Dopo una breve panoramica sulle caratteristiche di questa interfaccia vedremo
come creare un socket e come collegarlo allo specifico protocollo di rete che
-utilizzerà per la comunicazione. Per evitare una introduzione puramente teorica
+utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente teorica
concluderemo il capitolo con un primo esempio di applicazione.
\section{Una panoramica}
\label{sec:sock_socket_def}
Il \textit{socket}\footnote{una traduzione letterale potrebbe essere
- \textsl{manicotto}, ma essendo universalmente noti come socket utilizzeremo
- sempre la parola inglese} è uno dei principali meccanismi di comunicazione
-fra programmi utilizzato in ambito unix. Il socket costituisce in sostanza un
+ \textsl{presa}, ma essendo universalmente noti come socket utilizzeremo
+ sempre la parola inglese.} è uno dei principali meccanismi di comunicazione
+fra programmi utilizzato in ambito Unix. Il 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 ma a differenza di questa e degli altri
-meccanismi esaminati nel capitolo \capref{cha:IPC} i socket non sono limitati
-alla comunicazione fra processi che girano sulla stessa macchina ma possono
-effettuare la comunicazione anche attraverso la rete.
+dati analogo a quello di una pipe (vedi \secref{sec:ipc_pipes}) ma a
+differenza di questa e degli altri meccanismi esaminati nel capitolo
+\capref{cha:IPC} i socket non sono limitati alla comunicazione fra processi
+che girano sulla stessa macchina ma possono effettuare la comunicazione anche
+attraverso la rete.
Quella dei socket costituisce infatti la principale API (\textit{Application
Program Interface}) usata nella programmazione di rete. La loro origine
risale al 1983, quando furono introdotti nel 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 SYSV,
+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 usabilità e
-flessibilità).
+diffusione e la popolarità di quella dei socket (né tantomeno la stessa
+usabilità e flessibilità).
La flessibilità e la genericità dell'interfaccia inoltre ha consentito di
utilizzare i socket con i più disparati meccanismi di comunicazione, e non
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 ``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.
+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
-comunicazione considerano i dati come una sequenza continua di bytes, altri
+comunicazione considerano i dati come una sequenza continua di byte, altri
invece li raggruppano in blocchi (i pacchetti).
Un'altro esempio di stile concerne la possibilità che la comunicazione possa o
in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
il tipo di comunicazione che esso deve utilizzare.
-\subsection{La funzione \texttt{socket}}
+\subsection{La funzione \func{socket}}
\label{sec:sock_socket}
La creazione di un socket avviene attraverso l'uso della funzione
-\texttt{socket} questa restituisce un \textit{socket descriptor} (un valore
+\func{socket} questa restituisce un \textit{socket descriptor} (un valore
intero non negativo) che come gli analoghi file descriptor di file e alle
pipe serve come riferimento al socket; in sostanza è l'indice nella tabella
dei file che contiene i puntatori alle opportune strutture usate dal kernel ed
socket, per cui viene messo a zero (con l'eccezione dei \textit{raw socket}).
\begin{prototype}{sys/socket.h}{int socket(int domain, int type, int protocol)}
+
+ Apre un socket.
- La funzione restituisce un intero positivo se riesce, e -1 se fallisce, in
- quest'ultimo caso la variabile \texttt{errno} è settata con i seguenti
- codici di errore:
+ \bodydesc{La funzione restituisce un intero positivo se riesce, e -1 se
+ fallisce, in quest'ultimo caso la variabile \var{errno} è impostata con i
+ seguenti codici di errore:
\begin{errlist}
- \item \texttt{EPROTONOSUPPORT} Il tipo di socket o il protocollo scelto non
+ \item[\macro{EPROTONOSUPPORT}] Il tipo di socket o il protocollo scelto non
sono supportati nel dominio.
- \item \texttt{ENFILE} Il kernel non ha memoria sufficiente a creare una
+ \item[\macro{ENFILE}] Il kernel non ha memoria sufficiente a creare una
nuova struttura per il socket.
- \item \texttt{EMFILE} Si è ecceduta la tabella dei file.
- \item \texttt{EACCES} Non si hanno privilegi per creare un socket nel
+ \item[\macro{EMFILE}] Si è ecceduta la tabella dei file.
+ \item[\macro{EACCES}] Non si hanno privilegi per creare un socket nel
dominio o con il protocollo specificato.
- \item \texttt{EINVAL} Protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
- \item \texttt{ENOBUFS} o \texttt{ENOMEM} Non c'è sufficiente memoria per
- creare il socket.
- \end{errlist}
+ \item[\macro{EINVAL}] Protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
+ \item[\macro{ENOBUFS}] Non c'è sufficiente memoria per creare il socket (può
+ essere anche \macro{ENOMEM}).
+ \end{errlist}}
\end{prototype}
Si noti che la creazione del socket non comporta nulla riguardo
A ciascun tipo di dominio corrisponde un analogo nome simbolico che inizia per
\texttt{AF\_} da \textit{address family}, e che identifica il formato degli
-indirizzi usati in quel dominio; le man pages di Linux si riferiscono a questi
-anche come \textit{name space}, (nome che però il manuale della glibc riserva
-ai domini) e che identifica il formato degli indirizzi usati in quel dominio.
+indirizzi usati in quel dominio; le pagine di manuale di Linux si riferiscono
+a questi anche come \textit{name space}, (nome che però il manuale delle
+\acr{glibc} riserva ai domini) e che identifica il formato degli indirizzi
+usati in quel dominio.
L'idea alla base della distinzione era che una famiglia di protocolli potesse
supportare vari tipi di indirizzi, per cui il prefisso \texttt{PF\_} si
I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
indirizzi sono definiti dall'header \textit{socket.h}. In Linux le famiglie di
-protocolli disponibili sono riportate in \ntab.
+protocolli disponibili sono riportate in \tabref{tab:net_pf_names}.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
\centering
- \begin{tabular}[c]{lll}
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|l|}
\hline
- \textsl{Nome} & \textsl{Utilizzo} &\textsl{Man page} \\
+ \textbf{Nome} & \textbf{Utilizzo} &\textbf{Man page} \\
\hline
\hline
- PF\_UNIX,PF\_LOCAL & Local communication & unix(7) \\
- PF\_INET & IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
- PF\_INET6 & IPv6 Internet protocols & \\
- PF\_IPX & IPX - Novell protocols & \\
- PF\_NETLINK & Kernel user interface device & netlink(7) \\
- PF\_X25 & ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol & x25(7) \\
- PF\_AX25 & Amateur radio AX.25 protocol & \\
- PF\_ATMPVC & Access to raw ATM PVCs & \\
- PF\_APPLETALK & Appletalk & ddp(7) \\
- PF\_PACKET & Low level packet interface & packet(7) \\
+ \macro{PF\_UNIX},
+ \macro{PF\_LOCAL} & Local communication & unix(7) \\
+ \macro{PF\_INET} & IPv4 Internet protocols & ip(7) \\
+ \macro{PF\_INET6} & IPv6 Internet protocols & ipv6(7) \\
+ \macro{PF\_IPX} & IPX - Novell protocols & \\
+ \macro{PF\_NETLINK}& Kernel user interface device & netlink(7) \\
+ \macro{PF\_X25} & ITU-T X.25 / ISO-8208 protocol & x25(7) \\
+ \macro{PF\_AX25} & Amateur radio AX.25 protocol & \\
+ \macro{PF\_ATMPVC} & Access to raw ATM PVCs & \\
+ \macro{PF\_APPLETALK}& Appletalk & ddp(7) \\
+ \macro{PF\_PACKET} & Low level packet interface & packet(7) \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux}
Non tutte le famiglie di protocolli sono accessibili dall'utente generico, ad
esempio in generale tutti i socket di tipo \macro{SOCK\_RAW} possono essere
-creati solo da processi che hanno i privilegi di root (cioè effective uid
-uguale a zero) o la capability \macro{CAP\_NET\_RAW}.
+creati solo da processi che hanno i privilegi di root (cioè con userid
+effettivo uguale a zero) o con la capability \macro{CAP\_NET\_RAW}.
\subsection{Il tipo, o stile}
comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
utilizzare fra quelli disponibili nella famiglia scelta. Le API permettono di
scegliere lo stile di comunicazione indicando il tipo di socket; Linux e le
-glibc mettono a disposizione i seguenti tipi di socket (che il manuale della
-glibc chiama \textit{styles}) definiti come \type{int} in \file{socket.h}:
+\acr{glibc} mettono a disposizione i seguenti tipi di socket (che il manuale
+della \acr{glibc} chiama \textit{styles}) definiti come \ctyp{int} in
+\file{socket.h}:
\begin{list}{}{}
\item \macro{SOCK\_STREAM} Provvede un canale di trasmissione dati
\item \macro{SOCK\_PACKET} Obsoleto, non deve essere usato.
\end{list}
-Si tenga presente che non tutte le combinazioni di famiglia di protocolli e
-tipo di socket sono valide, in quanto non è detto che nella famiglia esista un
-protocollo per tutti gli stili di comunicazione indicati qui sopra. Una
-tabella che mostra le combinazioni valide è la seguente:
+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.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
\label{tab:sock_sock_valid_combinations}
\end{table}
-Dove 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.
+In \secref{tab:sock_sock_valid_combinations} sono mostrate le combinazioni
+valide possibili per le varie 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.
Ogni famiglia di protocolli ha ovviamente una sua forma di indirizzamento e in
corrispondenza a questa una sua peculiare struttura degli indirizzi; i nomi di
-tutte queste strutture iniziano per \texttt{sockaddr\_}, quelli propri di
+tutte queste strutture iniziano per \var{sockaddr\_}, quelli propri di
ciascuna famiglia vengono identificati dal suffisso finale, aggiunto al nome
precedente.
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 ANSI risolve questo problema coi i puntatori generici
-(i \type{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecendente alla
-definizione dello standard ANSI, e per questo nel 1982 fu scelto di definire
-una struttura generica \type{sockaddr} per gli indirizzi dei socket mostrata
-in \nfig:
+(i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla definizione
+dello standard ANSI, e per questo nel 1982 fu scelto di definire una struttura
+generica per gli indirizzi dei socket, \type{sockaddr}, che si è riportata in
+\figref{fig:sock_sa_gen_struct}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
occorrerà eseguire un casting del relativo puntatore.
I tipi di dati che compongono la struttura sono stabiliti dallo standard
-POSIX.1g, riassunti in \ntab\ con i rispettivi file di include in cui sono
-definiti; la struttura è invece definita nell'include file
-\file{sys/socket.h}
+POSIX.1g, riassunti in \tabref{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}.
\begin{table}[!htb]
\centering
\begin{tabular}{|l|l|l|}
\hline
- \multicolumn{1}{|c|}{Tipo}& \multicolumn{1}{|c|}{Descrizione}&
- \multicolumn{1}{|c|}{Header} \\
+ \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Tipo}}&
+ \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Descrizione}}&
+ \multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Header}} \\
\hline
\hline
- \texttt{int8\_t} & intero a 8 bit con segno & \texttt{sys/types.h}\\
- \texttt{uint8\_t} & intero a 8 bit senza segno & \texttt{sys/types.h}\\
- \texttt{int16\_t} & intero a 16 bit con segno & \texttt{sys/types.h}\\
- \texttt{uint16\_t} & intero a 16 bit senza segno& \texttt{sys/types.h}\\
- \texttt{int32\_t} & intero a 32 bit con segno & \texttt{sys/types.h}\\
- \texttt{uint32\_t} & intero a 32 bit senza segno& \texttt{sys/types.h}\\
+ \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}\\
\hline
- \texttt{sa\_family\_t} & famiglia degli indirizzi& \texttt{sys/socket.h}\\
- \texttt{socklen\_t} & lunghezza (\texttt{uint32\_t}) dell'indirizzo di
- un socket& \texttt{sys/socket.h}\\
+ \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}\\
\hline
- \texttt{in\_addr\_t} & indirizzo IPv4 (\texttt{uint32\_t}) &
- \texttt{netinet/in.h}\\
- \texttt{in\_port\_t} & porta TCP o UDP (\texttt{uint16\_t})&
- \texttt{netinet/in.h}\\
+ \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}\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Tipi di dati usati nelle strutture degli indirizzi, secondo quanto
- stabilito dallo standard POSIX.1g}
+ stabilito dallo standard POSIX.1g.}
\label{tab:sock_data_types}
\end{table}
In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
-aggiuntivo \texttt{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens nei suoi
+aggiuntivo \var{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens nei suoi
libri). Questo campo non verrebbe usato direttamente dal programmatore e non è
richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il campo
-\type{sa\_family\_t} era storicamente un \type{unsigned short}.
+\type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
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
-\texttt{sa\_family} con cui determinare il tipo di indirizzo; per questo
-motivo, anche se l'uso di un puntatore \texttt{void *} sarebbe più immediato
+\var{sa\_family} 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.
I socket di tipo \macro{PF\_INET} vengono usati per la comunicazione
attraverso internet; la struttura per gli indirizzi per un socket internet
(IPv4) è definita come \type{sockaddr\_in} nell'header file
-\texttt{netinet/in.h} e secondo le man page ha la forma mostrata in \nfig,
-conforme allo standard POSIX.1g.
+\file{netinet/in.h} e secondo le pagine di manuale ha la forma mostrata in
+\figref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
};
\end{lstlisting}
\caption{La struttura degli indirizzi dei socket internet (IPv4)
- \texttt{sockaddr\_in}.}
+ \type{sockaddr\_in}.}
\label{fig:sock_sa_ipv4_struct}
\end{figure}
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 settato al numero di protocollo.
+porta viene impostato al numero di protocollo.
-Il membro \texttt{sin\_family} deve essere sempre settato; \texttt{sin\_port}
+Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato; \var{sin\_port}
specifica il numero di porta (vedi \secref{sec:TCPel_port_num}; i numeri di
porta sotto il 1024 sono chiamati \textsl{riservati} in quanto utilizzati da
-servizi standard. Soltanto processi con i privilegi di root (effective uid
-uguale a zero) o con la capability \texttt{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE} possono
-usare la funzione \func{bind} su queste porte.
+servizi standard. Soltanto processi con i privilegi di root (con userid
+effettivo uguale a zero) o con la capability \macro{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}
+possono usare la funzione \func{bind} su queste porte.
-Il membro \texttt{sin\_addr} contiene l'indirizzo internet dell'altro capo
+Il membro \var{sin\_addr} contiene l'indirizzo internet dell'altro capo
della comunicazione, e viene acceduto sia come struttura (un resto di una
implementazione precedente in cui questa era una \texttt{union} usata per
accedere alle diverse classi di indirizzi) che come intero.
\subsection{La struttura degli indirizzi IPv6}
\label{sec:sock_sa_ipv6}
-Essendo IPv6 una estensione di IPv4 i socket di tipo \texttt{PF\_INET6} sono
+Essendo IPv6 un'estensione di IPv4 i socket di tipo \macro{PF\_INET6} sono
sostanzialmente identici ai precedenti; la parte in cui si trovano
praticamente tutte le differenze è quella della struttura degli indirizzi. La
-struttura degli indirizzi è definita ancora in \texttt{netinet/in.h}.
+struttura degli indirizzi è definita ancora in \file{netinet/in.h}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
};
\end{lstlisting}
\caption{La struttura degli indirizzi dei socket IPv6
- \texttt{sockaddr\_in6}.}
+ \type{sockaddr\_in6}.}
\label{fig:sock_sa_ipv6_struct}
\end{figure}
-Il campo \texttt{sin6\_family} deve essere sempre settato ad
-\texttt{AF\_INET6}, il campo \texttt{sin6\_port} è analogo a quello di IPv4 e
-segue le stesse regole; il campo \texttt{sin6\_flowinfo} è a sua volta diviso
+Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad
+\macro{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 \secref{sec:IP_ipv6head}) ed il loro uso è sperimentale.
-Il campo \texttt{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6,
-infine il campo \texttt{sin6\_scope\_id} è un campo introdotto con il kernel
+Il campo \var{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6,
+infine il campo \var{sin6\_scope\_id} è un campo introdotto con il kernel
2.4 per gestire alcune operazioni riguardanti il multicasting.
-Si noti che questa struttura è più grande di una \texttt{sockaddr} generica,
+Si noti che questa struttura è più grande di una \var{sockaddr} generica,
quindi occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla
possibilità di contenere i dati nelle dimensioni di quest'ultima.
\subsection{La struttura degli indirizzi locali}
\label{sec:sock_sa_local}
-I socket di tipo \texttt{PF\_UNIX} vengono usati per una comunicazione
-efficiente fra processi che stanno sulla stessa macchina; essi rispetto ai
+I socket di tipo \macro{PF\_UNIX} o \macro{PF\_LOCAL} vengono usati per una
+comunicazione fra processi che stanno sulla stessa macchina (per vengono
+chiamati \textit{local domain} o anche \textit{Unix domain}); essi rispetto ai
precedenti possono essere anche creati in maniera anonima attraverso la
-funzione \texttt{socketpair}. Quando però si vuole fare riferimento esplicito
-ad uno di questi socket si deve usare la seguente struttura di indirizzi
-definita nel file di header \texttt{sys/un.h}.
+funzione \func{socketpair} (vedi \secref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si
+vuole fare riferimento esplicito ad uno di questi socket si deve usare la
+seguente struttura di indirizzi definita nel file di header \file{sys/un.h}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
};
\end{lstlisting}
\caption{La struttura degli indirizzi dei socket locali
- \texttt{sockaddr\_un}.}
+ \var{sockaddr\_un}.}
\label{fig:sock_sa_local_struct}
\end{figure}
-In questo caso il campo \texttt{sun\_family} deve essere \texttt{AF\_UNIX},
-mentre il campo \texttt{sun\_path} deve specificare un indirizzo; questo ha
+In questo caso il campo \var{sun\_family} deve essere \macro{AF\_UNIX},
+mentre il campo \var{sun\_path} deve specificare un indirizzo; questo ha
due forme un file (di tipo socket) nel filesystem o una stringa univoca
(tenuta in uno spazio di nomi astratto). Nel primo caso l'indirizzo viene
specificato come una stringa (terminata da uno zero) corrispondente al
-pathname del file; nel secondo invece \texttt{sun\_path} inizia con uno zero
-vengono usati i restanti bytes come stringa (senza terminazione).
+pathname del file; nel secondo invece \var{sun\_path} inizia con uno zero
+vengono usati i restanti byte come stringa (senza terminazione).
% \subsection{Il passaggio delle strutture}
per lo stesso motivo \textit{big endian}.
La \textit{endianess} di un computer dipende essenzialmente dalla architettura
-hardware usata; Intel e Digital usano il little endian, Motorola, IBM, Sun
-(sostanzialmente tutti gli altri) usano il big endian. Il formato della rete è
-anch'esso big endian, quello del bus PCI è little endian, quello del bus VME è
-big endian.
+hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little endian}, Motorola,
+IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il \textit{big endian}. Il
+formato della rete è anch'esso \textit{big endian}, altri esempi sono quello
+del bus PC, 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, 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 anche se questi cambiamenti
-sono possibili anche dopo che il sistema è avviato, non vengono mai eseguiti.
+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.
\subsection{Le funzioni per il riordinamento}
\label{sec:sock_func_ord}
Il problema connesso 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 bytes in cui è
+esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà con i due byte in cui è
suddiviso scambiati di posto, e ne sarà quindi invertito l'ordine di lettura
per cui, per riavere il valore originale dovranno essere rovesciati.
Converte l'intero a 16 bit \var{netshort} dal formato della rete a quello
della macchina.
\end{prototype}
-I nomi sono assegnati usando la lettera $n$ come mnemonico per indicare
-l'ordinamento usato sulla rete (da \textit{network order}) e la lettera $h$
-come mnemonico per l'ordinamento usato sulla macchina locale (da \textit{host
- order}), mentre le lettere $s$ e $l$ stanno ad indicare i tipi di dato
-(\type{long} o \type{short}, riportati anche dai prototipi).
+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
+\texttt{h} come mnemonico per l'ordinamento usato sulla macchina locale (da
+\textit{host order}), mentre le lettere \texttt{s} e \texttt{l} stanno ad
+indicare i tipi di dato (\ctyp{long} o \ctyp{short}, riportati anche dai
+prototipi).
-Usando queste funzioni si ha la conversione automatica (nel caso pure la
-macchina sia in big endian queste funzioni sono definite come macro che non
-fanno nulla); esse vanno sempre utilizzate per assicurare la portabilità del
-codice su tutte le architetture.
+Usando queste funzioni si ha la conversione automatica: nel caso in cui la
+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.
\subsection{Le funzioni \func{inet\_aton}, \func{inet\_addr} e
indirizzi IPv4 da una stringa in cui il numero di IP è espresso secondo la
cosiddetta notazione \textit{dotted-decimal}, (cioè nella forma
\texttt{192.160.0.1}) al formato binario (direttamente in \textit{network
- order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera $a$ come mnemonico per
-indicare la stringa. Dette funzioni sono:
+ order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera \texttt{a} come
+mnemonico per indicare la stringa. Dette funzioni sono:
\begin{prototype}{arpa/inet.h}
- {int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)} Converte la stringa
- puntata da \var{src} nell'indirizzo binario da memorizzare all'indirizzo
- puntato da \var{dest}, restituendo 0 in caso di successo e 1 in caso di
- fallimento (è espressa in questa forma in modo da poterla usare direttamente
- con il puntatore usato per passare la struttura degli indirizzi). Se usata
- con \var{dest} inizializzato a \macro{NULL} effettua la validazione
- dell'indirizzo.
+ {int inet\_aton(const char *src, struct in\_addr *dest)}
+ Converte la stringa puntata da \var{src} nell'indirizzo binario da
+ memorizzare all'indirizzo puntato da \var{dest}, restituendo 0 in caso di
+ successo e 1 in caso di fallimento (è espressa in questa forma in modo da
+ poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la struttura
+ degli indirizzi). Se usata con \var{dest} inizializzato a \macro{NULL}
+ effettua la validazione dell'indirizzo.
\end{prototype}
\begin{prototype}{arpa/inet.h}{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)}
Restituisce l'indirizzo a 32 bit in network order a partire dalla stringa
generalmente deprecata in favore della precedente.
\end{prototype}
\begin{prototype}{arpa/inet.h}{char *inet\_ntoa(struct in\_addr addrptr)}
- Converte il valore a 32 bit dell'indirizzo (espresso in 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.
+ 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.
\end{prototype}
Le tre funzioni precedenti sono limitate solo ad indirizzi IPv4, per questo
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 $n$ e $p$ sono degli mnemonici per ricordare il tipo di
-conversione effettuata e stanno per \textit{presentation} e \textit{numeric}.
+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}.
% \begin{figure}[htb]
% \centering
% \end{figure}
-Entrambe le funzioni accettano l'argomento \texttt{af} che indica il tipo di
-indirizzo e può essere \texttt{AF\_INET} o \texttt{AF\_INET6}. Se la famiglia
-indicata non è valida entrambe le funzioni settano la variabile \texttt{errno}
-al valore \texttt{EAFNOSUPPORT}. I prototipi delle suddette funzioni sono i
+Entrambe le funzioni accettano l'argomento \param{af} che indica il tipo di
+indirizzo e può essere \macro{AF\_INET} o \macro{AF\_INET6}. Se la famiglia
+indicata non è valida entrambe le funzioni impostano la variabile \var{errno}
+al valore \macro{EAFNOSUPPORT}. I prototipi delle suddette funzioni sono i
seguenti:
\begin{prototype}{sys/socket.h}
{int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)} Converte la
indirizzo valido, e negativo se \var{af} specifica una famiglia di indirizzi
non valida.
\end{prototype}
-
\begin{prototype}{sys/socket.h}
{char *inet\_ntop(int af, const void *addr\_ptr, char *dest, size\_t len)}
Converte la struttura dell'indirizzo puntata da \var{addr\_ptr} in una
\macro{INET6\_ADDRSTRLEN} per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve
comunque venire specificata attraverso il parametro \var{len}.
- La funzione restituisce un puntatore non nullo a \var{dest} in caso di
- successo e un puntatore nullo in caso di fallimento, in quest'ultimo caso
- viene settata la variabile \texttt{errno} con il valore \macro{ENOSPC} in
- caso le dimensioni dell'indirizzo eccedano la lunghezza specificata da
- \var{len} o \macro{ENOAFSUPPORT} in caso \var{af} non sia una famiglia di
- indirizzi valida.
+ \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore non nullo a \var{dest} in
+ caso di successo e un puntatore nullo in caso di fallimento, in
+ quest'ultimo caso viene impostata la variabile \var{errno} con il valore
+ \macro{ENOSPC} in caso le dimensioni dell'indirizzo eccedano la lunghezza
+ specificata da \var{len} o \macro{ENOAFSUPPORT} in caso \var{af} non sia
+ una famiglia di indirizzi valida.}
\end{prototype}
-Gli indirizzi vengono cnovertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
+Gli indirizzi vengono convertiti da/alle rispettive strutture di indirizzo
(\var{struct in\_addr} per IPv4, e \var{struct in6\_addr} per IPv6), che
devono essere precedentemente allocate e passate attraverso il puntatore
\var{addr\_ptr}; il parametro \var{dest} di \func{inet\_ntop} non può essere
\secref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
+
\section{Un esempio di applicazione}
\label{sec:sock_appplication}
Per evitare di rendere questa introduzione ai socket puramente teorica
iniziamo con il mostrare un esempio di un client TCP elementare. Prima di
-passare agli esempi del client e del server, esamimeremo una caratteristica
+passare agli esempi del client e del server, esamineremo una caratteristica
delle funzioni di I/O sui socket che ci tornerà utile anche in seguito.
comportamento che avrebbero con i normali files (in particolare questo accade
per i socket di tipo stream).
-Infatti con i socket può accadere che funzioni come \func{read} o
-\func{write} possano restituire in input o scrivere in output un numero di
-bytes minore di quello richiesto. Questo è un comportamento normale e non un
-errore, e succede perché si eccede in lettura o scrittura il limite di buffer
-del kernel.
+Infatti con i socket è comune che funzioni come \func{read} o \func{write}
+possano restituire in input o scrivere in output un numero di byte minore di
+quello richiesto. Come già accennato in \secref{sec:file_read} questo è un
+comportamento normale anche per l'I/O su file, e succede
+perché si eccede in lettura o scrittura il limite di buffer del kernel.
In questo caso tutto quello che il programma chiamante deve fare è di ripetere
-la lettura (o scrittura) per la quantità di bytes rimanenti (lo stesso può
-avvenire scrivendo più di 4096 bytes in una pipe, dato che quello è il limite
+la lettura (o scrittura) per la quantità di byte rimanenti (lo stesso può
+avvenire scrivendo più di 4096 byte in una pipe, dato che quello è il limite
di solito adottato per il buffer di trasmissione del kernel).
\begin{figure}[htb]
return (count - nleft);
}
\end{lstlisting}
- \caption{Funzione \texttt{SockRead}, legge $n$ bytes da un socket }
+ \caption{Funzione \func{SockRead}, legge \var{count} byte da un socket }
\label{fig:sock_SockRead_code}
\end{figure}
Per questo motivo seguendo l'esempio di W. R. Stevens si sono definite due
-funzioni \texttt{SockRead} e \texttt{SockWrite} che eseguono la lettura da un
+funzioni \func{SockRead} e \func{SockWrite} che eseguono la lettura da un
socket tenendo conto di questa caratteristica, ed in grado di ritornare dopo
-avere letto o scritto esattamente il numero di bytes specificato; il sorgente
-è riportato in \curfig\ e \nfig\ ed è disponibile fra i sorgenti allegati alla
-guida nei files \texttt{SockRead.c} e \texttt{SockWrite.c}.
+avere letto o scritto esattamente il numero di byte specificato; il sorgente è
+riportato in \figref{fig:sock_SockRead_code} e
+\figref{fig:sock_SockWrite_code} ed è disponibile fra i sorgenti allegati alla
+guida nei files \file{SockRead.c} e \file{SockWrite.c}.
\begin{figure}[htb]
\centering
return (count);
}
\end{lstlisting}
- \caption{Funzione \texttt{SockWrite}, scrive $n$ bytes su un socket }
+ \caption{Funzione \func{SockWrite}, scrive \var{count} byte su un socket }
\label{fig:sock_SockWrite_code}
\end{figure}
-Come si può notare le funzioni ripetono la lettura/scrittura in un loop fino
-all'esaurimento del numero di bytes richiesti, in caso di errore viene
-controllato se questo è \texttt{EINTR} (cioè un'interruzione della system call
+Come si può notare le funzioni ripetono la lettura/scrittura in un ciclo fino
+all'esaurimento del numero di byte richiesti, in caso di errore viene
+controllato se questo è \macro{EINTR} (cioè un'interruzione della system call
dovuta ad un segnale), nel qual caso l'accesso viene ripetuto, altrimenti
-l'errore viene ritornato interrompendo il loop.
+l'errore viene ritornato interrompendo il ciclo.
-Nel caso della lettura se il numero di bytes letti è zero significa che è
+Nel caso della lettura, se il numero di byte letti è zero, significa che si è
arrivati alla fine del file e pertanto si ritorna senza aver concluso la
-lettura di tutti i bytes richiesti.
+lettura di tutti i byte richiesti.
definizioni precise e dettagli di funzionamento che saranno trattati
estensivamente più avanti.
-In \nfig\ è riportata la sezione principale del codice del nostro client
-elementare per il servizio \textit{daytime}, un servizio standard che
-restituisce l'ora locale della macchina a cui si effettua la richiesta.
+In \figref{fig:net_cli_code} è riportata la sezione principale del codice del
+nostro client elementare per il servizio \textit{daytime}, un servizio
+standard che restituisce l'ora locale della macchina a cui si effettua la
+richiesta.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
\begin{lstlisting}{}
#include <sys/types.h> /* predefined types */
#include <unistd.h> /* include unix standard library */
-#include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utiliites */
+#include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utilities */
#include <sys/socket.h> /* socket library */
#include <stdio.h> /* include standard I/O library */
\label{fig:net_cli_code}
\end{figure}
-Il sorgente completo del programma (\texttt{ElemDaytimeTCPClient.c}, che
+Il sorgente completo del programma (\file{ElemDaytimeTCPClient.c}, che
comprende il trattamento delle opzioni e una funzione per stampare un
messaggio di aiuto) è allegato alla guida nella sezione dei codici sorgente e
può essere compilato su una qualunque macchina Linux.
Il programma anzitutto include gli header necessari (\texttt{\small 1--5});
dopo la dichiarazione delle variabili (\texttt{\small 9--12}) si è omessa
tutta la parte relativa al trattamento degli argomenti passati dalla linea di
-comando (effettuata con le apposite routines illustrate in
+comando (effettuata con le apposite routine illustrate in
\capref{sec:proc_opt_handling}).
Il primo passo (\texttt{\small 14--18}) è creare un \textit{socket} IPv4
socket in tutte le chiamate successive. Nel caso la chiamata fallisca si
stampa un errore con la relativa routine e si esce.
-Il passo seguente (\texttt{\small 19--27}) è quello di costruire una apposita
+Il passo seguente (\texttt{\small 19--27}) è quello di costruire un'apposita
struttura \type{sockaddr\_in} in cui sarà inserito l'indirizzo del server ed
il numero della porta del servizio. Il primo passo è inizializzare tutto a
zero, per poi inserire il tipo di protocollo e la porta (usando per
quest'ultima la funzione \func{htons} per convertire il formato dell'intero
usato dal computer a quello usato nella rete), infine si utilizza la funzione
-\texttt{inet\_pton} per convertire l'indirizzo numerico passato dalla linea di
+\func{inet\_pton} per convertire l'indirizzo numerico passato dalla linea di
comando.
Usando la funzione \func{connect} sul socket creato in precedenza
Completata con successo la connessione il passo successivo (\texttt{\small
34--40}) è leggere la data dal socket; il server invierà sempre una stringa
di 26 caratteri della forma \verb|Wed Apr 4 00:53:00 2001\r\n|, che viene
-letta dalla funzione \func{read} e scritta su \texttt{stdout}.
+letta dalla funzione \func{read} e scritta su \file{stdout}.
Dato il funzionamento di TCP la risposta potrà tornare in un unico pacchetto
di 26 byte (come avverrà senz'altro nel caso in questione) ma potrebbe anche
arrivare in 26 pacchetti di un byte. Per questo nel caso generale non si può
mai assumere che tutti i dati arrivino con una singola lettura, pertanto
-quest'ultima deve essere effettuata in un loop in cui si continui a leggere
+quest'ultima deve essere effettuata in un ciclo in cui si continui a leggere
fintanto che la funzione \func{read} non ritorni uno zero (che significa che
l'altro capo ha chiuso la connessione) o un numero minore di zero (che
significa un errore nella connessione).
Dopo aver illustrato il client daremo anche un esempio di un server
elementare, in grado di rispondere al precedente client. Il listato è
-nuovamente mostrato in \nfig, il sorgente completo
-(\texttt{ElemDaytimeTCPServer.c}) è allegato insieme agli altri file nella
-directory \texttt{sources}.
+nuovamente mostrato in \figref{fig:net_serv_code}, il sorgente completo
+(\file{ElemDaytimeTCPServer.c}) è allegato insieme agli altri file nella
+directory \file{sources}.
\begin{figure}[!htbp]
\footnotesize
\begin{lstlisting}{}
#include <sys/types.h> /* predefined types */
#include <unistd.h> /* include unix standard library */
-#include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utiliites */
+#include <arpa/inet.h> /* IP addresses conversion utilities */
#include <sys/socket.h> /* socket library */
#include <stdio.h> /* include standard I/O library */
#include <time.h>
dalla successiva chiamata alla \func{write} per scrivere la risposta al
client, una volta che si è opportunamente (\texttt{\small 48--49}) costruita
la stringa con la data da trasmettere. Completata la trasmissione il nuovo
-socket viene chiuso (\texttt{\small 54}). Il tutto è inserito in un loop
+socket viene chiuso (\texttt{\small 54}). Il tutto è inserito in un ciclo
infinito (\texttt{\small 42--55}) in modo da poter ripetere l'invio della data
ad una successiva connessione.
come demone di sistema (che è in esecuzione anche quando non c'è nessuna shell
attiva e il terminale da cui lo si è lanciato è stato sconnesso),
occorrerebbero delle opportune modifiche.
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End:
projects / gapil.git / blobdiff