Risoluzione Nomi e Indirizzi in C

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1 Risluzine Nmi e Indirizzi in C Crs di laurea in Infrmatica Labratri di Reti di Calclatri A.A Simne Bassis bassis@di.unimi.it Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI Una nta sugli OS Assumiam di lavrare su Linux, BSD altri sistemi Unix Usand cme cmpilatre GNU gcc Per piattafrme Slaris/SunOS È necessari aggiungere alcune direttive in fase di cmpilazine -lnsl lscket lreslv -lxnet Windws Dp diversi anni sentitevi liberi di usare windws, ma Valutate se installare Cygwin (cllezine di tl Unix per Windws) O crearvi una partizine Linux Oppure usate le librerie WinScks Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 363 1

2 Una nta su Windws #include <winsck.h> { WSADATA wsadata; // se nn dvesse funzinare // MAKEWORD(1,1) fr Winsck 1.1, // MAKEWORD(2,0) fr Winsck 2.0: if (WSAStartup(MAKEWORD(1,1), &wsadata)!= 0) { fprintf(stderr, "WSAStartup failed.\n"); exit(1); } Linkand le librerie Winsck wsck32.lib, winsck32.lib ws2_32.lib Ripulend il sistema al termine WSACleanup() Facend attenzine ad alcune differenze Clsescket() select() su scket descriptr Presenza della classe Cscket CreatePrcess() e CreateThread() Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 364 POSIX POSIX (Prtable Operating System Interface fr Unix) indica la famiglia degli standard definiti dall IEEE denminati frmalmente IEEE Il nme standard internazinale è ISO/IEC Gli standard POSIX derivan da un prgett, iniziat circa nel 1985, finalizzat alla standardizzazine delle API per i sftware sviluppati per le diverse varianti dei sistemi perativi UNIX dei cmandi di shell e utility interfaces per sftware cmpatibili su diverse piattafrme Unix e anche diversi sistemi perativi Psix per Windws Cygwin: POSIX-cmpliant develpment and run-time envirnment Micrsft POSIX subsystem, un sttsistema Windws pzinale (n threads, n sckets) Micrsft Windws Services fr UNIX (full POSIX cmpliance) È built in nelle versini Enterprise e Ultimate di Windws 7 UWIN dalla AT&T Research implementa un layer POSIX spra le APIs Win32 MKS Tlkit Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 365 2

3 Scket in C Un md per dialgare cn altri prgrammi usand Unix file descriptr Un prgramma Unix fa I/O avvalendsi di un file descriptr Un inter assciat ad un file apert Cnnessine di rete FIFO Pipe Terminale Un file ver e prpri Tutt in Unix è un file! Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 366 Scket in C È sufficiente ttenere un scket descriptr tramite scket() E invcare send() e recv() Si pssn usare anche read() e write() ma ffrn men cntrlli Quali Scket? Nn sl Internet Scket Unix Scket X.25 Scket Ma mlti altri In funzine della piattafrma Unix Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 367 3

4 /* Address families. */ #define AF_UNSPEC 0 /* Unspecified. */ #define AF_LOCAL 1 /* Lcal t hst (pipes and file-dmain). */ #define AF_UNIX /* Old BSD name fr AF_LOCAL. */ #define AF_FILE /* Anther nn-standard name fr AF_LOCAL. */ #define AF_INET 2 /* IP prtcl family. */ #define AF_AX25 3 /* Amateur Radi AX.25. */ #define AF_IPX 4 /* Nvell Internet Prtcl. */ #define AF_APPLETALK 5 /* Appletalk DDP. */ #define AF_NETROM 6 /* Amateur radi NetROM. */ #define AF_BRIDGE 7 /* Multiprtcl bridge. */ #define AF_ATMPVC 8 /* ATM PVCs. */ #define AF_X25 9 /* Reserved fr X.25 prject. */ #define AF_INET6 10 /* IP versin 6. */ #define AF_ROSE 11 /* Amateur Radi X.25 PLP. */ #define AF_DECnet 12 /* Reserved fr DECnet prject. */ #define AF_NETBEUI 13 /* Reserved fr 802.2LLC prject. */ #define AF_SECURITY 14 /* Security callback pseud AF. */ #define AF_KEY 15 /* AF_KEY key management API. */ #define AF_NETLINK 16 #define AF_ROUTE /* Alias t emulate 4.4BSD. */ #define AF_PACKET 17 /* Packet family. */ #define AF_ASH 18 /* Ash. */ #define AF_ECONET 19 /* Acrn Ecnet. */ #define AF_ATMSVC 20 /* ATM SVCs. */ #define AF_SNA 22 /* Linux SNA Prject */ #define AF_IRDA 23 /* IRDA sckets. */ #define AF_PPPOX 24 /* PPPX sckets. */ #define AF_WANPIPE 25 /* Wanpipe API sckets. */ #define AF_BLUETOOTH 31 /* Bluetth sckets. */ #define AF_MAX 32 /* Fr nw.. */ Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 368 Tre Tiplgie di Scket SOCK_STREAM: Stream Scket Cnnessine affidabile a due vie Che fa us del prtcll TCP SOCK_DGRAM: Datagram Scket Cnnectinless Che fa us del prtcll UDP SOCK_RAW: Raw Scket Access dirett alla rete Raw sckets allw new IPv4 prtcls t be implemented in user space. A raw scket receives r sends the raw datagram nt including link level headers. In realtà su alcune piattafrme anche SOCK_RDM (Reliable Datagram Message) SOCK_SEQPACKET (Reliable Sequenced Packet Service) SOCK_DCCP (Datagram Cngestin Cntrl Prtcl) SOCK_PACKET (Datalink Access) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 369 4

5 Byte-Order Se vgli memrizzare/inviare il numer esadecimale b34f us i due byte b3 seguit da 4f (Big Endian) 4f seguit da b3 (Little Endian) Piattafrme Intel cmpatibili Big Endian sembra più sensat È anche definit Netwrk Byte Order Da nn cnfndersi cn Hst Byte Order Dipende vviamente dalla piattafrma Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 370 Byte-Order Sulla rete i dati viaggian sempre in Netwrk Byte Order È sufficiente assumere che l Hst Byte Order nn sia crrett E usare funzini che effettuan le pprtune cnversini Csì da rendere prtabile il prpri cdice Due tipi di dati pssn essere cnvertiti lng (4 byte) shrt (2 byte) Tramite htns() htnl() nths() nthl() hst t netwrk shrt hst t netwrk lng netwrk t hst shrt netwrk t hst lng Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 371 5

6 scket descriptr int Alcuni tipi di dati addrinf: rappresenta indirizzi e hstname struct addrinf { int ai_flags; /* AI_PASSIVE, AI_CANONNAME, etc. */ int ai_family; /* AF_INET, AF_INET6, AF_UNSPEC */ int ai_scktype; /* SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM */ int ai_prtcl; /* use 0 fr any */ scklen_t ai_addrlen; /* size f ai_addr in byte; tip size_t su OS men recenti*/ struct sckaddr *ai_addr; /* struct sckadder_in r _in6 */ char *ai_cannname; /* full cannical hstname */ struct addrinf *ai_next; /* this struct can frm a linked list, next nde */ Si riempie tramite getaddrinf() Si può frzare IPv4, IPv6 lasciarl nn specificat Per una versine agnstica del cdice Si pssn ttenere diversi risultati tra cui scegliere (è una linked list) Struct sckaddr è la parte più imprtante cntiene infrmazini sull indirizz per una ampia famiglia di scket getaddrinf() fa il grss del lavr Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 372 sckaddr: Alcuni tipi di dati cnetiene infrmazini su scket address per vari tipi di scket struct sckaddr { unsigned shrt sa_family; char sa_data[14]; // address family, AF_xxx // 14 bytes f prtcl address È un cntenitre generic di indirizzi Per frtuna esistn strutture parallele che si pssn castare vicendevlmente sckaddr per indirizzi IPv4 struct sckaddr_in { shrt int sin_family; unsigned shrt int sin_prt; struct in_addr sin_addr; unsigned char sin_zer[8]; // Address family, AF_INET // Prt number (in Netwrk Byte Order) // Internet address // Same size as struct sckaddr i byte in sin_zer devn essere settati a zer cn memset() struct sckaddr_in f; memset(&f, 0, sizef f); e cmpare un nuv internet address in_addr Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 373 6

7 Alcuni tipi di dati Internet address: una struct per mtivi strici struct sin_addr { uint32_t s_addr; // a 32-bit int (4 bytes) se ina è una struct sckaddr_in, allra ina.sin_addr.s_addr è un riferiment all indirizz IP all epca era una unin, ma grazie a #define nn cambia nulla Ma anche: sckaddr per indirizzi IPv6 struct sckaddr_in6 { u_int16_t sin6_family; u_int16_t sin6_prt; u_int32_t sin6_flwinf; struct in6_addr sin6_addr; u_int32_t sin6_scpe_id; struct sin6_addr { unsigned char s6_addr[16]; // address family, AF_INET6 // prt number, Netwrk Byte Order // IPv6 traffic class and flw infrmatin // IPv6 address // Set f interfaces fr a scpe // IPv6 address Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 374 Alcuni tipi di dati sckaddr generiche sia per IPv4 che per IPv6 struct sckaddr_strage { sa_family_t ss_family; // address family // ciò che segue è un padding dipendente dall implementezine ptete ignrarl // è definite in quest md per questini legate all allineament della struct char ss_pad1[_ss_pad1size]; int64_t ss_align; char ss_pad2[_ss_pad2size]; Usat quand nn si sa se l indirizz che si riceverà è IPv4 IPv6 In funzine di sa_family (AF_INET r AF_INET6) castate nell struct sckaddr pprtun ppure: sckaddr per Unix dmain scket: struct sckaddr_un { unsigned shrt sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[108]; } Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 375 7

8 Maniplare indirizzi IP Per frtuna, ci sn diverse funzini che ci vengn in aiut inet_ptn() cnverte un indirizz IP espress in dt ntatin ( hex and clns) in un struct in_addr struct in6_addr in funzine della famiglia specificata (AF_INET AF_INET6). ptn sta per presentatin t netwrk In passat inet_addr() inet_atn() ma nn funzinan cn IPv6 struct sckaddr_in sa; // IPv4 struct sckaddr_in6 sa6; // IPv6 inet_ptn(af_inet, " ", &(sa.sin_addr)); inet_ptn(af_inet6, "2001:db8:63b3:1::3490", &(sa6.sin6_addr)); // IPv4 //IPv6 Attenzine al valre di ritrn 1: success 0: l indirizz srgente nn è valid nella famiglia specificata -1: se la famiglia specificata nn è supprtata; errn è settat a EAFNOSUPPORT Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 376 Maniplare indirizzi IP inet_ntp() Cme prima, ma al cntrari macr INET_ADDRSTRLEN e INET6_ADDRSTRLEN definiscn la lunghezza di un indirizz IPv4 e IPv6 Ricrdatevi di cntrllare il valre di ritrn Guardatevi il manuale per gestire crrettamente tutte le casistiche Sulle slide nn sempre verrann gestiti pprtunamente i cdici di ritrn // IPv4: char ip4[inet_addrstrlen]; // buffer per la stringa IPv4 struct sckaddr_in sa; // suppniam cntenga un indirizz valid inet_ntp(af_inet, &(sa.sin_addr), ip4, INET_ADDRSTRLEN); printf("the IPv4 address is: %s\n", ip4); // IPv6: char ip6[inet6_addrstrlen]; // buffer per la stringa IPv6 struct sckaddr_in6 sa6; // suppniam cntenga un indirizz valid inet_ntp(af_inet6, &(sa6.sin6_addr), ip6, INET6_ADDRSTRLEN); printf("the address is: %s\n", ip6); La funzine inet_nta() è deprecata In entrambi i casi nn viene effettuata una risluzine tramite DNS Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 377 8

9 // Helper functin: // Cnverte un indirizz struct sckaddr address in una string, // IPv4 and IPv6: char *get_ip_str(cnst struct sckaddr *sa, char *s, size_t maxlen) { switch(sa->sa_family) { case AF_INET: inet_ntp(af_inet, &(((struct sckaddr_in *)sa)->sin_addr), s, maxlen); break; case AF_INET6: inet_ntp(af_inet6, &(((struct sckaddr_in6 *)sa)->sin6_addr), s, maxlen); break; default: strncpy(s, "Unknwn AF", maxlen); return NULL; } return s; } Maniplare indirizzi IP Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI // IPv4 dem di inet_ntp() e inet_ptn() struct sckaddr_in sa; char str[inet_addrstrlen]; // si memrizza l indirizz IP in sa inet_ptn(af_inet, " ", &(sa.sin_addr)); // si rittiene inet_ntp(af_inet, &(sa.sin_addr), str, INET_ADDRSTRLEN); printf("%s\n", str); // stampa " " // IPv6 dem di inet_ntp() e inet_ptn() struct sckaddr_in6 sa; char str[inet6_addrstrlen]; Nta: helper functin cme quella a fianc sn essenziali per sviluppare cdice prtabile e funzinante su diversi sistemi di indirizzament // si memrizza l indirizz IP in sa inet_ptn(af_inet6, "2001:db8:8714:3a90::12", &(sa.sin6_addr)); // si rittiene inet_ntp(af_inet6, &(sa.sin6_addr), str, INET6_ADDRSTRLEN); printf("%s\n", str); // stampa "2001:db8:8714:3a90::12" 378 System Call getaddrinf() Chiamand queste funzini, è il kernel a prendere il cntrll dell esecuzine Attenzine all errr checking e a cntrlli sulle entry restituite da getaddrinf() getaddrinf(): serve per effettuare DNS lkup e service name lkup #include <sys/types.h> #include <sys/scket.h> #include <netdb.h> int getaddrinf(cnst char *nde, cnst char *service, cnst struct addrinf *hints, struct addrinf **res); // es. " indirizz IP // es. "http" prt number nde: hstname indirizz IP service: prt number service name hints: struct addrinf inizializzata cn infrmazini rilevanti Nta: in passat gethstbyname() getservbyname() Bisgnava caricare il risultat in un struct sckaddr_in Nn funzina cn IPv6 Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 379 9

10 System Call getaddrinf() Server side int status; struct addrinf hints; struct addrinf *servinf; memset(&hints, 0, sizef hints); hints.ai_family = AF_UNSPEC; hints.ai_scktype = SOCK_STREAM; hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // punterà ai risultati // per assicurarsi che l struct sia vut // accetta sia IPv4 che IPv6 // TCP stream scket if ((status = getaddrinf(null, "3490", &hints, &servinf))!= 0) { fprintf(stderr, "getaddrinf errr: %s\n", gai_strerrr(status)); exit(1); } // ra servinf punta ad una linked list di 1 più struct addrinf //... si esegun tutte le istruzini del cas finchè nn servirà più servinf freeaddrinf(servinf); // un p di pulizia sulla linked-list Flags: ce ne sn diversi, ma AI_PASSIVE è il più rilevante Se AI_PASSIVE è specificat e nde è NULL, allra l indirizz restituit ptrà essere assciat ad una scket che accetta cnnessini. Cnterrà il "wildcard address" (INADDR_ANY per IPv4, IN6ADDR_ANY_INIT per IPv6). Quest sarà seguit da una chiamata a bind() che inserirà nell struct sckaddr l indirizz dell hst crrente Se AI_PASSIVE nn è specificat, allra l indirizz restituit ptrà essere assciat ad una scket per cnnettersi inviare messaggi Se nde è NULL, l indirizz di rete è settat all indirizz dell interfaccia di lpback (INADDR_LOOPBACK per IPv4, IN6ADDR_LOOPBACK_INIT per IPv6) Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI 380 Client side System Call getaddrinf() int status; struct addrinf hints; struct addrinf *servinf; memset(&hints, 0, sizef hints); hints.ai_family = AF_UNSPEC; hints.ai_scktype = SOCK_STREAM; // punterà ai risultati // per assicurarsi che l struct sia vut // accetta sia IPv4 che IPv6 // TCP stream scket // prnt per la cnnessine status = getaddrinf(" "3490", &hints, &servinf); // ra servinf punta ad una linked list di 1 più struct addrinf // etc. etc. AF_UNSPEC può essere sstituit da AF_INET AF_INET6 gai_strerrr() stampa l errre nel cas in cui il valre di ritrn sia divers da 0 Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI

11 Esercizi C 1 Scrivere un prgramma il più pssibile simile al prgramma nslkup, dispnibile sia in ambiente unix che windws, cercand di implementarne le sle caratteristiche di base: Cnversine multipla da nmi a indirizzi Cnversine nei due sensi IP -> nme e viceversa Mdalità cme parametr Il valre da cnvertire è passat cme parametr al prgramma esempi: NSLkUP Mdalità in linea Il prgramma presenta un prmpt e pi tenta di cnvertire tutt ciò che viene digitat Suggeriment: può essere pprtun usare tant la funzine getaddrinf() quant getnameinf() Labratri di Reti di Calclatri (Infrmatica) - A.A Università di Milan DI