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+
\chapter{Introduzione ai socket}
\label{cha:socket_intro}
In questo capitolo inizieremo a spiegare le caratteristiche salienti della
principale interfaccia per la programmazione di rete, quella dei
-\textit{socket}, che, pur essendo nata in ambiente Unix è usata ormai da tutti
-i sistemi operativi.
+\textit{socket}, che, pur essendo nata in ambiente Unix, è usata ormai da
+tutti i sistemi operativi.
Dopo una breve panoramica sulle caratteristiche di questa interfaccia vedremo
come creare un socket e come collegarlo allo specifico protocollo di rete che
-si utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente
+si utilizzerà per la comunicazione. Per evitare un'introduzione puramente
teorica concluderemo il capitolo con un primo esempio di applicazione.
\section{Una panoramica}
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.
-\index{socket|(}
+\index{socket!definizione|(}
\subsection{I \textit{socket}}
\label{sec:sock_socket_def}
\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 \secref{sec:ipc_socketpair}, fra i vari meccanismi di intercominazione 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 \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
-realizzare la comunicazione anche attraverso la rete.
+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.
Quella dei socket costituisce infatti la principale interfaccia usata nella
programmazione di rete. La loro origine risale al 1983, quando furono
-introdotti in BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta sostanzialmente la stessa, con
-piccole modifiche, negli anni successivi. Benché siano state sviluppate
+introdotti in BSD 4.2; l'interfaccia è rimasta sostanzialmente la stessa, con
+piccole modifiche, negli anni successivi. Benché siano state sviluppate
interfacce alternative, originate dai sistemi SVr4 come la XTI (\textit{X/Open
- Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la diffusione e la popolarità
-di quella dei socket (né tantomeno la stessa usabilità e flessibilità).
+ Transport Interface}) nessuna ha mai raggiunto la diffusione e la popolarità
+di quella dei socket (né tantomeno la stessa usabilità e flessibilità).
-La flessibilità e la genericità dell'interfaccia inoltre consente di
-utilizzare i socket con i più disparati meccanismi di comunicazione, e non
-solo con l'insieme dei protocolli TCP/IP, anche se questa sarà comunque quella
-di cui tratteremo in maniera più estesa.
+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 \capref{cha:network}), ma l'interfaccia è del
-tutto generale e benché le problematiche (e quindi le modalità di risolvere i
+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.
-Per questo motivo una semplice descrizione dell'interfaccia è assolutamente
+Per questo motivo una semplice descrizione dell'interfaccia è assolutamente
inutile, in quanto il comportamento di quest'ultima e le problematiche da
affrontare cambiano radicalmente a seconda dello \textsl{stile} di
comunicazione usato. La scelta di questo stile va infatti ad incidere sulla
-semantica che verrà utilizzata a livello utente per gestire la comunicazione
+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.
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
+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).
+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
+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 \textit{broadcast} come per la
-radio, in cui i pacchetti vengono emessi su appositi ``\textsl{canali}'' dove
-chiunque si collega possa riceverli.
+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
-gestire la perdita o il rimescolamento dei dati, se è a pacchetti questi
+É chiaro che ciascuno di questi stili comporta una modalità diversa di gestire
+la comunicazione, ad esempio se è inaffidabile occorrerà essere in grado di
+gestire la perdita o il rimescolamento dei dati, se è a pacchetti questi
dovranno essere opportunamente trattati, ecc.
-\section{La creazione di un \textit{socket}}
+\section{La creazione di un socket}
\label{sec:sock_creation}
-Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
+Come accennato l'interfaccia dei socket è estremamente flessibile e permette
di interagire con protocolli di comunicazione anche molto diversi fra di loro;
-in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
+in questa sezione vedremo come è possibile creare un socket e come specificare
il tipo di comunicazione che esso deve utilizzare.
\subsection{La funzione \func{socket}}
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 \secref{sec:file_fd}.} che serve come riferimento al socket; il
-suo prototipo è:
+ 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
+ -1 in caso di fallimento, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà
i 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
+ \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
+ \item[\errcode{EMFILE}] si è ecceduta la tabella dei file.
+ \item[\errcode{EACCES}] non si hanno privilegi per creare un socket nel
dominio o con il protocollo specificato.
- \item[\errcode{EINVAL}] Protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
- \item[\errcode{ENOBUFS}] Non c'è sufficiente memoria per creare il socket
- (può essere anche \errval{ENOMEM}).
+ \item[\errcode{EINVAL}] protocollo sconosciuto o dominio non disponibile.
+ \item[\errcode{ENOBUFS}] non c'è sufficiente memoria per creare il socket
+ (può essere anche \errval{ENOMEM}).
\end{errlist}
inoltre, a seconda del protocollo usato, potranno essere generati altri
errori, che sono riportati nelle relative pagine di manuale.}
\end{prototype}
La funzione ha tre argomenti, \param{domain} specifica il dominio del socket
-(definisce cioè, come vedremo in \secref{sec:sock_domain}, la famiglia di
-protocolli usata), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce cioè,
-come vedremo in \secref{sec:sock_type}, lo stile di comunicazione) e
-\param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
+(definisce cioè, come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_domain}, la famiglia di
+protocolli usata), \param{type} specifica il tipo di socket (definisce cioè,
+come vedremo in sez.~\ref{sec:sock_type}, lo stile di comunicazione) e
+\param{protocol} il protocollo; in genere quest'ultimo è indicato
implicitamente dal tipo di socket, per cui di norma questo valore viene messo
a zero (con l'eccezione dei \textit{raw socket}).
Si noti che la creazione del socket si limita ad allocare le opportune
-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.
+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.
-\subsection{Il dominio, o \textit{protocol family}}
+\subsection{Il dominio dei socket}
\label{sec:sock_domain}
Dati i tanti e diversi protocolli di comunicazione disponibili, esistono vari
chiamano \textsl{domini}. La scelta di un dominio equivale in sostanza alla
scelta di una famiglia di protocolli, e viene effettuata attraverso
l'argomento \param{domain} della funzione \func{socket}. Ciascun dominio ha un
-suo nome simbolico che convenzionalmente inizia con una costante che inizia
-per \texttt{PF\_}, iniziali di \textit{protocol family}, un altro nome con cui
-si indicano i domini.
+suo nome simbolico che convenzionalmente è indicato da una costante che inizia
+per \texttt{PF\_}, sigla che sta per \textit{protocol family}, altro nome con
+cui si indicano i domini.
A ciascun tipo di dominio corrisponde un analogo nome simbolico, anch'esso
associato ad una costante, che inizia invece per \texttt{AF\_} (da
\hline
\const{PF\_UNSPEC} & 0& Non specificato & \\
\const{PF\_LOCAL} & 1& Local communication & unix(7) \\
- \const{PF\_UNIX}, \const{PF\_FILE}&1& & \\
+ \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\_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 sockets & \\
- \const{PF\_PPPOX} &24& PPPoX sockets & \\
- \const{PF\_WANPIPE} &25& Wanpipe API sockets & \\
- \const{PF\_BLUETOOTH}&31& Bluetooth sockets & \\
+ \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 & \\
\hline
\end{tabular}
- \caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux.}
+ \caption{Famiglie di protocolli definiti in Linux.}
\label{tab:net_pf_names}
\end{table}
+% TODO aggiungere PF_CAN, vedi http://lwn.net/Articles/253425, dal 2.6.25
+
L'idea alla base della distinzione fra questi due insiemi di costanti era che
una famiglia di protocolli potesse supportare vari tipi di indirizzi, per cui
il prefisso \texttt{PF\_} si sarebbe dovuto usare nella creazione dei socket e
-il prefisso \texttt{AF\_} in quello delle strutture degli indirizzi; questo è
+il prefisso \texttt{AF\_} in quello delle strutture degli indirizzi; questo è
quanto specificato anche dallo standard POSIX.1g, ma non esistono a tuttora
famiglie di protocolli che supportino diverse strutture di indirizzi, per cui
nella pratica questi due nomi sono equivalenti e corrispondono agli stessi
-valori numerici.\footnote{in Linux, come si può verificare andando a guardare
+valori numerici.\footnote{in Linux, come si può verificare andando a guardare
il contenuto di \file{bits/socket.h}, le costanti sono esattamente le stesse
- e ciascuna \texttt{AF\_} è definita alla corrispondente \texttt{PF\_} e con
+ e ciascuna \texttt{AF\_} è definita alla corrispondente \texttt{PF\_} e con
lo stesso nome.}
-I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
-indirizzi, sono definiti dall'header \textit{socket.h}. Un elenco delle
-famiglie di protocolli disponibili in Linux è riportato in
-\tabref{tab:net_pf_names}.\footnote{l'elenco indica tutti i protocolli
- definiti; fra questi però saranno utilizzabili solo quelli per i quali si è
+I domini (e i relativi nomi simbolici), così come i nomi delle famiglie di
+indirizzi, sono definiti dall'header \texttt{socket.h}. Un elenco delle
+famiglie di protocolli disponibili in Linux è riportato in
+tab.~\ref{tab:net_pf_names}.\footnote{l'elenco indica tutti i protocolli
+ definiti; fra questi però saranno utilizzabili solo quelli per i quali si è
compilato il supporto nel kernel (o si sono caricati gli opportuni moduli),
viene definita anche una costante \const{PF\_MAX} che indica il valore
massimo associabile ad un dominio (nel caso il suo valore 32).}
Si tenga presente che non tutte le famiglie di protocolli sono utilizzabili
dall'utente generico, ad esempio in generale tutti i socket di tipo
\const{SOCK\_RAW} possono essere creati solo da processi che hanno i privilegi
-di amministratore (cioè con user-ID effettivo uguale a zero) o dotati della
-capability \texttt{CAP\_NET\_RAW}.
+di amministratore (cioè con user-ID effettivo uguale a zero) o dotati della
+\itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
-\subsection{Il tipo, o stile}
+\subsection{Il tipo di socket}
\label{sec:sock_type}
-La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
-comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
+La scelta di un dominio non comporta però la scelta dello stile di
+comunicazione, questo infatti viene a dipendere dal protocollo che si andrà ad
utilizzare fra quelli disponibili nella famiglia scelta. L'interfaccia dei
socket permette di scegliere lo stile di comunicazione indicando il tipo di
socket con l'argomento \param{type} di \func{socket}. Linux mette a
disposizione vari tipi di socket (che corrispondono a quelli che il manuale
della \acr{glibc} \cite{glibc} chiama \textit{styles}) identificati dalle
-seguenti costanti:
+seguenti costanti:\footnote{le pagine di manuale POSIX riportano solo i primi
+ tre tipi, Linux supporta anche gli altri, come si può verificare nel file
+ \texttt{include/linux/net.h} dei sorgenti del kernel.}
-\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.8cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.9cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
\item[\const{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}).
+ 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
- (\textit{datagram}) di lunghezza massima fissata indirizzati singolarmente,
- Non esiste una connessione e la trasmissione è effettuata in maniera non
- affidabile.
+ (\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
bidirezionale, sequenziale e affidabile. Opera su una connessione con un
altro socket. I dati possono vengono trasmessi per pacchetti di dimensione
- massima fissata, ed devono essere letti integralmente da ciascuna
- chiamata a \func{read}.
+ 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
rete e alle varie interfacce. I normali programmi di comunicazione non
- devono usarlo, è riservato all'uso di sistema.
+ devono usarlo, è riservato all'uso di sistema.
\item[\const{SOCK\_RDM}] Provvede un canale di trasmissione di dati
- affidabile, ma in cui non è garantito l'ordine di arrivo dei pacchetti.
-\item[\const{SOCK\_PACKET}] Obsoleto, non deve essere usato.
+ 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.}
\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
+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.
\hline
\hline
&\const{SOCK\_STREAM} &\const{SOCK\_DGRAM} &\const{SOCK\_RAW}&
- \const{SOCK\_PACKET}&\const{SOCK\_SEQPACKET} \\
+ \const{SOCK\_RDM}&\const{SOCK\_SEQPACKET} \\
\hline
- \const{PF\_UNIX} & si & si & & & \\
+ \const{PF\_LOCAL} & si & si & & & \\
\hline
+% \const{PF\_UNIX}&\multicolumn{5}{|l|}{sinonimo di \const{PF\_LOCAL}.}\\
+% \hline
\const{PF\_INET} & TCP & UDP & IPv4 & & \\
\hline
\const{PF\_INET6} & TCP & UDP & IPv6 & & \\
\label{tab:sock_sock_valid_combinations}
\end{table}
-In \secref{tab:sock_sock_valid_combinations} sono mostrate le combinazioni
+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
+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.
\section{Le strutture degli indirizzi dei socket}
\label{sec:sock_sockaddr}
-Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
+Come si è visto nella creazione di un socket non si specifica nulla oltre al
tipo di famiglia di protocolli che si vuole utilizzare, in particolare nessun
indirizzo che identifichi i due capi della comunicazione. La funzione infatti
si limita ad allocare nel kernel quanto necessario per poter poi realizzare la
\label{sec:sock_sa_gen}
Le strutture degli indirizzi vengono sempre passate alle varie funzioni
-attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
+attraverso puntatori (cioè \textit{by reference}), ma le funzioni devono poter
maneggiare puntatori a strutture relative a tutti gli indirizzi possibili
nelle varie famiglie di protocolli; questo pone il problema di come passare
questi puntatori, il C moderno risolve questo problema coi i puntatori
-generici (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla
+generici (i \ctyp{void *}), ma l'interfaccia dei socket è antecedente alla
definizione dello standard ANSI C, e per questo nel 1982 fu scelto di definire
una struttura generica per gli indirizzi dei socket, \struct{sockaddr}, che si
-è riportata in \figref{fig:sock_sa_gen_struct}.
+è riportata in fig.~\ref{fig:sock_sa_gen_struct}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[stepnumber=0]{}
-struct sockaddr {
- sa_family_t sa_family; /* address family: AF_xxx */
- char sa_data[14]; /* address (protocol-specific) */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sockaddr.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura generica degli indirizzi dei socket
\structd{sockaddr}.}
Tutte le funzioni dei socket che usano gli indirizzi sono definite usando nel
prototipo un puntatore a questa struttura; per questo motivo quando si
invocano dette funzioni passando l'indirizzo di un protocollo specifico
-occorrerà eseguire una conversione del relativo puntatore.
+occorrerà eseguire una conversione del relativo puntatore.
I tipi di dati che compongono la struttura sono stabiliti dallo standard
-POSIX.1g e li abbiamo riassunti in \tabref{tab:sock_data_types} con i
-rispettivi file di include in cui sono definiti; la struttura è invece
+POSIX.1g e li abbiamo riassunti in tab.~\ref{tab:sock_data_types} con i
+rispettivi file di include in cui sono definiti; la struttura è invece
definita nell'include file \file{sys/socket.h}.
\begin{table}[!htb]
\label{tab:sock_data_types}
\end{table}
-In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
+In alcuni sistemi la struttura è leggermente diversa e prevede un primo membro
aggiuntivo \code{uint8\_t sin\_len} (come riportato da R. Stevens in
\cite{UNP1}). Questo campo non verrebbe usato direttamente dal programmatore e
-non è richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il
+non è richiesto dallo standard POSIX.1g, in Linux pertanto non esiste. Il
campo \type{sa\_family\_t} era storicamente un \ctyp{unsigned short}.
-Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
+Dal punto di vista del programmatore l'unico uso di questa struttura è quello
di fare da riferimento per il casting, per il kernel le cose sono un po'
diverse, in quanto esso usa il puntatore per recuperare il campo
\var{sa\_family}, comune a tutte le famiglie, con cui determinare il tipo di
indirizzo; per questo motivo, anche se l'uso di un puntatore \ctyp{void *}
-sarebbe più immediato per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting),
-è stato mantenuto l'uso di questa struttura.
+sarebbe più immediato per l'utente (che non dovrebbe più eseguire il casting),
+è stato mantenuto l'uso di questa struttura.
\subsection{La struttura degli indirizzi IPv4}
I socket di tipo \const{PF\_INET} vengono usati per la comunicazione
attraverso internet; la struttura per gli indirizzi per un socket internet (se
-si usa IPv4) è definita come \struct{sockaddr\_in} nell'header file
+si usa IPv4) è definita come \struct{sockaddr\_in} nell'header file
\file{netinet/in.h} ed ha la forma mostrata in
-\figref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
+fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}, conforme allo standard POSIX.1g.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize\centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[stepnumber=0]{}
-struct sockaddr_in {
- sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
- in_port_t sin_port; /* port in network byte order */
- struct in_addr sin_addr; /* internet address */
-};
-/* Internet address. */
-struct in_addr {
- in_addr_t s_addr; /* address in network byte order */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sockaddr_in.h}
\end{minipage}
- \caption{La struttura degli indirizzi dei socket internet (IPv4)
- \structd{sockaddr\_in}.}
+ \caption{La struttura \structd{sockaddr\_in} degli indirizzi dei socket
+ 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
-dettaglio il significato di questi numeri in \secref{sec:TCPel_port_num}). Il
+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
+protocolli di livello superiore come TCP e UDP. Questa struttura però viene
usata anche per i socket RAW che accedono direttamente al livello di IP, nel
qual caso il numero della porta viene impostato al numero di protocollo.
Il membro \var{sin\_family} deve essere sempre impostato a \const{AF\_INET},
-altrimenti si avrà un errore di \errcode{EINVAL}; il membro \var{sin\_port}
+altrimenti si avrà un errore di \errcode{EINVAL}; il membro \var{sin\_port}
specifica il \textsl{numero di porta}. I numeri di porta sotto il 1024 sono
chiamati \textsl{riservati} in quanto utilizzati da servizi standard e
soltanto processi con i privilegi di amministratore (con user-ID effettivo
-uguale a zero) o con la capability \texttt{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE} possono
-usare la funzione \func{bind} (che vedremo in \secref{sec:TCPel_func_bind}) su
-queste porte.
+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.
Il membro \var{sin\_addr} contiene un indirizzo internet, e viene acceduto sia
come struttura (un resto di una implementazione precedente in cui questa era
una \direct{union} usata per accedere alle diverse classi di indirizzi) che
-direttamente come intero. In \file{netinet/in.h} vengono definiti anche alcune
-costanti per alcuni indirizzi speciali, che vedremo in
-\tabref{tab:TCPel_ipv4_addr}.
+direttamente come intero. In \file{netinet/in.h} vengono definite anche alcune
+costanti che identificano alcuni indirizzi speciali, riportati in
+tab.~\ref{tab:TCP_ipv4_addr}, che rincontreremo più avanti.
Infine occorre sottolineare che sia gli indirizzi che i numeri di porta devono
-essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
+essere specificati in quello che viene chiamato \textit{network order}, cioè
con i bit ordinati in formato \textit{big endian}, questo comporta la
-necessità di usare apposite funzioni di conversione per mantenere la
-portabilità del codice (vedi \secref{sec:sock_addr_func} per i dettagli del
+necessità di usare apposite funzioni di conversione per mantenere la
+portabilità del codice (vedi sez.~\ref{sec:sock_addr_func} per i dettagli del
problema e le relative soluzioni).
Essendo IPv6 un'estensione di IPv4, i socket di tipo \const{PF\_INET6} sono
sostanzialmente identici ai precedenti; la parte in cui si trovano
-praticamente tutte le differenze fra i due socket è quella della struttura
-degli indirizzi; la sua definizione, presa da \file{netinet/in.h}, è riportata
-in \figref{fig:sock_sa_ipv6_struct}.
+praticamente tutte le differenze fra i due socket è quella della struttura
+degli indirizzi; la sua definizione, presa da \file{netinet/in.h}, è riportata
+in fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv6_struct}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[stepnumber=0]{}
-struct sockaddr_in6 {
- uint16_t sin6_family; /* AF_INET6 */
- in_port_t sin6_port; /* port number */
- uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
- struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
- uint32_t sin6_scope_id; /* Scope id (new in 2.4) */
-};
-struct in6_addr {
- uint8_t s6_addr[16]; /* IPv6 address */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sockaddr_in6.h}
\end{minipage}
- \caption{La struttura degli indirizzi dei socket IPv6
- \structd{sockaddr\_in6}.}
+ \caption{La struttura \structd{sockaddr\_in6} degli indirizzi dei socket
+ IPv6 e la struttura \structd{in6\_addr} degli indirizzi IPv6.}
\label{fig:sock_sa_ipv6_struct}
\end{figure}
Il campo \var{sin6\_family} deve essere sempre impostato ad \const{AF\_INET6},
-il campo \var{sin6\_port} è analogo a quello di IPv4 e segue le stesse regole;
-il campo \var{sin6\_flowinfo} è a sua volta diviso in tre parti di cui i 24
-bit inferiori indicano l'etichetta di flusso, i successivi 4 bit la priorità e
+il campo \var{sin6\_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 \var{sin6\_addr} contiene l'indirizzo a 128 bit usato da IPv6, infine
-il campo \var{sin6\_scope\_id} è un campo introdotto in Linux con il kernel
-2.4, per gestire alcune operazioni riguardanti il multicasting.
-
-Si noti che questa struttura ha una dimensione maggiore della struttura
-\struct{sockaddr} generica vista in \figref{fig:sock_sa_gen_struct}, quindi
-occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla possibilità
+specifici dell'header dei pacchetti IPv6 (vedi sez.~\ref{sec:IP_ipv6head}) ed
+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.
vengono chiamati \textit{local domain} o anche \textit{Unix domain}); essi
hanno la caratteristica ulteriore di poter essere creati anche in maniera
anonima attraverso la funzione \func{socketpair} (che abbiamo trattato in
-\secref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si vuole fare riferimento esplicito
-ad uno di questi socket si deve usare una struttura degli indirizzi di tipo
-\struct{sockaddr\_un}, la cui definizione si è riportata in
-\secref{fig:sock_sa_local_struct}.
+sez.~\ref{sec:ipc_socketpair}). Quando però si vuole fare riferimento
+esplicito ad uno di questi socket si deve usare una struttura degli indirizzi
+di tipo \struct{sockaddr\_un}, la cui definizione si è riportata in
+fig.~\ref{fig:sock_sa_local_struct}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[stepnumber=0]{}
-#define UNIX_PATH_MAX 108
-struct sockaddr_un {
- sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
- char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sockaddr_un.h}
\end{minipage}
- \caption{La struttura degli indirizzi dei socket locali (detti anche
- \textit{unix domain}) \structd{sockaddr\_un} definita in \file{sys/un.h}.}
+ \caption{La struttura \structd{sockaddr\_un} degli indirizzi dei socket
+ locali (detti anche \textit{unix domain}) definita in \file{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
+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
-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.
+\itindex{pathname} \textit{pathname} del file; nel secondo invece
+\var{sun\_path} inizia con uno zero e vengono usati come nome i restanti byte
+come stringa, senza terminazione.
\subsection{La struttura degli indirizzi AppleTalk}
\file{netatalk} per implementare la comunicazione secondo il protocollo
AppleTalk, uno dei primi protocolli di rete usato nel mondo dei personal
computer, usato dalla Apple per connettere fra loro computer e stampanti. Il
-kernel supporta solo due strati del protocollo, DDP e AARP, e di norma è
+kernel supporta solo due strati del protocollo, DDP e AARP, e di norma è
opportuno usare le funzioni della libreria \texttt{netatalk}, tratteremo qui
questo argomento principalmente per mostrare l'uso di un protocollo
alternativo.
-I socket AppleTalk permettono di usare il protocollo DDP, che è un protocollo
+I socket AppleTalk permettono di usare il protocollo DDP, che è un protocollo
a pacchetto, di tipo \const{SOCK\_DGRAM}; l'argomento \param{protocol} di
-\func{socket} deve essere nullo. È altresì possibile usare i socket raw
+\func{socket} deve essere nullo. È altresì possibile usare i socket raw
specificando un tipo \const{SOCK\_RAW}, nel qual caso l'unico valore valido
-per \param{protocol} è \func{ATPROTO\_DDP}.
+per \param{protocol} è \const{ATPROTO\_DDP}.
Gli indirizzi AppleTalk devono essere specificati tramite una struttura
-\struct{sockaddr\_atalk}, la cui definizione è riportata in
-\figref{fig:sock_sa_atalk_struct}; la struttura viene dichiarata includendo il
-file \file{netatalk/at.h}.
+\struct{sockaddr\_atalk}, la cui definizione è riportata in
+fig.~\ref{fig:sock_sa_atalk_struct}; la struttura viene dichiarata includendo
+il file \file{netatalk/at.h}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[stepnumber=0]{}
-struct sockaddr_atalk {
- sa_family_t sat_family; /* address family */
- uint8_t sat_port; /* port */
- struct at_addr sat_addr; /* net/node */
-};
-struct at_addr {
- uint16_t s_net;
- uint8_t s_node;
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sockaddr_atalk.h}
\end{minipage}
- \caption{La struttura degli indirizzi dei socket AppleTalk
- \structd{sockaddr\_atalk}.}
+ \caption{La struttura \structd{sockaddr\_atalk} degli indirizzi dei socket
+ AppleTalk, e la struttura \structd{at\_addr} degli indirizzi AppleTalk.}
\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 capability
-\const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}. L'indirizzo remoto è specificato nella
-struttura \var{sat\_addr}, e deve essere in \textit{network order} (vedi
-\secref{sec:sock_endianess}); esso è composto da un parte di rete data dal
-campo \var{s\_net}, che può assumere il valore \const{AT\_ANYNET}, che indica
-una rete generica e vale anche per indicare la rete su cui si è, il singolo
-nodo è indicato da \var{s\_node}, e può prendere il valore generico
-\const{AT\_ANYNODE} che indica anche il nodo corrente, ed il valore
-\const{ATADDR\_BCAST} che indica tutti i nodi della rete.
+usati solo da processi con i privilegi di amministratore o con la
+\itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}.
+L'indirizzo remoto è specificato nella struttura \var{sat\_addr}, e deve
+essere in \textit{network order} (vedi sez.~\ref{sec:sock_endianess}); esso è
+composto da un parte di rete data dal campo \var{s\_net}, che può assumere il
+valore \const{AT\_ANYNET}, che indica una rete generica e vale anche per
+indicare la rete su cui si è, il singolo nodo è indicato da \var{s\_node}, e
+può prendere il valore generico \const{AT\_ANYNODE} che indica anche il nodo
+corrente, ed il valore \const{ATADDR\_BCAST} che indica tutti i nodi della
+rete.
\subsection{La struttura degli indirizzi dei \textit{packet socket}}
I \textit{packet socket}, identificati dal dominio \const{PF\_PACKET}, sono
un'interfaccia specifica di Linux per inviare e ricevere pacchetti
-direttamente su un'interfaccia di rete, senza passare per le routine di
-gestione dei protocolli di livello superiore. In questo modo è possibile
+direttamente su un'interfaccia di rete, senza passare per le funzioni di
+gestione dei protocolli di livello superiore. In questo modo è possibile
implementare dei protocolli in user space, agendo direttamente sul livello
-fisico. In genere comunque si preferisce usare la libreria \file{pcap}, che
-assicura la portabilità su altre piattaforme, anche se con funzionalità
+fisico. In genere comunque si preferisce usare la libreria
+\file{pcap},\footnote{la libreria è mantenuta insieme al comando
+ \cmd{tcpdump}, informazioni e documentazione si possono trovare sul sito del
+ progetto \href{http://www.tcpdump.org/}{\textsf{http://www.tcpdump.org/}}.}
+che assicura la portabilità su altre piattaforme, anche se con funzionalità
ridotte.
Questi socket possono essere di tipo \const{SOCK\_RAW} o \const{SOCK\_DGRAM}.
-Con socket di tipo \const{SOCK\_RAW} si può operare sul livello di
+Con socket di tipo \const{SOCK\_RAW} si può operare sul livello di
collegamento, ed i pacchetti vengono passati direttamente dal socket al driver
del dispositivo e viceversa. In questo modo, in fase di trasmissione, il
contenuto completo dei pacchetti, comprese le varie intestazioni, deve essere
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
pacchetti, qualunque sia il loro protocollo di collegamento. Ovviamente l'uso
-di questi socket è una operazione privilegiata e può essere effettuati solo da
+di questi socket è una operazione privilegiata e può essere effettuati solo da
un processo con i privilegi di amministratore (user-ID effettivo nullo) o con
-la capability \const{CAP\_NET\_RAW}.
+la \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_NET\_RAW}.
Una volta aperto un \textit{packet socket}, tutti i pacchetti del protocollo
specificato passeranno attraverso di esso, qualunque sia l'interfaccia da cui
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[stepnumber=0]{}
-struct sockaddr_ll {
- unsigned short sll_family; /* Always AF_PACKET */
- unsigned short sll_protocol; /* Physical layer protocol */
- int sll_ifindex; /* Interface number */
- unsigned short sll_hatype; /* Header type */
- unsigned char sll_pkttype; /* Packet type */
- unsigned char sll_halen; /* Length of address */
- unsigned char sll_addr[8]; /* Physical layer address */
-};
- \end{lstlisting}
+ \includestruct{listati/sockaddr_ll.h}
\end{minipage}
\caption{La struttura \structd{sockaddr\_ll} degli indirizzi dei
\textit{packet socket}.}
\label{fig:sock_sa_packet_struct}
\end{figure}
-Nel caso dei \textit{packet socket} la struttura degli indirizzi è di tipo
-\struct{sockaddr\_ll}, e la sua definizione è riportata in
-\figref{fig:sock_sa_packet_struct}; essa però viene ad assumere un ruolo
+Nel caso dei \textit{packet socket} la struttura degli indirizzi è di tipo
+\struct{sockaddr\_ll}, e la sua definizione è riportata in
+fig.~\ref{fig:sock_sa_packet_struct}; essa però viene ad assumere un ruolo
leggermente diverso rispetto a quanto visto finora per gli altri tipi di
-socket. Infatti se il socket è di tipo \const{SOCK\_RAW} si deve comunque
-scrivere tutto direttamente nel pacchetto, quindi la struttura non serve più a
+socket. Infatti se il socket è di tipo \const{SOCK\_RAW} si deve comunque
+scrivere tutto direttamente nel pacchetto, quindi la struttura non serve più a
specificare gli indirizzi. Essa mantiene questo ruolo solo per i socket di
tipo \const{SOCK\_DGRAM}, per i quali permette di specificare i dati necessari
al protocollo di collegamento, mentre viene sempre utilizzata in lettura (per
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,
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
+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
Il campo \var{sll\_hatype} indica il tipo ARP, come definito in
\file{linux/if\_arp.h}, mentre il campo \var{sll\_pkttype} indica il tipo di
pacchetto; entrambi vengono impostati alla ricezione di un pacchetto ed han
-senso solo in questo caso. In particolare \var{sll\_pkttype} può assumere i
-seguenti valori: \var{PACKET\_HOST} per un pacchetto indirizzato alla macchina
-ricevente, \var{PACKET\_BROADCAST} per un pacchetto di broadcast,
-\var{PACKET\_MULTICAST} per un pacchetto inviato ad un indirizzo fisico di
-multicast, \var{PACKET\_OTHERHOST} per un pacchetto inviato ad un'altra
-stazione (e ricevuto su un'interfaccia in modo promiscuo),
-\var{PACKET\_OUTGOING} per un pacchetto originato dalla propria macchina che
-torna indietro sul socket.
+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
+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{recvmsg}, \func{recv} e
-\func{recvfrom} restituiranno comunque la lunghezza effettiva del pacchetto
-così come arrivato sulla linea.
+Si tenga presente infine che in fase di ricezione, anche se si richiede il
+troncamento del pacchetto, le funzioni \func{recv}, \func{recvfrom} e
+\func{recvmsg} (vedi sez.~\ref{sec:net_sendmsg}) restituiranno comunque la
+lunghezza effettiva del pacchetto così come arrivato sulla linea.
%% \subsection{La struttura degli indirizzi DECnet}
%% \label{sec:sock_sa_decnet}
%% I socket di tipo \const{PF\_DECnet} usano il protocollo DECnet, usato dai VAX
%% Digital sotto VMS quando ancora il TCP/IP non era diventato lo standard di
-%% fatto. Il protocollo è un protocollo chiuso, ed il suo uso attuale è limitato
+%% fatto. Il protocollo è un protocollo chiuso, ed il suo uso attuale è limitato
%% alla comunicazione con macchine che stanno comunque scomparendo. Lo si riporta
%% solo come esempio
-
-% \subsection{Il passaggio delle strutture}
-% \label{sec:sock_addr_pass}
-
-% Come detto nelle funzioni della API dei socket le strutture degli indirizzi
-% vengono sempre passate per riferimento usando un puntatore; anche la lunghezza
-% della struttura è passata come argomento, ma in questo caso la modalità del
-% passaggio dipende dalla direzione del medesimo, dal processo al kernel o
-% viceversa.
-
-% In particolare le tre funzioni \texttt{bind}, \texttt{connect} e
-% \texttt{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
-% \textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
-
-
-% Le funzioni \texttt{accept}, \texttt{recvfrom}, \texttt{getsockname} e
-% \texttt{getpeername} invece ricevono i valori del kernel
+% TODO: trattare i socket RDS, vedi documentazione del kernel, file
+% Documentation/networking/rds.txt
\label{sec:sock_addr_func}
In questa sezione tratteremo delle varie funzioni usate per manipolare gli
-indirizzi, limitandoci però agli indirizzi internet.
+indirizzi, limitandoci però agli indirizzi internet. Come accennato gli
+indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono essere forniti in
+formato opportuno (il \textit{network order}). Per capire cosa significa tutto
+ciò occorre introdurre un concetto generale che tornerà utile anche in
+seguito.
-Come accennato gli indirizzi e i numeri di porta usati nella rete devono
-essere forniti in formato opportuno (il \textit{network order}). Per capire
-cosa significa tutto ciò occorre introdurre un concetto generale che tornerà
-utile anche in seguito.
-
-\subsection{La \textit{endianess}\index{endianess}}
+\subsection{La \textit{endianess}}
\label{sec:sock_endianess}
-La rappresentazione di un numero binario in un computer può essere fatta in
+\itindbeg{endianess}
+La rappresentazione di un numero binario in un computer può essere fatta in
due modi, chiamati rispettivamente \textit{big endian} e \textit{little
endian} a seconda di come i singoli bit vengono aggregati per formare le
variabili intere (ed in genere in diretta corrispondenza a come sono poi in
-realtà cablati sui bus interni del computer).
-
-Per capire meglio il problema si consideri un intero a 16 bit scritto in una
-locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. I singoli bit possono essere
-disposti un memoria in due modi: a partire dal più significativo o a partire
-dal meno significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i
-bit più significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno
-significativi nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto
-\textit{little endian} dato che il dato finale è la parte ``piccola'' del
-numero. Il caso opposto, in cui si parte dal bit meno significativo è detto
-per lo stesso motivo \textit{big endian}.
-
-La \textit{endianess}\index{endianess} di un computer dipende essenzialmente
-dalla architettura hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little
- endian}, Motorola, IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il
-\textit{big endian}. Il formato della rete è anch'esso \textit{big endian},
-altri esempi di uso di questi formati sono quello del bus PCI, che è
-\textit{little endian}, o quello del bus VME che è \textit{big endian}.
+realtà cablati sui bus interni del computer).
+
+\begin{figure}[htb]
+ \centering
+ \includegraphics[height=3cm]{img/endianess}
+ \caption{Schema della disposizione dei dati in memoria a seconda della
+ \textit{endianess}.}
+ \label{fig:sock_endianess}
+\end{figure}
+
+Per capire meglio il problema si consideri un intero a 32 bit scritto in una
+locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. Come illustrato in
+fig.~\ref{fig:sock_endianess} i singoli bit possono essere disposti in memoria
+in due modi: a partire dal più significativo o a partire dal meno
+significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i bit più
+significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno significativi
+nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto \textit{big endian},
+dato che si trova per prima la parte più grande. Il caso opposto, in cui si
+parte dal bit meno significativo è detto per lo stesso motivo \textit{little
+ endian}.
+
+Si può allora verificare quale tipo di \textit{endianess} usa il proprio
+computer con un programma elementare che si limita ad assegnare un valore ad
+una variabile per poi ristamparne il contenuto leggendolo un byte alla volta.
+Il codice di detto programma, \file{endtest.c}, è nei sorgenti allegati,
+allora se lo eseguiamo su un PC otterremo:
+\begin{verbatim}
+[piccardi@gont sources]$ ./endtest
+Using value ABCDEF01
+val[0]= 1
+val[1]=EF
+val[2]=CD
+val[3]=AB
+\end{verbatim}%$
+mentre su di un Mac avremo:
+\begin{verbatim}
+piccardi@anarres:~/gapil/sources$ ./endtest
+Using value ABCDEF01
+val[0]=AB
+val[1]=CD
+val[2]=EF
+val[3]= 1
+\end{verbatim}%$
+
+
+La \textit{endianess} di un computer dipende essenzialmente dalla architettura
+hardware usata; Intel e Digital usano il \textit{little endian}, Motorola,
+IBM, Sun (sostanzialmente tutti gli altri) usano il \textit{big endian}. Il
+formato dei dati contenuti nelle intestazioni dei protocolli di rete è
+anch'esso \textit{big endian}; altri esempi di uso di questi due diversi
+formati sono quello del bus PCI, che è \textit{little endian}, o quello del
+bus VME che è \textit{big endian}.
Esistono poi anche dei processori che possono scegliere il tipo di formato
all'avvio e alcuni che, come il PowerPC o l'Intel i860, possono pure passare
da un tipo di ordinamento all'altro con una specifica istruzione. In ogni caso
-in Linux l'ordinamento è definito dall'architettura e dopo l'avvio del sistema
+in Linux l'ordinamento è definito dall'architettura e dopo l'avvio del sistema
resta sempre lo stesso, anche quando il processore permetterebbe di eseguire
questi cambiamenti.
+\begin{figure}[htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \includecodesample{listati/endian.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La funzione \func{endian}, usata per controllare il tipo di
+ architettura della macchina.}
+ \label{fig:sock_endian_code}
+\end{figure}
+
+Per controllare quale tipo di ordinamento si ha sul proprio computer si è
+scritta una piccola funzione di controllo, il cui codice è riportato
+fig.~\ref{fig:sock_endian_code}, che restituisce un valore nullo (falso) se
+l'architettura è \textit{big endian} ed uno non nullo (vero) se l'architettura
+è \textit{little endian}.
+
+Come si vede la funzione è molto semplice, e si limita, una volta assegnato
+(\texttt{\small 9}) un valore di test pari a \texttt{0xABCD} ad una variabile
+di tipo \ctyp{short} (cioè a 16 bit), a ricostruirne una copia byte a byte.
+Per questo prima (\texttt{\small 10}) si definisce il puntatore \var{ptr} per
+accedere al contenuto della prima variabile, ed infine calcola (\texttt{\small
+ 11}) il valore della seconda assumendo che il primo byte sia quello meno
+significativo (cioè, per quanto visto in fig.~\ref{fig:sock_endianess}, che sia
+\textit{little endian}). Infine la funzione restituisce (\texttt{\small 12})
+il valore del confronto delle due variabili.
+\itindend{endianess}
+
+
+
\subsection{Le funzioni per il riordinamento}
\label{sec:sock_func_ord}
-Il problema connesso all'endianess\index{endianess} è che quando si passano
+Il problema connesso \itindex{endianess} all'endianess è che quando si passano
dei dati da un tipo di architettura all'altra i dati vengono interpretati in
-maniera diversa, e ad esempio nel caso dell'intero a 16 bit ci si ritroverà
-con i due byte in cui è suddiviso scambiati di posto, e ne sarà quindi
-invertito l'ordine di lettura per cui, per riavere il valore originale,
-dovranno essere rovesciati.
-
-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{ntonl} e \funcd{ntons} ed i
-rispettivi prototipi sono:
+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 16 bit \param{hostshort} dal formato della macchina a
quello della rete.
- \funcdecl{unsigned long int ntonl(unsigned long int netlong)}
+ \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 ntons(unsigned short int netshort)}
+ \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.
macchina che si sta usando abbia una architettura \textit{big endian} queste
funzioni sono definite come macro che non fanno nulla. Per questo motivo vanno
sempre utilizzate, anche quando potrebbero non essere necessarie, in modo da
-assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
+assicurare la portabilità del codice su tutte le architetture.
\subsection{Le funzioni \func{inet\_aton}, \func{inet\_addr} e
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
+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},
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
+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 \secref{fig:sock_sa_ipv4_struct}) situata
-all'indirizzo dato dall'argomento \param{dest} (è espressa in questa forma in
+\struct{in\_addr} (si veda fig.~\ref{fig:sock_sa_ipv4_struct}) situata
+all'indirizzo dato dall'argomento \param{dest} (è espressa in questa forma in
modo da poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la
struttura degli indirizzi). La funzione restituisce 0 in caso di successo e 1
in caso di fallimento. Se usata con \param{dest} inizializzato a \val{NULL}
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.
+funzione non è \index{funzioni!rientranti} rientrante.
\subsection{Le funzioni \func{inet\_pton} e \func{inet\_ntop}}
\label{sec:sock_conv_func_gen}
Le tre funzioni precedenti sono limitate solo ad indirizzi IPv4, per questo
-motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
+motivo è preferibile usare le due nuove funzioni \func{inet\_pton} e
\func{inet\_ntop} che possono convertire anche gli indirizzi IPv6. Anche in
questo caso le lettere \texttt{n} e \texttt{p} sono degli mnemonici per
ricordare il tipo di conversione effettuata e stanno per \textit{presentation}
e \textit{numeric}.
-% \begin{figure}[htb]
-% \centering
-
-% \caption{Schema della rappresentazioni utilizzate dalle funzioni di
-% conversione \texttt{inet\_pton} e \texttt{inet\_ntop} }
-% \label{fig:sock_inet_conv_func}
-
-% \end{figure}
-
Entrambe le funzioni accettano l'argomento \param{af} che indica il tipo di
-indirizzo, e che può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. La
+indirizzo, e che può essere soltanto \const{AF\_INET} o \const{AF\_INET6}. La
prima funzione, \funcd{inet\_pton}, serve a convertire una stringa in un
-indirizzo; il suo prototipo è:
+indirizzo; il suo prototipo è:
\begin{prototype}{sys/socket.h}
{int inet\_pton(int af, const char *src, void *addr\_ptr)}
rappresenta un indirizzo valido, e negativo se \param{af} specifica una
famiglia di indirizzi non valida.
-La seconda funzione di conversione è \funcd{inet\_ntop} che converte un
-indirizzo in una stringa; il suo prototipo è:
+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.
\begin{errlist}
\item[\errcode{ENOSPC}] le dimensioni della stringa con la conversione
dell'indirizzo eccedono la lunghezza specificata da \param{len}.
- \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \param{af} non è
+ \item[\errcode{ENOAFSUPPORT}] la famiglia di indirizzi \param{af} non è
una valida.
\end{errlist}}
\end{prototype}
(una struttura \struct{in\_addr} per IPv4, e una struttura \struct{in6\_addr}
per IPv6), che devono essere precedentemente allocate e passate attraverso il
puntatore \param{addr\_ptr}; l'argomento \param{dest} di \func{inet\_ntop} non
-può essere nullo e deve essere allocato precedentemente.
+può essere nullo e deve essere allocato precedentemente.
-Il formato usato per gli indirizzi in formato di presentazione è la notazione
+Il formato usato per gli indirizzi in formato di presentazione è la notazione
\textit{dotted decimal} per IPv4 e quello descritto in
-\secref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
+sez.~\ref{sec:IP_ipv6_notation} per IPv6.
-\index{socket|)}
+\index{socket!definizione|)}
-\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, ritorniamo con maggiori dettagli
-su una caratteristica delle funzioni di I/O, già accennata in
-\secref{sec:file_read} e \secref{sec:file_write}, che nel caso dei socket è
-particolarmente rilevante, e che ci tornerà utile anche in seguito.
-\subsection{Il comportamento delle funzioni di I/O}
-\label{sec:sock_io_behav}
-
-Una cosa che si tende a dimenticare quando si ha a che fare con i socket è che
-le funzioni di input/output non sempre hanno lo stesso comportamento che
-avrebbero con i normali file di dati (in particolare questo accade per i
-socket di tipo stream).
-
-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 per l'I/O su file, ma con i normali file di dati il
-problema si avverte solo quando si incontra la fine del file, in generale non
-è così, e con i socket questo è particolarmente evidente.
-
-Quando ci si trova ad affrontare questo comportamento tutto quello che si deve
-fare è semplicemente ripetere la lettura (o la scrittura) per la quantità di
-byte restanti, tenendo conto che le funzioni si possono bloccare se i dati non
-sono disponibili: è lo stesso comportamento che si può avere scrivendo più di
-\const{PIPE\_BUF} byte in una pipe (si riveda quanto detto in
-\secref{sec:ipc_pipes}).
-
-\begin{figure}[htb]
- \centering
- \footnotesize
- \begin{lstlisting}{}
-#include <unistd.h>
-
-ssize_t FullRead(int fd, void *buf, size_t count)
-{
- size_t nleft;
- ssize_t nread;
-
- nleft = count;
- while (nleft > 0) { /* repeat until no left */
- if ( (nread = read(fd, buf, nleft)) < 0) {
- if (errno == EINTR) { /* if interrupted by system call */
- continue; /* repeat the loop */
- } else {
- return(nread); /* otherwise exit */
- }
- } else if (nread == 0) { /* EOF */
- break; /* break loop here */
- }
- nleft -= nread; /* set left to read */
- buf +=nread; /* set pointer */
- }
- return (count - nleft);
-}
- \end{lstlisting}
- \caption{Funzione \func{FullRead}, legge esattamente \var{count} byte da un
- file descriptor, iterando opportunamente le letture.}
- \label{fig:sock_FullRead_code}
-\end{figure}
-
-Per questo motivo, seguendo l'esempio di W. R. Stevens in \cite{UNP1}, si sono
-definite due funzioni, \func{FullRead} e \func{FullWrite}, che eseguono
-lettura e scrittura tenendo conto di questa caratteristica, ed in grado di
-ritornare dopo avere letto o scritto esattamente il numero di byte
-specificato; il sorgente è riportato rispettivamente in
-\figref{fig:sock_FullRead_code} e \figref{fig:sock_FullWrite_code} ed è
-disponibile fra i sorgenti allegati alla guida nei file \file{FullRead.c} e
-\file{FullWrite.c}.
-
-\begin{figure}[htb]
- \centering
- \footnotesize
- \begin{lstlisting}{}
-#include <unistd.h>
-
-ssize_t FullWrite(int fd, const void *buf, size_t count)
-{
- size_t nleft;
- ssize_t nwritten;
-
- nleft = count;
- while (nleft > 0) { /* repeat until no left */
- if ( (nwritten = write(fd, buf, nleft)) < 0) {
- if (errno == EINTR) { /* if interrupted by system call */
- continue; /* repeat the loop */
- } else {
- return(nwritten); /* otherwise exit with error */
- }
- }
- nleft -= nwritten; /* set left to write */
- buf +=nwritten; /* set pointer */
- }
- return (count);
-}
- \end{lstlisting}
- \caption{Funzione \func{FullWrite}, scrive \var{count} byte su un socket.}
- \label{fig:sock_FullWrite_code}
-\end{figure}
-
-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 \errcode{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 ciclo.
-
-Nel caso della lettura, se il numero di byte letti è zero, significa che si è
-arrivati alla fine del file (per i socket questo significa in genere che
-l'altro capo è stato chiuso, e non è quindi più possibile leggere niente) e
-pertanto si ritorna senza aver concluso la lettura di tutti i byte richiesti.
-
-
-
-\subsection{Un primo esempio di client}
-\label{sec:net_cli_sample}
-
-Lo scopo di questo esempio è fornire un primo approccio alla programmazione di
-rete e vedere come si usano le funzioni descritte in precedenza, alcune delle
-funzioni usate nell'esempio saranno trattate in dettaglio nel capitolo
-successivo; qui ci limiteremo a introdurre la nomenclatura senza fornire
-definizioni precise e dettagli di funzionamento che saranno trattati
-estensivamente più avanti.
-
-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 utilities */
-#include <sys/socket.h> /* socket library */
-#include <stdio.h> /* include standard I/O library */
-
-int main(int argc, char *argv[])
-{
- int sock_fd;
- int i, nread;
- struct sockaddr_in serv_add;
- char buffer[MAXLINE];
- ...
- /* create socket */
- if ( (sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
- perror("Socket creation error");
- return -1;
- }
- /* initialize address */
- memset((void *) &serv_add, 0, sizeof(serv_add)); /* clear server address */
- serv_add.sin_family = AF_INET; /* address type is INET */
- serv_add.sin_port = htons(13); /* daytime post is 13 */
- /* build address using inet_pton */
- if ( (inet_pton(AF_INET, argv[optind], &serv_add.sin_addr)) <= 0) {
- perror("Address creation error");
- return -1;
- }
- /* extablish connection */
- if (connect(sock_fd, (struct sockaddr *)&serv_add, sizeof(serv_add)) < 0) {
- perror("Connection error");
- return -1;
- }
- /* read daytime from server */
- while ( (nread = read(sock_fd, buffer, MAXLINE)) > 0) {
- buffer[nread]=0;
- if (fputs(buffer, stdout) == EOF) { /* write daytime */
- perror("fputs error");
- return -1;
- }
- }
- /* error on read */
- if (nread < 0) {
- perror("Read error");
- return -1;
- }
- /* normal exit */
- return 0;
-}
- \end{lstlisting}
- \caption{Esempio di codice di un client elementare per il servizio daytime.}
- \label{fig:net_cli_code}
-\end{figure}
-
-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 routine illustrate in
-\capref{sec:proc_opt_handling}).
-
-Il primo passo (\texttt{\small 14--18}) è creare un \textit{socket} IPv4
-(\const{AF\_INET}), di tipo TCP \const{SOCK\_STREAM}. La funzione
-\func{socket} ritorna il descrittore che viene usato per identificare il
-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 un'apposita
-struttura \struct{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
-\func{inet\_pton} per convertire l'indirizzo numerico passato dalla linea di
-comando.
-
-Usando la funzione \func{connect} sul socket creato in precedenza
-(\texttt{\small 28--32}) si provvede poi a stabilire la connessione con il
-server specificato dall'indirizzo immesso nella struttura passata come secondo
-argomento, il terzo argomento è la dimensione di detta struttura. Dato che
-esistono diversi tipi di socket, si è dovuto effettuare un cast della
-struttura inizializzata in precedenza, che è specifica per i socket IPv4. Un
-valore di ritorno negativo implica il fallimento della connessione.
-
-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 \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 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).
-
-Si noti come in questo caso la fine dei dati sia specificata dal server che
-chiude la connessione; questa è una delle tecniche possibili (è quella usata
-pure dal protocollo HTTP), ma ce ne possono essere altre, ad esempio FTP marca
-la conclusione di un blocco di dati con la sequenza ASCII \verb|\r\n|
-(carriage return e line feed), mentre il DNS mette la lunghezza in testa ad
-ogni blocco che trasmette. Il punto essenziale è che TCP non provvede nessuna
-indicazione che permetta di marcare dei blocchi di dati, per cui se questo è
-necessario deve provvedere il programma stesso.
-
-\subsection{Un primo esempio di server}
-\label{sec:net_serv_sample}
-
-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 \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 utilities */
-#include <sys/socket.h> /* socket library */
-#include <stdio.h> /* include standard I/O library */
-#include <time.h>
-#define MAXLINE 80
-#define BACKLOG 10
-int main(int argc, char *argv[])
-{
-/*
- * Variables definition
- */
- int list_fd, conn_fd;
- int i;
- struct sockaddr_in serv_add;
- char buffer[MAXLINE];
- time_t timeval;
- ...
- /* create socket */
- if ( (list_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
- perror("Socket creation error");
- exit(-1);
- }
- /* initialize address */
- memset((void *)&serv_add, 0, sizeof(serv_add)); /* clear server address */
- serv_add.sin_family = AF_INET; /* address type is INET */
- serv_add.sin_port = htons(13); /* daytime port is 13 */
- serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* connect from anywhere */
- /* bind socket */
- if (bind(list_fd, (struct sockaddr *)&serv_add, sizeof(serv_add)) < 0) {
- perror("bind error");
- exit(-1);
- }
- /* listen on socket */
- if (listen(list_fd, BACKLOG) < 0 ) {
- perror("listen error");
- exit(-1);
- }
- /* write daytime to client */
- while (1) {
- if ( (conn_fd = accept(list_fd, (struct sockaddr *) NULL, NULL)) <0 ) {
- perror("accept error");
- exit(-1);
- }
- timeval = time(NULL);
- snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%.24s\r\n", ctime(&timeval));
- if ( (write(conn_fd, buffer, strlen(buffer))) < 0 ) {
- perror("write error");
- exit(-1);
- }
- close(conn_fd);
- }
- /* normal exit */
- exit(0);
-}
- \end{lstlisting}
- \caption{Esempio di codice di un semplice server per il servizio daytime.}
- \label{fig:net_serv_code}
-\end{figure}
-Come per il client si includono gli header necessari a cui è aggiunto quello
-per trattare i tempi, e si definiscono alcune costanti e le variabili
-necessarie in seguito (\texttt{\small 1--18}), come nel caso precedente si
-sono omesse le parti relative al trattamento delle opzioni da riga di comando.
-
-La creazione del socket (\texttt{\small 22--26}) è analoga al caso precedente,
-come pure l'inizializzazione della struttura \struct{sockaddr\_in}, anche in
-questo caso si usa la porta standard del servizio daytime, ma come indirizzo
-IP si il valore predefinito \const{INET\_ANY} che corrisponde ad un indirizzo
-generico (\texttt{\small 27--31}).
-
-Si effettua poi (\texttt{\small 32--36}) la chiamata alla funzione
-\func{bind} che permette di associare la precedente struttura al socket, in
-modo che quest'ultimo possa essere usato per accettare connessioni su una
-qualunque delle interfacce di rete locali.
-
-Il passo successivo (\texttt{\small 37--41}) è mettere ``in ascolto'' il
-socket, questo viene effettuato con la funzione \func{listen} che dice al
-kernel di accettare connessioni per il socket specificato, la funzione indica
-inoltre, con il secondo parametro, il numero massimo di connessioni che il
-kernel accetterà di mettere in coda per il suddetto socket.
-
-Questa ultima chiamata completa la preparazione del socket per l'ascolto (che
-viene chiamato anche \textit{listening descriptor}) a questo punto il processo
-è mandato in sleep (\texttt{\small 44--47}) con la successiva chiamata alla
-funzione \func{accept}, fin quando non arriva e viene accettata una
-connessione da un client.
-
-Quando questo avviene \func{accept} ritorna un secondo descrittore di socket,
-che viene chiamato \textit{connected descriptor} che è quello che viene usato
-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 ciclo
-infinito (\texttt{\small 42--55}) in modo da poter ripetere l'invio della data
-ad una successiva connessione.
-
-È importante notare che questo server è estremamente elementare, infatti a
-parte il fatto di essere dipendente da IPv4, esso è in grado di servire solo
-un client alla volta, è cioè un \textsl{server iterativo}, inoltre esso è
-scritto per essere lanciato da linea di comando, se lo si volesse utilizzare
-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.
+% LocalWords: socket sez cap BSD SVr XTI Transport Interface TCP stream UDP PF
+% LocalWords: datagram broadcast descriptor sys int domain type protocol errno
+% LocalWords: EPROTONOSUPPORT ENFILE kernel EMFILE EACCES EINVAL ENOBUFS raw
+% LocalWords: ENOMEM table family AF address name glibc UNSPEC LOCAL Local IPv
+% LocalWords: communication INET protocols ip AX Amateur IPX Novell APPLETALK
+% LocalWords: Appletalk ddp NETROM NetROM Multiprotocol ATMPVC Access to ATM
+% LocalWords: PVCs ITU ipv PLP DECnet Reserved for project NETBEUI LLC KEY key
+% LocalWords: SECURITY Security callback NETLINK interface device netlink Low
+% LocalWords: PACKET level packet ASH Ash ECONET Acorn Econet ATMSVC SVCs SNA
+% LocalWords: IRDA PPPOX PPPoX WANPIPE Wanpipe BLUETOOTH Bluetooth POSIX bits
+% LocalWords: dall'header tab SOCK capabilities capability styles DGRAM read
+% LocalWords: SEQPACKET RDM sockaddr reference void fig Header uint socklen at
+% LocalWords: addr netinet port len Stevens unsigned short casting nell'header
+% LocalWords: BIND SERVICE bind union order big endian flowinfo dell'header ll
+% LocalWords: multicast multicasting local socketpair sun path filesystem AARP
+% LocalWords: pathname AppleTalk netatalk personal Apple ATPROTO atalk sat if
+% LocalWords: ANYNET node ANYNODE ATADDR BCAST pcap IEEE linux ether ETH ALL
+% LocalWords: sll ifindex ethernet halen MAC hatype ARP arp pkttype HOST recv
+% LocalWords: OTHERHOST OUTGOING recvfrom recvmsg endianess little endtest Mac
+% LocalWords: Intel Digital Motorola IBM VME PowerPC l'Intel xABCD ptr htonl
+% LocalWords: all'endianess htons ntohl ntohs long hostlong hostshort netlong
+% LocalWords: sort netshort host inet aton ntoa dotted decimal const char src
+% LocalWords: strptr struct dest addrptr INADDR NULL pton ntop presentation af
+% LocalWords: numeric EAFNOSUPPORT size ENOSPC ENOAFSUPPORT ADDRSTRLEN ROUTE
+% LocalWords: of tcpdump page
%%% Local Variables:
projects / gapil.git / blobdiff