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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
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
-\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{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'\textit{header file} \headfile{socket.h}. Un
+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}.\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).}
+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 \ids{UID} effettivo uguale a zero) o dotati della
-\itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
+\textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
\subsection{Il tipo di socket}
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}
+
+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 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.
+
+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{PF\_UNIX} & si & si & -- & -- & si\footnotemark \\
+ \hline
+ \const{PF\_LOCAL}&\multicolumn{5}{|c|}{sinonimo di \const{PF\_UNIX}}\\
\hline
-% \const{PF\_UNIX}&\multicolumn{5}{|l|}{sinonimo di \const{PF\_LOCAL}.}\\
-% \hline
- \const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & & \\
+ \const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & & \\
+ \const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_IPX} & & & & & \\
+ \const{PF\_IPX} & -- & -- & -- & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_NETLINK} & & si & si & & \\
+ \const{PF\_NETLINK} & -- & si & si & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_X25} & & & & & si \\
+ \const{PF\_X25} & -- & -- & -- & -- & si \\
\hline
- \const{PF\_AX25} & & & & & \\
+ \const{PF\_AX25} & -- & -- & -- & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_ATMPVC} & & & & & \\
+ \const{PF\_ATMPVC} & -- & -- & -- & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_APPLETALK} & & si & si & & \\
+ \const{PF\_APPLETALK} & -- & si & si & -- & -- \\
\hline
- \const{PF\_PACKET} & & si & si & & \\
+ \const{PF\_PACKET} & -- & si & 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.
+\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}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
\includestruct{listati/sockaddr.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket
\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Header}} \\
\hline
\hline
- \type{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \headfile{sys/types.h}\\
- \type{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \headfile{sys/types.h}\\
- \type{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \headfile{sys/types.h}\\
- \type{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \headfile{sys/types.h}\\
- \type{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \headfile{sys/types.h}\\
- \type{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \headfile{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&\headfile{sys/socket.h}\\
- \type{socklen\_t} & lunghezza (\type{uint32\_t}) dell'indirizzo di
+ \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}) &
+ \typed{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\type{uint32\_t}) &
\headfile{netinet/in.h}\\
- \type{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
+ \typed{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\type{uint16\_t})&
\headfile{netinet/in.h}\\
\hline
\end{tabular}
non è richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il
campo \type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
+ \includestruct{listati/sockaddr.h}
+ \end{minipage}
+ \caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket
+ \structd{sockaddr}.}
+ \label{fig:sock_sa_gen_struct}
+\end{figure}
+
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
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]{0.90\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
+attraverso Internet; la struttura per gli indirizzi per un socket Internet (se
si usa IPv4) è definita come \struct{sockaddr\_in} nell'header file
-\headfile{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]{\textwidth}
+ \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.
+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 \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 \ids{UID} 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.
+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
+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_endianness}), 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).
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \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 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}
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \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
- \headfile{sys/un.h}.}
+ \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
-\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}
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 \headfile{netatalk/at.h}.
+il file \headfiled{netatalk/at.h}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
- \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \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}.
+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:sock_endianness}); esso è
+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 \const{AT\_ANYNET}, che indica una rete generica e vale anche per
+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 \const{AT\_ANYNODE} che indica anche il nodo
-corrente, ed il valore \const{ATADDR\_BCAST} che indica tutti i nodi della
+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.
\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 (\ids{UID} 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
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
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}.
+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.
\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.
-
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
\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, 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}, anche quando la proprio macchina non usa questo formati, cosa che
-può comportare la necessità di eseguire delle conversioni.
+ 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}
-Come già visto in sez.~\ref{sec:sock_endianness} il problema connesso
-\itindex{endianness} 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)}
- 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
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 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.
-
-
-\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
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}
+\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.
+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{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}
+
+\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
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}
puntatore \param{addr\_ptr}; l'argomento \param{dest} di \func{inet\_ntop} non
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|)}
-
-
-
projects / gapil.git / blobdiff