che si devono gestire in
+maniera generica tipi di indirizzi diversi (ad esempio IPv4 ed IPv6).
\subsection{La struttura degli indirizzi IPv4}
\label{sec:sock_sa_ipv4}
-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
+I socket di tipo \const{AF\_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
+\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
- internet (IPv4) e la struttura \structd{in\_addr} degli indirizzi IPv4.}
+ Internet (IPv4) e la struttura \structd{in\_addr} degli indirizzi IPv4.}
\label{fig:sock_sa_ipv4_struct}
\end{figure}
-L'indirizzo di un socket internet (secondo IPv4) comprende l'indirizzo
-internet di un'interfaccia più un \textsl{numero di porta} (affronteremo in
+L'indirizzo di un socket Internet (secondo IPv4) comprende l'indirizzo
+Internet di un'interfaccia più un \textsl{numero di porta} (affronteremo in
dettaglio il significato di questi numeri in sez.~\ref{sec:TCP_port_num}). Il
-protocollo IP non prevede numeri di porta, che sono utilizzati solo dai
-protocolli di livello superiore come TCP e UDP. Questa struttura però viene
-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},
-altrimenti si avrà un errore di \errcode{EINVAL}; il membro \var{sin\_port}
+protocollo IP di per sé non prevede numeri di porta, questi sono utilizzati
+solo dai protocolli di livello superiore come TCP e UDP, ma devono essere
+indicati qui. Inoltre questa struttura viene usata anche per i socket RAW che
+accedono direttamente al livello di IP, in questo caso il numero della porta
+deve essere impostato al numero di protocollo.
+
+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
+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
-tab.~\ref{tab:TCP_ipv4_addr}, che rincontreremo più avanti.
+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}, 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).
+essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
+con i bit ordinati in formato \textit{big endian} (vedi
+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).
\subsection{La struttura degli indirizzi IPv6}
\label{sec:sock_sa_ipv6}
-Essendo IPv6 un'estensione di IPv4, i socket di tipo \const{PF\_INET6} sono
+Essendo IPv6 un'estensione di IPv4, i socket di tipo \const{AF\_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}.
+praticamente tutte le differenze fra i due socket è quella della struttura
+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\_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\_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
gli ultimi 4 sono riservati. Questi valori fanno riferimento ad alcuni campi
specifici dell'header dei pacchetti IPv6 (vedi sez.~\ref{sec:IP_ipv6head}) ed
-il loro uso è sperimentale.
+il loro uso è sperimentale.
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
-\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
-di contenere i dati nelle dimensioni di quest'ultima.
+espresso da un vettore di 16 byte; anche in questo caso esistono alcuni valori
+predediniti, ma essendo il campo un vettore di byte non è possibile assegnarli
+con il calore di una costante. Esistono però le variabili predefinite
+\var{in6addr\_any} (che indica l'indirizzo generico) e \var{in6addr\_loopback}
+(che indica l'indirizzo di loopback) il cui valore può essere copiato in
+questo campo. A queste due variabili si aggiungono le macro
+\macrod{IN6ADDR\_ANY\_INIT} e \macrod{IN6ADDR\_LOOPBACK\_INIT} per effettuare
+delle assegnazioni statiche.
+
+Infine il campo \var{sin6\_scope\_id} è un campo introdotto in Linux con il
+kernel 2.4, per gestire alcune operazioni riguardanti il
+\textit{multicasting}, è supportato solo per gli indirizzi di tipo
+\textit{link-local} (vedi sez.~\ref{sec:IP_ipv6_unicast}) e deve contenere
+l'\textit{interface index} (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) della
+scheda di rete. 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 di contenere i dati nelle
+dimensioni di quest'ultima (per questo se necessario è opportuno usare
+\struct{sockaddr\_storage}).
\subsection{La struttura degli indirizzi locali}
\label{sec:sock_sa_local}
-I socket di tipo \const{PF\_UNIX} o \const{PF\_LOCAL} vengono usati per una
+I socket di tipo \const{AF\_UNIX} o \const{AF\_LOCAL} vengono usati per una
comunicazione fra processi che stanno sulla stessa macchina (per questo
vengono chiamati \textit{local domain} o anche \textit{Unix domain}); essi
hanno la caratteristica ulteriore di poter essere creati anche in maniera
anonima attraverso la funzione \func{socketpair} (che abbiamo trattato in
-sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si vuole fare riferimento
+sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si vuole fare riferimento
esplicito ad uno di questi socket si deve usare una struttura degli indirizzi
-di tipo \struct{sockaddr\_un}, la cui definizione si è riportata in
+di tipo \struct{sockaddr\_un}, la cui definizione si è riportata in
fig.~\ref{fig:sock_sa_local_struct}.
\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
-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.
-
+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 ``\textit{named}'' ed in tal caso deve corrispondere ad un
+file (di tipo socket) presente nel filesystem o essere ``\textit{abstract}''
+nel qual caso viene identificato da una stringa univoca in uno spazio di nomi
+astratto.
+
+Nel primo caso l'indirizzo viene specificato in \var{sun\_path} come una
+stringa (terminata da uno zero) corrispondente al \textit{pathname} del file;
+nel secondo caso (che è specifico di Linux e non portabile) \var{sun\_path}
+deve iniziare con uno zero ed il nome verrà costituito dai restanti byte che
+verranno interpretati come stringa senza terminazione (un byte nullo non ha in
+questo caso nessun significato).
+
+In realtà esiste una terza forma, \textit{unnamed}, che non è possibile
+indicare in fase di scrittura, ma che è quella che viene usata quando si legge
+l'indirizzo di un socket anonimo creato con \texttt{socketpair}; in tal caso
+la struttura restituita è di dimensione \code{sizeof(sa\_family\_t)}, quindi
+\var{sun\_path} non esiste e non deve essere referenziato.
\subsection{La struttura degli indirizzi AppleTalk}
\label{sec:sock_sa_appletalk}
-I socket di tipo \const{PF\_APPLETALK} sono usati dalla libreria
+I socket di tipo \const{AF\_APPLETALK} sono usati dalla libreria
\file{netatalk} per implementare la comunicazione secondo il protocollo
AppleTalk, uno dei primi protocolli di rete usato nel mondo dei personal
computer, usato dalla Apple per connettere fra loro computer e stampanti. Il
-kernel supporta solo due strati del protocollo, DDP e AARP, e di norma è
+kernel supporta solo due strati del protocollo, DDP e AARP, e di norma è
opportuno usare le funzioni della libreria \texttt{netatalk}, tratteremo qui
questo argomento principalmente per mostrare l'uso di un protocollo
alternativo.
-I socket AppleTalk permettono di usare il protocollo DDP, che è un protocollo
+I socket AppleTalk permettono di usare il protocollo DDP, che è un protocollo
a pacchetto, di tipo \const{SOCK\_DGRAM}; l'argomento \param{protocol} di
-\func{socket} deve essere nullo. È altresì possibile usare i socket raw
+\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
+\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
+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}}
\label{sec:sock_sa_packet}
-I \textit{packet socket}, identificati dal dominio \const{PF\_PACKET}, sono
+I \textit{packet socket}, identificati dal dominio \const{AF\_PACKET}, sono
un'interfaccia specifica di Linux per inviare e ricevere pacchetti
direttamente su un'interfaccia di rete, senza passare per le funzioni di
-gestione dei protocolli di livello superiore. In questo modo è possibile
+gestione dei protocolli di livello superiore. In questo modo è possibile
implementare dei protocolli in user space, agendo direttamente sul livello
fisico. In genere comunque si preferisce usare la libreria
-\file{pcap},\footnote{la libreria è mantenuta insieme al comando
+\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
+Con socket di tipo \const{SOCK\_RAW} si può operare sul livello di
collegamento, ed i pacchetti vengono passati direttamente dal socket al driver
del dispositivo e viceversa. In questo modo, in fase di trasmissione, il
contenuto completo dei pacchetti, comprese le varie intestazioni, deve essere
\struct{sockaddr\_ll} ad esso associata.
Si usano invece socket di tipo \const{SOCK\_DGRAM} quando si vuole operare a
-livello di rete. In questo caso in fase di ricezione l'intestazione del
-protocollo di collegamento viene rimossa prima di passare il resto del
-pacchetto all'utente, mentre in fase di trasmissione viene creata una
-opportuna intestazione per il protocollo a livello di collegamento
-utilizzato, usando le informazioni necessarie che devono essere specificate
-sempre con una struttura \struct{sockaddr\_ll}.
+livello di rete.
+
+In questo caso in fase di ricezione l'intestazione del protocollo di
+collegamento viene rimossa prima di passare il resto del pacchetto all'utente,
+mentre in fase di trasmissione viene creata una opportuna intestazione per il
+protocollo a livello di collegamento utilizzato, usando le informazioni
+necessarie che devono essere specificate sempre con una struttura
+\struct{sockaddr\_ll}.
Nella creazione di un \textit{packet socket} il valore dell'argomento
\param{protocol} di \func{socket} serve a specificare, in \textit{network
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}.
+di questi socket è una operazione privilegiata e può essere effettuati solo da
+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
provengono; se si vuole limitare il passaggio ad una interfaccia specifica
-occorre usare la funzione \func{bind} per agganciare il socket a quest'ultima.
+occorre usare la funzione \func{bind} (vedi sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}) per
+agganciare il socket a quest'ultima.
\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
\label{fig:sock_sa_packet_struct}
\end{figure}
-Nel caso dei \textit{packet socket} la struttura degli indirizzi è di tipo
-\struct{sockaddr\_ll}, e la sua definizione è riportata in
-fig.~\ref{fig:sock_sa_packet_struct}; essa però viene ad assumere un ruolo
+Nel caso dei \textit{packet socket} la struttura degli indirizzi è di tipo
+\struct{sockaddr\_ll}, e la sua definizione è riportata in
+fig.~\ref{fig:sock_sa_packet_struct}; essa però viene ad assumere un ruolo
leggermente diverso rispetto a quanto visto finora per gli altri tipi di
-socket. Infatti se il socket è di tipo \const{SOCK\_RAW} si deve comunque
-scrivere tutto direttamente nel pacchetto, quindi la struttura non serve più a
+socket. Infatti se il socket è di tipo \const{SOCK\_RAW} si deve comunque
+scrivere tutto direttamente nel pacchetto, quindi la struttura non serve più a
specificare gli indirizzi. Essa mantiene questo ruolo solo per i socket di
tipo \const{SOCK\_DGRAM}, per i quali permette di specificare i dati necessari
al protocollo di collegamento, mentre viene sempre utilizzata in lettura (per
-entrambi i tipi di socket), per la ricezione dei i dati relativi a ciascun
+entrambi i tipi di socket), per la ricezione dei dati relativi a ciascun
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
-stesso tipo (se ad esempio si hanno più schede ethernet), permette di
-selezionare quella con cui si vuole operare (un valore nullo indica qualunque
-interfaccia). Questi sono i due soli campi che devono essere specificati
-quando si vuole selezionare una interfaccia specifica, usando questa struttura
-con la funzione \func{bind}.
+simboliche definite in \file{linux/if\_ether.h}. Il campo \var{sll\_ifindex} è
+l'indice dell'interfaccia (l'\textit{inxterface index} (vedi
+sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) che in caso di presenza di più
+interfacce dello stesso tipo (se ad esempio si hanno più schede Ethernet),
+permette di selezionare quella con cui si vuole operare (un valore nullo
+indica qualunque interfaccia). Questi sono i due soli campi che devono essere
+specificati quando si vuole selezionare una interfaccia specifica, usando
+questa struttura con la funzione \func{bind}.
I campi \var{sll\_halen} e \var{sll\_addr} indicano rispettivamente
l'indirizzo associato all'interfaccia sul protocollo di collegamento e la
relativa lunghezza; ovviamente questi valori cambiano a seconda del tipo di
-collegamento che si usa, ad esempio, nel caso di ethernet, questi saranno il
+collegamento che si usa, ad esempio, nel caso di Ethernet, questi saranno il
MAC address della scheda e la relativa lunghezza. Essi vengono usati, insieme
ai campi \var{sll\_family} e \var{sll\_ifindex} quando si inviano dei
pacchetti, in questo caso tutti gli altri campi devono essere nulli.
Il campo \var{sll\_hatype} indica il tipo ARP, come definito in
\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
+senso solo in questo caso. In particolare \var{sll\_pkttype} può assumere i
+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.
-
Si tenga presente infine che in fase di ricezione, anche se si richiede il
troncamento del pacchetto, le funzioni \func{recv}, \func{recvfrom} e
\func{recvmsg} (vedi sez.~\ref{sec:net_sendmsg}) restituiranno comunque la
-lunghezza effettiva del pacchetto così come arrivato sulla linea.
+lunghezza effettiva del pacchetto così come arrivato sulla linea.
%% \subsection{La struttura degli indirizzi DECnet}
%% \label{sec:sock_sa_decnet}
-%% I socket di tipo \const{PF\_DECnet} usano il protocollo DECnet, usato dai VAX
+%% I socket di tipo \const{AF\_DECnet} usano il protocollo DECnet, usato dai VAX
%% Digital sotto VMS quando ancora il TCP/IP non era diventato lo standard di
-%% fatto. Il protocollo è un protocollo chiuso, ed il suo uso attuale è limitato
+%% fatto. Il protocollo è un protocollo chiuso, ed il suo uso attuale è limitato
%% alla comunicazione con macchine che stanno comunque scomparendo. Lo si riporta
%% solo come esempio
+% TODO aggiungere AF_CAN, vedi http://lwn.net/Articles/253425, dal 2.6.25 ?
-% \subsection{Il passaggio delle strutture}
-% \label{sec:sock_addr_pass}
-
-% Come detto nelle funzioni della API dei socket le strutture degli indirizzi
-% vengono sempre passate per riferimento usando un puntatore; anche la lunghezza
-% della struttura è passata come argomento, ma in questo caso la modalità del
-% passaggio dipende dalla direzione del medesimo, dal processo al kernel o
-% viceversa.
-
-% In particolare le tre funzioni \func{bind}, \func{connect} e
-% \func{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
-% \textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
-
-
-% Le funzioni \func{accept}, \func{recvfrom}, \func{getsockname} e
-% \func{getpeername} invece ricevono i valori del kernel
+% TODO: trattare i socket RDS, vedi documentazione del kernel, file
+% Documentation/networking/rds.txt
\label{sec:sock_addr_func}
In questa sezione tratteremo delle varie funzioni usate per manipolare gli
-indirizzi, limitandoci però agli indirizzi internet. Come accennato gli
-indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono essere forniti in
-formato opportuno (il \textit{network order}). Per capire cosa significa tutto
-ciò occorre introdurre un concetto generale che tornerà utile anche in
-seguito.
-
-
-\subsection{La \textit{endianess}}
-\label{sec:sock_endianess}
-
-\itindbeg{endianess}
-La rappresentazione di un numero binario in un computer può essere fatta in
-due modi, chiamati rispettivamente \textit{big endian} e \textit{little
- endian} a seconda di come i singoli bit vengono aggregati per formare le
-variabili intere (ed in genere in diretta corrispondenza a come sono poi in
-realtà cablati sui bus interni del computer).
-
-\begin{figure}[htb]
- \centering
- \includegraphics[height=3cm]{img/endianess}
- \caption{Schema della disposizione dei dati in memoria a seconda della
- \textit{endianess}.}
- \label{fig:sock_endianess}
-\end{figure}
-
-Per capire meglio il problema si consideri un intero a 32 bit scritto in una
-locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. Come illustrato in
-fig.~\ref{fig:sock_endianess} i singoli bit possono essere disposti in memoria
-in due modi: a partire dal più significativo o a partire dal meno
-significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i bit più
-significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno significativi
-nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto \textit{big endian},
-dato che si trova per prima la parte più grande. Il caso opposto, in cui si
-parte dal bit meno significativo è detto per lo stesso motivo \textit{little
- endian}.
-
-Si può allora verificare quale tipo di \textit{endianess} usa il proprio
-computer con un programma elementare che si limita ad assegnare un valore ad
-una variabile per poi ristamparne il contenuto leggendolo un byte alla volta.
-Il codice di detto programma, \file{endtest.c}, è nei sorgenti allegati,
-allora se lo eseguiamo su un PC otterremo:
-\begin{verbatim}
-[piccardi@gont sources]$ ./endtest
-Using value ABCDEF01
-val[0]= 1
-val[1]=EF
-val[2]=CD
-val[3]=AB
-\end{verbatim}%$
-mentre su di un Mac avremo:
-\begin{verbatim}
-piccardi@anarres:~/gapil/sources$ ./endtest
-Using value ABCDEF01
-val[0]=AB
-val[1]=CD
-val[2]=EF
-val[3]= 1
-\end{verbatim}%$
-
-
-La \textit{endianess} di un computer dipende essenzialmente dalla architettura
-hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little endian}, Motorola,
-IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il \textit{big endian}. Il
-formato dei dati contenuti nelle intestazioni dei protocolli di rete è
-anch'esso \textit{big endian}; altri esempi di uso di questi due diversi
-formati sono quello del bus PCI, che è \textit{little endian}, o quello del
-bus VME che è \textit{big endian}.
-
-Esistono poi anche dei processori che possono scegliere il tipo di formato
-all'avvio e alcuni che, come il PowerPC o l'Intel i860, possono pure passare
-da un tipo di ordinamento all'altro con una specifica istruzione. In ogni caso
-in Linux l'ordinamento è definito dall'architettura e dopo l'avvio del sistema
-resta sempre lo stesso, anche quando il processore permetterebbe di eseguire
-questi cambiamenti.
-
-\begin{figure}[htb]
- \footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{15cm}
- \includecodesample{listati/endian.c}
- \end{minipage}
- \normalsize
- \caption{La funzione \func{endian}, usata per controllare il tipo di
- architettura della macchina.}
- \label{fig:sock_endian_code}
-\end{figure}
-
-Per controllare quale tipo di ordinamento si ha sul proprio computer si è
-scritta una piccola funzione di controllo, il cui codice è riportato
-fig.~\ref{fig:sock_endian_code}, che restituisce un valore nullo (falso) se
-l'architettura è \textit{big endian} ed uno non nullo (vero) se l'architettura
-è \textit{little endian}.
-
-Come si vede la funzione è molto semplice, e si limita, una volta assegnato
-(\texttt{\small 9}) un valore di test pari a \texttt{0xABCD} ad una variabile
-di tipo \ctyp{short} (cioè a 16 bit), a ricostruirne una copia byte a byte.
-Per questo prima (\texttt{\small 10}) si definisce il puntatore \var{ptr} per
-accedere al contenuto della prima variabile, ed infine calcola (\texttt{\small
- 11}) il valore della seconda assumendo che il primo byte sia quello meno
-significativo (cioè, per quanto visto in fig.~\ref{fig:sock_endianess}, che sia
-\textit{little endian}). Infine la funzione restituisce (\texttt{\small 12})
-il valore del confronto delle due variabili.
-\itindend{endianess}
-
+indirizzi, limitandoci però agli indirizzi Internet. Come accennato gli
+indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono essere forniti nel
+cosiddetto \textit{network order}, che corrisponde al formato \textit{big
+ endian} (vedi sez.~\ref{sec:endianness}), anche quando la proprio macchina
+non usa questo formato, cosa che può comportare la necessità di eseguire delle
+conversioni.
\subsection{Le funzioni per il riordinamento}
\label{sec:sock_func_ord}
-Il problema connesso \itindex{endianess} all'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:
-\begin{functions}
- \headdecl{netinet/in.h}
- \funcdecl{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)}
- Converte l'intero a 32 bit \param{hostlong} dal formato della macchina a
- quello della rete.
-
- \funcdecl{unsigned short int htons(unsigned short int hostshort)}
- Converte l'intero a 16 bit \param{hostshort} dal formato della macchina a
- quello della rete.
-
- \funcdecl{unsigned long int ntohl(unsigned long int netlong)}
- Converte l'intero a 32 bit \param{netlong} dal formato della rete a quello
- della macchina.
-
- \funcdecl{unsigned sort int ntohs(unsigned short int netshort)}
- Converte l'intero a 16 bit \param{netshort} dal formato della rete a quello
- della macchina.
-
- \bodydesc{Tutte le funzioni restituiscono il valore convertito, e non
- prevedono errori.}
-\end{functions}
+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{funcproto}{
+\fhead{arpa/inet.h}
+\fdecl{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)}
+\fdesc{Converte l'intero a 32 bit \param{hostlong} dal formato della macchina a
+ quello della rete.}
+\fdecl{unsigned short int htons(unsigned short int hostshort)}
+\fdesc{Converte l'intero a 16 bit \param{hostshort} dal formato della macchina a
+ quello della rete.}
+\fdecl{unsigned long int ntohl(unsigned long int netlong)}
+\fdesc{Converte l'intero a 32 bit \param{netlong} dal formato della rete a
+ quello della macchina.}
+\fdecl{unsigned sort int ntohs(unsigned short int netshort)}
+\fdesc{Converte l'intero a 16 bit \param{netshort} dal formato della rete a
+ quello della macchina.}
+}
+
+{Tutte le funzioni restituiscono il valore convertito, e non prevedono
+ errori.}
+\end{funcproto}
I nomi sono assegnati usando la lettera \texttt{n} come mnemonico per indicare
l'ordinamento usato sulla rete (da \textit{network order}) e la lettera
macchina che si sta usando abbia una architettura \textit{big endian} queste
funzioni sono definite come macro che non fanno nulla. Per questo motivo vanno
sempre utilizzate, anche quando potrebbero non essere necessarie, in modo da
-assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
+assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
-\subsection{Le funzioni \func{inet\_aton}, \func{inet\_addr} e
- \func{inet\_ntoa}}
+\subsection{Le funzioni di conversione per gli indirizzi IPv4}
\label{sec:sock_func_ipv4}
-Un secondo insieme di funzioni di manipolazione serve per passare dal formato
-binario usato nelle strutture degli indirizzi alla rappresentazione simbolica
-dei numeri IP che si usa normalmente.
-
-Le prime tre funzioni di manipolazione riguardano la conversione degli
-indirizzi IPv4 da una stringa in cui il numero di IP è espresso secondo la
-cosiddetta notazione \textit{dotted-decimal}, (cioè nella forma
-\texttt{192.168.0.1}) al formato binario (direttamente in \textit{network
- order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera \texttt{a} come
-mnemonico per indicare la stringa. Dette funzioni sono \funcd{inet\_addr},
-\funcd{inet\_aton} e \funcd{inet\_ntoa}, ed i rispettivi prototipi sono:
-\begin{functions}
- \headdecl{arpa/inet.h}
-
- \funcdecl{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)} Converte la stringa
- dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in nel numero IP in network order.
-
- \funcdecl{int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)} Converte
- la stringa dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in un indirizzo IP.
-
- \funcdecl{char *inet\_ntoa(struct in\_addr addrptr)}
- Converte un indirizzo IP in una stringa \textit{dotted decimal}.
-
- \bodydesc{Tutte queste le funzioni non generano codice di errore.}
-\end{functions}
+Un secondo insieme di funzioni di manipolazione è quello che serve per passare
+dalla rappresentazione simbolica degli indirizzi IP al formato binario
+previsto dalla struttura degli indirizzi di
+fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, e viceversa. La notazione più comune è la
+cosiddetta notazione \itindex{dotted-decimal} \textit{dotted-decimal}, che
+prevede che gli indirizzi IPv4 siano indicati con l'espressione del valore
+numerico decimale di ciascuno dei 4 byte che li costituiscono separati da un
+punto (ad esempio \texttt{192.168.0.1}).
+
+In realtà le funzioni che illustreremo supportano una notazione che più
+propriamente dovrebbe esser chiamata \textit{numbers-and-dot} in quanto il
+valore può essere indicato con numeri espressi sia in decimale, che in ottale
+(se indicati apponendo uno zero) che in esadecimale (se indicati apponendo
+\texttt{0x}). Inoltre per la parte meno significativa dell'espressione, quella
+che riguarda l'indirizzo locale, si può usare, eliminando altrettanti punti,
+valori a 16 o a 24 bit, e togliendo tutti i punti, si può usare anche
+direttamente un valore numerico a 32 bit.\footnote{la funzionalità si trova
+ anche in gran parte dei programmi che usano indirizzi di rete, e deriva
+ direttamente da queste funzioni.}
+
+Tradizionalmente la conversione di un indirizzo \textit{dotted-decimal} al
+valore numerico veniva eseguita dalla funzione \funcd{inet\_addr} (prevista
+fin dalle origini in BSD e inclusa in POSIX.1-2001) il cui prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{arpa/inet.h}
+\fdecl{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)}
+\fdesc{Converte la stringa dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in nel
+ numero IP in network order.}
+}
+
+{La funzione ritorna il valore dell'indirizzo in caso di successo e
+ \const{INADDR\_NONE} per un errore e non genera codici di errore.}
+\end{funcproto}
La prima funzione, \func{inet\_addr}, restituisce l'indirizzo a 32 bit in
-network order (del tipo \type{in\_addr\_t}) a partire dalla stringa passata
-nell'argomento \param{strptr}. In caso di errore (quando la stringa non esprime
-un indirizzo valido) restituisce invece il valore \const{INADDR\_NONE} che
-tipicamente sono trentadue bit a uno. Questo però comporta che la stringa
-\texttt{255.255.255.255}, che pure è un indirizzo valido, non può essere usata
-con questa funzione; per questo motivo essa è generalmente deprecata in favore
-di \func{inet\_aton}.
-
-La funzione \func{inet\_aton} converte la stringa puntata da \param{src}
-nell'indirizzo binario che viene memorizzato nell'opportuna struttura
-\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.
-
-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 rientrante.
-
-
-\subsection{Le funzioni \func{inet\_pton} e \func{inet\_ntop}}
+\textit{network order} (del tipo \type{in\_addr\_t}) a partire dalla stringa
+passata nell'argomento \param{strptr}. In caso di errore (quando la stringa
+non esprime un indirizzo valido) restituisce invece il valore
+\const{INADDR\_NONE}, che tipicamente sono trentadue bit a uno. Questo però
+comporta che la stringa \texttt{255.255.255.255}, che pure è un indirizzo
+valido, non può essere usata con questa funzione dato che genererebe comunque
+un errore; per questo motivo essa è generalmente deprecata in favore di
+\func{inet\_aton}.
+
+Per effettuare la conversione inversa la funzione usata tradizionalmente è
+\funcd{inet\_ntoa}, anch'essa presente fin da BSD 4.3, in cui si riprende la
+notazione già vista in sez.~\ref{sec:sock_func_ord} che usa la lettera
+\texttt{n} come mnemonico per indicare la rete ed \texttt{a} (per ASCII) come
+mnemonico per indicare la stringa corrispodente all'indirizzo; il suo
+prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{arpa/inet.h}
+\fdecl{char *inet\_ntoa(struct in\_addr addrptr)}
+\fdesc{Converte un indirizzo IP in una stringa \textit{dotted decimal}.}
+}
+
+{La funzione l'indirizzo della stringa con il valore dell'indirizzo convertito
+ e non prevede errori.}
+\end{funcproto}
+
+La funzione converte il valore a 32 bit dell'indirizzo, espresso in
+\textit{network order}, e preso direttamente con un puntatore al relativo
+campo della struttura degli indirizzi, restituendo il puntatore alla stringa
+che contiene l'espressione in formato \textit{dotted-decimal}. Si deve tenere
+presente che la stringa risiede in un segmento di memoria statica, per cui
+viene riscritta ad ogni chiamata e la funzione non è rientrante.
+
+Per rimediare ai problemi di \funcd{inet\_addr} è stata sostituita da
+\funcd{inet\_aton}, che però non è stata standardizzata e non è presente in
+POSIX.1-2001, anche se è definita sulla gran parte dei sistemi Unix; il suo
+prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{arpa/inet.h}
+\fdecl{int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)}
+\fdesc{Converte la stringa dell'indirizzo \textit{dotted decimal} in un
+ indirizzo IP.}
+}
+
+{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e $0$ per un
+ errore e non genera codici di errore.}
+\end{funcproto}
+
+La funzione converte la stringa puntata da \param{src} nell'indirizzo binario
+che viene memorizzato nell'opportuna struttura \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 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} può essere usata per effettuare la
+validazione dell'indirizzo espresso da \param{src}.
+
+Oltre a queste tre funzioni esistono le ulteriori \funcm{inet\_lnaof},
+\funcm{inet\_netof} e \funcm{inet\_makeaddr} che assumono la ormai obsoleta e
+deprecata suddivisione in classi degli indirizzi IP per fornire la parte di
+rete e quella di indirizzo locale. Ad oggi il loro uso non ha più alcun senso
+per ciò non le tratteremo.
+
+
+\subsection{Le funzioni di conversione per indirizzi IP generici}
\label{sec:sock_conv_func_gen}
Le tre funzioni precedenti sono limitate solo ad indirizzi IPv4, per questo
-motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
+motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
\func{inet\_ntop} che possono convertire anche gli indirizzi IPv6. Anche in
questo caso le lettere \texttt{n} e \texttt{p} sono degli mnemonici per
ricordare il tipo di conversione effettuata e stanno per \textit{presentation}
e \textit{numeric}.
Entrambe le funzioni accettano l'argomento \param{af} che indica il tipo di
-indirizzo, e che può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. La
+indirizzo, e che può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. La
prima funzione, \funcd{inet\_pton}, serve a convertire una stringa in un
-indirizzo; il suo prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/socket.h}
-{int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)}
-
- Converte l'indirizzo espresso tramite una stringa nel valore numerico.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce un valore negativo se \param{af} specifica
- una famiglia di indirizzi non valida, con \var{errno} che assume il valore
- \errcode{EAFNOSUPPORT}, un valore nullo se \param{src} non rappresenta un
- indirizzo valido, ed un valore positivo in caso di successo.}
-\end{prototype}
+indirizzo; il suo prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/socket.h}
+\fdecl{int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)}
+\fdesc{Converte l'indirizzo espresso tramite una stringa nel valore numerico.}
+}
+
+{La funzione ritorna $1$ in caso di successo, $0$ se \param{src} non contiene
+ una rappresentazione valida per la famiglia di indirizzi indicati
+ da \param{af} e $-1$ se \param{af} specifica una famiglia di indirizzi non
+ valida, e solo in quest'ultimo caso \var{errno} assumerà il valore
+ \errcode{EAFNOSUPPORT}.
+}
+\end{funcproto}
La funzione converte la stringa indicata tramite \param{src} nel valore
numerico dell'indirizzo IP del tipo specificato da \param{af} che viene
-memorizzato all'indirizzo puntato da \param{addr\_ptr}, la funzione
-restituisce un valore positivo in caso di successo, nullo se la stringa non
-rappresenta un indirizzo valido, e negativo se \param{af} specifica una
-famiglia di indirizzi non valida.
-
-La seconda funzione di conversione è \funcd{inet\_ntop} che converte un
-indirizzo in una stringa; il suo prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/socket.h}
- {char *inet\_ntop(int af, const void *addr\_ptr, char *dest, size\_t len)}
- Converte l'indirizzo dalla relativa struttura in una stringa simbolica.
-
- \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore non nullo alla stringa
- convertita in caso di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel
- qual caso \var{errno} assume i valori:
- \begin{errlist}
+memorizzato all'indirizzo puntato da \param{addr\_ptr}. La funzione supporta
+per IPv4 la sola notazione \textit{dotted-decimal}, e non quella più completa
+\textit{number-and-dot} che abbiamo visto per \func{inet\_aton}. Per IPv6 la
+notazione prevede la suddivisione dei 128 bit dell'indirizzo in 16 parti di 16
+bit espresse con valori esadecimali separati dal carattere ``\texttt{:}'' ed
+una serie di valori nulli possono essere sostituiti (una sola volta, sempre a
+partire dalla sinistra) con la notazione ``\texttt{::}'', un esempio di
+indirizzo in questa forma potrebbe essere \texttt{2001:db8::8:ba98:2078:e3e3},
+per una descrizione più completa si veda sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation}.
+
+La seconda funzione di conversione è \funcd{inet\_ntop} che converte un
+indirizzo in una stringa; il suo prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/socket.h}
+\fdecl{char *inet\_ntop(int af, const void *addr\_ptr, char *dest, size\_t len)}
+\fdesc{Converte l'indirizzo dalla relativa struttura in una stringa simbolica.}
+}
+
+{La funzione ritorna un puntatore non nullo alla stringa convertita in caso di
+ successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
+ dei valori:
+ \begin{errlist}
\item[\errcode{ENOSPC}] le dimensioni della stringa con la conversione
dell'indirizzo eccedono la lunghezza specificata da \param{len}.
- \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \param{af} non è
+ \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \param{af} non è
una valida.
- \end{errlist}}
-\end{prototype}
+ \end{errlist}
+}
+\end{funcproto}
+
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
-comunque venire specificata attraverso il parametro \param{len}.
+essere almeno \constd{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e
+\constd{INET6\_ADDRSTRLEN} per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve
+comunque essere specificata con il parametro \param{len}.
Gli indirizzi vengono convertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
(una struttura \struct{in\_addr} per IPv4, e una struttura \struct{in6\_addr}
per IPv6), che devono essere precedentemente allocate e passate attraverso il
puntatore \param{addr\_ptr}; l'argomento \param{dest} di \func{inet\_ntop} non
-può essere nullo e deve essere allocato precedentemente.
+può essere nullo e deve essere allocato precedentemente.
+
-Il formato usato per gli indirizzi in formato di presentazione è la notazione
-\textit{dotted decimal} per IPv4 e quello descritto in
-sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
-\index{socket!definizione|)}
% LocalWords: socket sez cap BSD SVr XTI Transport Interface TCP stream UDP PF
% 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
-% LocalWords: of tcpdump
+% LocalWords: of tcpdump page
%%% Local Variables:
projects / gapil.git / blobdiff