Architettura e servizi Internet

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1 Architettura e servizi Internet Laboratorio di Sistemi Operativi Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi dell'aquila A.A. 2011/2012 Romina Eramo materiale tratto da: Fazio Vincenzo EURIX Group Corso Tortona, 17 Torino Torino

2 Indice Internet: la storia Architettura Internet Protocollo di Rete: IP (Internet Protocol) Protocolli di Trasporto: TCP, UDP Servizi Internet Applicazioni distribuite: programmazione socket

3 Nascita di Internet : ARPANET (prima rete di calcolatori a commutazione di pacchetto) Avvio delle ricerche di DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) negli USA Internet : la storia il numero delle reti create inizia a crescere completamento dell Internet Protocol Suite, di cui i due protocolli più noti sono il TCP e l IP ARPA + Università di Stanford iniziano il progetto di una suite di protocolli standard tempo

4 Internet : la svolta Svluppo del primo browser: Mosaic Gli standard Web definiscono: indirizzamento: Uniform Resource Locator (URL) protocollo: Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) codifica: Hyper Text Markup Language (HTML) marzo 1989: invenione del Web. Tim Berners-Lee del CERN di Ginevra propone il servizio WWW periodo di notevole crescita di Internet tempo

5 Internet come funziona router Rete 2 router Rete 1 router Rete 3 Rete 4

6 Internet Internet consiste di un insieme di reti interconnesse che possono essere considerate come un'unica entità Le reti sono collegate da particolari apparati detti Router, che hanno come funzione primaria quella di instradare i dati sulla base dell'indirizzo della rete destinataria Router Router Network 2 Network 3 Network 1

7 Come individuare un computer sulla rete?

8 IP Internet Protocol Host e router sono collegati nella rete attraverso link fisici e comunicano tramite un interfaccia Ciascun router e host è in grado di inviare e ricevere, il protocollo IP richiede che ciascuna interfaccia abbia un indirizzo IP Interfaccia: è il confine tra host e collegamento fisico. Indirizzo IP: ogni interfaccia di host e router di Internet ha un indirizzo IP globalmente univoco

9 IP Internet Protocol I router devono necessariamente essere connessi ad almeno due collegamenti Un host, in genere, ha un interfaccia A ciascuna interfaccia sono associati indirizzi IP a 32 bit

10 Indirizzamento IPv4 Un indirizzo IP (IP address) è un numero di 32 bit (4 byte) che identifica in modo univoco un host TCP/IP su Internet o in una intranet. Un indirizzo IP è composto da: Un ID di rete (bit più a sinistra) Un ID di host (bit più a destra) Net ID Host ID IP Address

11 Indirizzamento IPv4 Esempi di indirizzi IP Net ID Net ID Net ID IP Address IP Address IP Address Host ID Host ID Host ID

12 Indirizzamento IPv4 Classi di indirizzamento: Le classe di indirizzamento sono 5 e sono individuate con le prime cinque lettere dell alfabeto. Gli indirizzi di classe D ed E sono poco usati. Classe A Net ID Host ID IP Address IP Address Classe B Net ID Host ID IP Address Classe C Net ID Host ID

13 Indirizzamento IPv4 Classi di indirizzamento Classe A 0 Classe B 1 0 Classe C Classe D net ID bit host ID 24 bit net ID 14 bit host ID 16 bit net ID 21 bit host ID 28 bit multicast group ID 28 bit Classe E reserved bit

14 Indirizzamento IPv4 Net ID Net ID Host ID IP Address Host ID IP Address Reti disponibili Host disponibili Classe A Reti disponibili Host disponibili Classe B Net ID IP Address Host ID Reti disponibili Host disponibili Classe C Alcuni indirizzi IP sono riservati: (per un elenco completo [http://ds.internic.net]) L indirizzo 127 della classe A è usato a fini di diagnosi degli adattatori di rete Gli indirizzi 0 e 255 sono riservati negli ID di host.

15 Architettura Internet L'Interna*onal Organiza*on for Standardiza*on (ISO) nel 1979 ha definito la pila di protocolli Open Systems Interconnec*on (OSI), con l'intenzione di creare uno standard per le telecomunicazioni da usare nelle re* di tubo il mondo All'aBo pra*co però, lo standard de facto che viene comunemente usato nella maggior parte delle re*, è il TCP/IP modello ISO- OSI Applicazione Presentazione Sessione Trasporto Rete Collegamento Da* Fisico modello TCP/IP Applicazione Non previsto TCP/UDP IP Network Access

16 Architettura Internet Livello Applicativo TCP/UDP Livello Applicativo TCP/UDP Internet Connessione virtuale Internet Protocol Protocol Network Access Network Access Internet

17 Architettura Internet DATI TCP/UDP DATI IP TCP/UDP DATI APP TCP/ UDP IP APP TCP/ UDP IP DATI TCP/UDP DATI IP TCP/UDP DATI netw. IP TCP/UDP DATI netw. netw. netw. IP TCP/UDP DATI Host A Host B netw. IP TCP/UDP DATI netw. IP TCP/UDP DATI Internet

18 Strato di accesso alla Rete Ha lo scopo di garantire il corretto interfacciamento verso una specifica rete, in modo da rendere lo strato superiore indipendente dalle caratteristiche fisiche della rete stessa. Network Access Network Access Internet

19 Internet Protocol (IP) Il protocollo IP è responsabile dell instradamento dei datagram da un host all altro Le funzioni principali del protocollo IP sono: In trasmissione u Incapsula in datagram i dati provenienti dallo strato di trasporto u Prepone l opportuna intestazione u Applica algoritmo di routing u Invia i dati verso l opportuna interfaccia di rete. In ricezione u Verifica la validità del datagram in arrivo u Esamina l intestazione u Verifica se sono dati da reinstradare u Se sono dati locali, sceglie l opportuno protocollo dello strato di trasporto e provvede ad inviarglieli nel formato opportuno. unità elementare delle informazioni trasmesse contenente i dati che servono a trasportare l informazione dal mittente al destinatario

20 Header IP Formato datagram di IPv Versione Lunghezza intestazione Tipo di servizio Lunghezza totale del datagram (byte) Identificatore a 16 bit Indicatori Offset frammento (13 bit) Tempo di vita Protocollo dello strato superiore Checksum intestazione Indirizzo IP sorgente a 32 bit Indirizzo IP destinatario a 32 bit Opzioni IP (se presenti) Padding (necessario a completare i 32 bit) DATI

21 Header IP Il datagram IP ha una lunghezza variabile: Header: byte Dati + header <= MTU (Maximum Trasmission Unit), altrimenti si ha la frammentazione Source address: indirizzo IP mittente Destination address: indirizzo IP del destinatario Protocol: protocollo di trasporto Fragment offset: offsetdel frammento dll ambito del totale dei dati da trasmettere Identification: identificativo del datagramm Flag: indica se il datagram rappresenta un frammento Time-to-Live (TTL): numero di router che un datagram può attraversare Header checksum: controllo errore sull header IHL: lunghezza dell header Total lenght: lunghezza totale Campi fondamentali del datagram IPv4

22 Strato di Trasporto Lo strato di trasporto fornisce il servizio di trasporto dei messaggi dello strato di applicazione fra le estremità client e server di un applicazione Lo scopo principale è quello di fornire una comunicazione end-to-end a livello di processi Il software di questo strato è responsabile del meccanismo che permette di distinguere, all interno dello stesso host, il processo applicativo destinatario (o sorgente) dei dati Ogni elaboratore contiene un insieme di punti logici di accesso ports (porte) Ad ogni servizio è associato un port number differente che consente di indirizzare il processo che realizza il servizio (server) Nell architettura Internet esistono due standard principali di protocolli di trasporto: User Datagram Protocol (UDP - rfc768) Trasmission Control Protocol (TCP - rfc793)

23 Trasporto UDP Il protocollo UDP (User Datagram Protocol) consente alle applicazioni di scambiare messaggi singoli (protocollo Message oriented) Servizio di trasporto fornito: Non affidabile Connessionless Flusso di dati strutturato a messaggi Non supporta meccanismi di riscontro e recupero d errore Può essere utilizzato per trasmissioni multicast (a differenza di TCP) stesso messaggio UDP a più destinazioni, indirizzate attraverso un indirizzo multicast <IP multicast address, UDP port> Aggiunge solo due funzionalità a quelle di IP multiplexing delle informazioni tra le varie applicazioni tramite il checksum per verificare l integrità dei dati

24 Header UDP Port sorgente, port destinazione Campo per eventuali checksum

25 Trasporto TCP Il protocollo TCP (Transmission Control Protocol) è un protocollo end-to-end con connessione e offre un servizio stream-oriented affidabile Trasferisce un flusso informativo bi-direzionale non strutturato (byte stream) tra due host ed effettua operazioni di multiplexing (in trasmissione) e de-multiplexing (in ricezione) Servizio di trasporto fornito: Affidabile u Integrità u Rispetto della sequenza u Assenza di duplicati Orientato alla connessione Flusso di dati orientato al byte

26 Port sorgente, port destinazione Informazione per la gestione della connessione Informazioni per il ontrollo ed il recupero degli errori Header TCP Header IP (IP address) Header TCP (Port address) IP data TCP data Source Port Destination Port Sequence Number Acknowledegment Number HLEN Reserved Code bits Window Checksum Urgent Pointer Options (if any) Padding Data Data

27 Stato di Trasporto La divisione dei compiti fra lo stato di trasporto (UDP, TCP) e IP è la seguente: Il stato IP si occupa del trasferimento dei dati fra elaboratori collegati alla rete (l intestazione IP identifica gli host sorgente e destinatario) Lo strato UDP (TCP) si occupa dello smistamento dei dati fra sorgente e destinatario all interno dello stesso host (tramite il port number) Per richiedere un servizio, fornito da un processo residente su host remoto, il client deve conoscere il port number associato al servizio stesso

28 Processo Server Modello Client/Server Architettura fondamentale su cui si basa gran parte della programmazione di rete in ambiente UNIX Rappresenta un programma che mette a disposizione un certo servizio (ad esempio: ftp, mail, ecc.) Processo Client È un programma che chiede l esecuzione di un servizio ad un processo server. NOTA: tipicamente il processo client si interfaccia con l utente al terminale, invia dati al processo server, li riceve e li propone all utente

29 Modello Client/Server Server concorrente - protocollo TCP Il socket di comunicazione viene creato automaticamente quando viene accettata la connessione. Servizio FTP Server Internet File Transfer Protocol To = 21, dest addr Connect(to) 21 Accept() ftp File Transfer Protocol ftp?? ftpd ftpd Il servizio FTP viene offerto da un demone che funge da server e viene utilizzato da un programma client in grado di comunicare attraverso il protocollo FTP ftpd

30 Modello Client/Server Server concorrente - protocollo UDP Il socket di comunicazione viene creato dal programma server Servizio tftp Server Internet Trivial File Transfer Protocol tftp Trivial File Transfer Protocol? tftp To = 69, dest addr sendto(msg,to)? 69? tftpd tftpd TFTP è un protocollo di trasferimento file molto semplice, con le funzionalità di base del FTP? tftpd

31 L Architettura Internet FTP DNS Telnet HTTP UDP/TCP IP Network Access FTP DNS Telnet HTTP UDP/TCP IP Network Access Internet

32 I servizi Internet I dati sono trasmessi a pacchetto: ciascun blocco di dati è preceduto da intestazioni che specificano: a quale macchina sono diretti (protocollo IP) da quale programma debbono essere utilizzati (protocolli TCP/UDP) IP TCP/UDP header header 20 byte 20 byte data IP individua l'host Internet TCP/UDP individua uno dei processi attivi sull'host SMTP Telnet FTP

33 I servizi Internet I servizi inizialmente previsti per Internet erano: telnet (terminale remoto): permette ad una macchina di essere vista come un terminale connesso all host destinazione. ftp (trasferimento file): permette di trasferire file tra macchine interconnesse (posta elettronica): permette di scambiare messaggi tra utenti della rete Questi servizi erano caratterizzati da un interfaccia utente poco amichevole.

34 I servizi Internet Domain Name System (DNS) Telnet Ftp

35 Domain Name System (DNS) Il Domain name System (DNS) è alla base della risoluzione dei nomi di Internet [www.ssgrr.it] Il DNS è un database distribuito implementato in una gerarchia di server dei nomi un protocollo dello strato di applicaziome che permette agli host di comunicare ocn I server dei nomi in modo da fornire il servizio di traduzione Il sistema dei domini su Internet è una gerarchia mondiale amministrata dall internic (Internet Network Information Center)

36 Domain Name System (DNS) Quando Internet era costituito solo da pochi computer (ed era conosciuto con il nome di ARPANet) la risoluzione dei nomi poteva essere gestita da un unico computer che si trovava allo Stanford Research Institute (SRI). Il file conservato nell SRI si chiamava HOST ed altro non era che un elenco di associazioni (indirizzo IP, nome del computer) Con l aumentare del numero dei computer connessi in rete si è reso necessario escogitare un nuovo sistema: DNS (Domain Name System)

37 Domain Name System (DNS) Il DNS risolve i nomi di computer in indirizzi IP attraverso file configurati manualmente, usando un database gerarchico di nomi che viene conservato su più computer La natura gerarchica garantisce maggiore efficienza in termini di velocità e manutenibilità Il DNS è un servizio definito nelle Request For Comments (RFC) 882 e 883 di Internet. Indirizzi: [http://ds.internic.net/rfc/rfc882.txt] [http://ds.internic.net/rfc/rfc883.txt]

38 Spazio dei nomi di dominio Domain Name Service Rappresenta la struttura dei dati che creano il DNS utilizzato su Internet. La gerarchia dei nomi ha molti livelli, e sono molti i computer che definiscono un livello. Al livello radice ci sono i server dei nomi radice, mantenuti dall InterNic. La maggior parte dei server DNS è configurata con gli indirizzi IP dei server radice (root)

39 Spazio dei nomi di dominio Il secondo livello è rappresentato da domini top come:.com,.net,.gov,.org,.edu,.mil,.int,.xx.com.edu.gov.int.mil.net.org Organizzazioni commerciali Organizzazioni nel campo istruzione Enti pubblici e governativi Organizzazioni internazionali Enti militari Organizzazioni di networking Organizzazioni non commerciali Sotto i livelli root e top si trovano molti altri livelli.

40 Spazio dei nomi di dominio Server di nome InterNIC del dominio radice mil org net edu com it af army good internic harvard microsoft ssgrr phoenix sam ftp www

41 Spazio dei nomi di dominio Il nome della singola macchina è il livello più basso Il percorso completo dal livello radice a quello della macchina è conosciuto coma FQDN (Fully Qualified Domain Name) Il FQDN va dal nome della macchina verso quello della root

42 Risoluzione dei nomi La risoluzione dei nomi di dominio è simile a quella dei nomi host cioè la conversione da un nome amichevole in indirizzo IP Quando si usa il DNS i client chiamano un server DNS per la risoluzione dei nomi client Server DNS o Server dei nomi

43 Risoluzione dei nomi com edu it it ssgrr.it abc xyz ssgrr xxx ftg www

44 Telnet La telnet è un applicazione che permette il dialogo tra la macchina locale ed una remota tramite il protocollo TCP/IP. Più semplicemente la Telnet permette di aprire sul proprio computer una finestra di terminale remota, ovvero una sessione Telnet ad un host remoto Il programma Telnet implementa la parte client del protocollo. I client Telnet sono stati disponibili sulla maggior parte dei sistemi Unix per parecchi anni e ora sono disponibili per qualsiasi tipo di computer

45 Telnet Telnet Client port: 23 Telnet Server TCP Internet Protocol Network Access Virtual connection TCP Internet Protocol Network Access Internet

46 Ftp Ftp è l acronimo di File-Transfer-Protocol, il protocollo utilizzato per il trasferimento dei file Con l Ftp è possibile copiare da un computer remoto un file sull hard-disk locale e viceversa E basato sul protocollo TCP/IP

47 Ftp port 1173 port 21 port 1174 FTP (Client) Commands Responses FTP (Server) port 20 TCP Control connection TCP Internet Protocol Network Access Data connection Data ACKs Internet Protocol Network Access Internet

48 Ftp Fase di connessione Il client FTP apre una connessione TCP e si autentica Il server FTP accetta la richiesta di connessione e verifica autenticazione Se l autenticazione è OK il server si mette in attesa di ricevere comandi sulla connessione di controllo (port = 21) Trasferimento di un file Il client richiede il file da trasferire all FTP server. Il server accetta la richiesta in relazione alle protezioni del file-system relative al file. Se la richiesta viene accettata il server stabilisce la connessione (dal port 20 a un port dinamico del client definisce) La connessione dati è mantenuta per il tempo necessario al trasferimento del file

49 Ftp Operazioni FTP Sul server la connessione per il controllo avviene sul port 21, mentre i dati vengono trasferiti sul port 20 Il client invia al server il proprio indirizzo IP ed il numero del port sul quale il server dovrà stabilire la connessione dati Il server stabilisce la connessione

50 Ftp FTP options Tipi di dati : ASCII, EBCDIC, binari Tipi di file : strutture di file, di record, di pagine Modalità di trasmissione : stream, block, compressi. Tipi di dati: ASCII (default) EBCDIC (opzionale) IMAGE : supporta efficientemente il trasferimento di file binari LOCAL : usato per specificare una dimensione logica di byte da trasferire

51 Ftp Comandi ABOR LIST listafile PASS passwd PORT QUIT RETR nomefile STOR nomefile SYST TYPE tipo USER username Descrizione Abortisce comando FTP ed il trasferimento di dati Mostra la lista dei file o delle directory Password sul server Indirizzo del client IP Uscita (logoff) dal server Recupera un file dal server (get) Memorizza un file sul server (put) Tipo di sistema (restituito dal server) Specifica del tipo di file (e.g. A=ASCII; I=Immagine) username sul server

52 Ftp da prompt di comando ftp

53 Ftp FTP server windows

54 Ftp FTP client windows

55 Il browser-web come client ftp Ftp

56 Il World Wide Web Architettura di un applicazione Web Tier 1 Tier Browser HTTP TCP IP prot. acc. rete pagina HTML Internet Web Server HTTP TCP IP prot. acc. rete pagine HTML

57 Applicazioni distribuite La programmazione mediante socket Interfaccia socket. non è un livello ma una u Libreria di accesso ai servizi di trasporto Alternativa: TLI (Transport Layer Interface) FTP DNS Telnet HTTP Interfaccia socket UDP/TCP IP Network Access

58 Struttura di un applicazione Modello senza connessione Predisposizione transport-endpoint u Scambio messaggi Rilascio transport-endpoint Modello con connessione Predisposizione transport-endpoint u Instaurazione connessione Ø Scambio messaggi u Abbattimento connessione Rilascio transport-endpoint Predisposizione transport-endpoint u System call socket() u System call bind()

59 System Call socket() Il socket costituisce la struttura dati che consente la ricezione e l invio dei messaggi. È definito in un dominio Ad ogni socket è associato un nome che ha validità solo all interno del dominio di comunicazione in cui il socket è stato creato. Un socket viene creato dalla System Call socket(). S = socket(domain, type, protocol) int s, domain, protocol; La System call restituisce un identificatore che verrà poi utilizzato nelle successive system call o funzioni per referenziare il socket. Eventuali processi figli hanno automaticamente accesso ai socket creati dal processo padre (come per i file)

60 System Call socket() Domain Il parametro domain rappresenta il dominio di comunicazione che può essere: UNIX domain Internet domain Xerox Network System (XNS) Il dominio UNIX consente la comunicazione tra processi residenti sulla stessa macchina, mentre i restanti due vengono utilizzati per comunicazioni tramite rete. I valori da associare al parametro domain sono definiti nel file socket.h nel modo seguente: AF_UNIX (UNIX internal protocol) AF_INET (ARPA Internet protocols) AF_NS (Xerox Network System protocols) Nota: AF = Address Family

61 System Call socket() TYPE Il tipo definisce la semantica della comunicazione; sono disponibili i seguenti tipi principali i cui valori sono definiti nel file socket.h: SOCK_DGRAM SOCK_STREAM SOCK_RAW SOCK_SEQPACKET Il tipo SOCK_DGRAM è basato sul protocollo udp Non è garantita l affidabilità Il protocollo non è orientato alla connessione, per cui sono le stesse operazioni di input ed output che consentono l indirizzamento corretto dei messaggi.

62 System Call socket() Il tipo SOCK_STREAM è basato sul protocollo TCP Un socket stream fornisce un modello di comunicazione orientato alla connessione con un flusso di byte non strutturato, ma per il quale è garantita l affidabilità, la sequenza e la non duplicazione. Adatto a problemi che richiedono un grosso scambio di informazioni tra corrispondenti stabili. Un socket di tipo SOCK_RAW permette l accesso ai meccanismi di più basso livello; può essere utilizzato quando si vuole costruire un protocollo particolare. Un socket SOK_SEQPACKET ha le caratteristiche di un socket stream, ma in più garantisce il rispetto della struttura a messaggio della comunicazione; è utilizzato solo neldominio XNS.

63 System Call socket() protocol Il parametro specifica il particolare protocollo che deve essere usato con i socket Normalmente solo un singolo protocollo viene fornito ad ogni tipo di socket. Se il parametro è messo a zero, viene selezionato il protocollo associato al tipo specificato. Se si vuole specificare un protocollo come stringa ascii, si può richiamare la funzione getprotobyname() che, data una stringa che rappresenta un protocollo, fornisce il numero corrispondente.

64 System Call socket() L associazione nome/identificatore di protocollo viene effettuata nel file /etc/protocols. struct protoent *getprotobyname(name) Dove: char *name; struct protoent { char *p_name; /* nome del protocollo (es. TCP) */ char **p_aliases; /* nomi alternativi */ int p_proto; /* identificativo del protocollo */ };

65 System Call bind() La System Call bind() associa all identificativo del socket un name che rappresenta il riferimento per il socket all esterno del processo che lo ha creato. bind(s,name,namelen) int s; struct sockaddr_un *name; /* dominio Unix */ struct sockaddr_in *name; /* dominio Internet */ int namelen; s = identifica il socket name = identifica il nome che verrà assegnato al socket namelen = la dimensione di name pari alla dimensione di struct sockaddr

66 System Call bind() name Il nome del dominio di comunicazione Nel caso il dominio UNIX, name è un puntatore ad una struttura di tipo struct sockaddr_un è definita nel file sys/un.h struct sockaddr_un { short sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[108] }; Il socket è rappresentato da un nome nel file system alla stessa stregua di un file, con l unica differenza che il nome viene generato all atto della bind.

67 System Call bind() Nel caso di dominio Internet il nome di un socket viene identificato da una struttura di tipo struct sockaddr_in (netinet/in.h) struct sockaddr_in { short sin_family; /* AF_inet */ short sin_port; struct in_addr sin_addr; char sun_zero[8]; }; AF_INET : dominio Internet sin_port : port number sin_addr : indirizzo Internet L indirizzo Internet è costituito da 4 byte che consentono di individuare la rete, e nell ambito della rete, il calcolatore interessato.

68 Internet Address address L indirizzo della macchina può essere espresso anche come una stringa. La stringa può assumere una forma organizzata in sottodomini (domain name) che consente di individuare a livello mnemonico l indirizzo geografico della macchina. Il legame (nome della macchina)/(indirizzo) è definito nel file /etc/hosts e/o nello spazio dei nomi gestiti dal DNS. La funzione gethostbyname() fornisce l indirizzo Internet per un certo nome di macchina: struct hostent *gethostbyname(name) char *name;

69 Internet Address La funzione restituisce un puntatore ad una struttura di tipo struct hostent struct hostent { char * h_name; char **h_aliases; int h_addrtype; int h_length; char **h_addr_list; }; /* official name of host */ /* alias list */ /* host address type */ /* length of address */ /* host IP address list */ # define h_addr h_addr_list [0] /* usare come char *h_addr */ La funzione restituisce la struttura sempre sulla stessa area di memoria, una successiva chiamata sovrascrive i vecchi valori, allora: struct hostent *server; struct in_addr server_addr; server = gethostbyname(host); bcopy(server->h_addr, &server_addr, server->h_length);

70 Port Number Alcuni valori per il port sono assegnati a servizi di rete eseguiti come superuser (1-1023) Identificativi maggiori di 1023 sono utilizzati dai processi eseguiti come utenti normali (il port 1024 è riservato) Poiché il port assume un valore intero è necessario tener presente un problema che è legato al trasferimento di interi su una rete. Nella rappresentazione dei numeri interi è possibile adottare due convenzioni: MSBF : rappresentare prima (cioè all indirizzo più basso) il byte più significativo (big endian) LSBF : rappresentare prima il byte meno significativo (little endian) Il problema viene risolto stabilendo un ordine convenzionale di rappresentazione;per la rete Internet si è scelta la convenzione MSBF.

71 Port Number E necessario dunque che i processi applicativi in esecuzione sulle diverse macchine rispettino tale convenzione quando inviano o ricevono interi sulla rete. Vengono fornite delle macro che consentono di invertire l ordine dei bytes; il loro nome è: ntohs() htons() ntohl() htonl() Nota: Le prime due trattano gli short mentre le ultime i long. Se il numero intero viene ricevuto dalla rete è necessario usare le funzioni che iniziano con n (network to host), altrimenti le altre due che iniziano con h (host to network). E necessario utilizzare le macro htons() per assegnare il valore al campo port della struttura struct sockaddr_in.

72 Port Number Se il port è messo a zero nella chiamata alla bind(), il sistema assegna il primo valore libero. In questo modo è possibile conoscere il name associato ad un socket tramite la system call getsockname(). getsockname(s, name, namelen) int s; struct sockaddr_un *name; /* dominio UNIX */ struct sockaddr_in *name; /* dominio Internet */ int *namelen; La system call restituisce nella struttura puntata da name il nome del socket e nel parametro namelen la sua lunghezza effettiva; quest ultimo parametro va inizializzato con la lunghezza della struttura.

73 Modello senza connessione scambio messaggi Il modello si basa sul protocollo UDP Per consentire la comunicazione tra i processi non è necessaria alcuna ulteriore operazione preliminare, è sufficiente utilizzare le operazioni di input/output. Le operazioni di input vengono realizzate mediante: read() recv() recvfrom() Le operazioni di output vengono realizzate mediante: sendto()

74 System Call: recv() cc = recv(s, buf, buflen, flags) int cc; int s,buflen,flags; char *buf; La System Call recv() è identica a quella della read(), con la possibilità aggiuntiva di specificare dei flag per modificare il modo canonico delle operazioni di ricezione. Con il campo flags impostato a: MSG_PEEK : legge il messaggio senza consumerlo MSG_OOB : legge messaggi con alta priorità (out-of-band)

75 System Call: recvfrom() La recvfrom() rende possibile il colloquio bidirezionale in quanto permette di scoprire chi è il mittente del messaggio letto. cc = recvfrom(s, buf, buflen, flags, from, fromlen) int cc; int s,buflen,flags; char *buf; struct sockaddr_un *from; /* dominio UNIX */ struct sockaddr_in *from; /* dominio Internet */ int *fromlen from : punta ad una struttura che individua il mittente fromlen : contiene la sua lunghezza Quando viene attivata la System Call è necessario inizializzare il parametro fromlen con il valore della dimensione della struttura. Quest ultima System Call è sicuramente la più adatta per applicativi che usano UDP.

76 System Call: sendto() Le operazioni di invio messaggi sono realizzate tramite la sendto() che consente di specificare il destinatario. cc = sendto(s, buf, buflen, flags, to, tolen) int cc; int s,buflen,flags; char *buf; struct sockaddr_un *to; /* dominio UNIX */ struct sockaddr_in *to; /* dominio Internet */ int tolen flags: MSG_OOB : specifica l invio di un messaggio ad alta priorità (out-of-band) solo per socket-stream MSG_DONTROUTE: specifica l invio senza routing to : socket destinatario tolen : contiene la lunghezza effettiva

77 Comunicazione senza connessione AF_INET, addr, port AF_INET, addr, port recvform() AF_UNIX, server AF_UNIX, client read() recv() in out sendto() S out in C sendto() recvform() read() recv() Schema di comunicazione tra processi

78 Esempio dominio Internet (udp) - server char hostname[40]; pp = getprotobyname( udp ); s = socket(af_inet, SOCKET_DGRAM, pp->p_proto); struct hostent *server, *gethostbyname() struct addr_in server_addr; gethostname(hostname,40); server = gethostbyname(hostname); bcopy(server->h_addr,(char *)&server_addr,server->h_length); struct sockaddr_in server_sock; server_sock.sin_family = AF_INET; server_sock.sin_addr = server_addr; server_sock.sin_port = htons(2005); bind(s,&server_sock,sizeof(server_sock)); recvfrom(s,buf, BUFLEN, 0, &client, &addrlen); sendto(s, msg, strlen(msg)+1, 0, &client, addrlen); SOCKET Preleva indirizzo Internet bind Riceve richiesta ed invia replica

79 BIND In alternativa rispetto all esempio, dove si utilizza un indirizzo specifico della macchina locale, la bind può essere fatta senza indicare un indirizzo: server_sock.sin_addr.s_addr = htonl(inaddr_any);

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