Corso di Sistemi Operativi Esercitazioni

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1 Università di Roma La Sapienza Dipartimento di Informatica e Sistemistica Corso di Sistemi Operativi Esercitazioni Lezione IX Esempio di progetto Server HTTP 0.9

2 Server HTTP 0.9

3 Specifiche Si chiede di implementare in C/Unix un server in grado di accettare (e di gestire) richieste inviate da client, secondo il protocollo HTTP versione 0.9. Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 3

4 Specifiche Il server: utilizza le BSD socket; attende le connessioni su una porta prestabilita; accetta richieste simultanee, generando per ognuna di esse un figlio che, secondo il protocollo HTTP 0.9: verifica la correttezza del formato della richiesta tenta di aprire il file html richiesto invia al client l html (se possibile), altrimenti invia un file predefinito in cui si specificano le ragioni del fallimento Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 4

5 Il protocollo HTTP 0.9 Protocollo per lo scambio di file, che si appoggia su TCP/IP. Transazione HTTP: 1. Il client stabilisce una connessione con il server 2. Il client richiede al server un documento 3. Il server invia al client una risposta contenente il testo (ASCII) del documento, se disponibile 4. Il client legge (il più velocemente possibile) il documento 5. La connessione termina A differenza di altri protocolli (FTP), HTTP è stateless e non mantiene una connessione fra una richiesta e la successiva. Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 5

6 Il protocollo HTTP 0.9 Il client: si connette al server sulla porta TCP 80 (utilizzabile solo da root) manda una richiesta nella forma: GET nome-documento <CR><LF> Il server: risponde inviando il documento richiesto termina la connessione, segnalando così la fine del documento Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 6

7 Versioni HTTP successive HTTP 1.0: ha introdotto la possibilità di fornire, accanto al documento richiesto, informazioni sui dati inviati (metainformazioni), ed ulteriori metodi (POST) HTTP 1.1: ha introdotto la possibilità di gestire più di una richiesta per connessione (connessioni persistenti) Tutte le versioni sono backward-compatible Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 7

8 Scelte implementative I parametri di configurazione (es. numero di porta, directory root per i file) sono cablati all interno del codice All avvio viene aperto un file di log, in cui vengono registrate tutte le operazioni del server Per gestire più connessioni contemporanee, all arrivo di una nuova connessione, viene effettuata una fork(), e si demanda la comunicazione al figlio generato Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 8

9 Scelte implementative Il programma è strutturato in più files: server.c: programma principale (main()), contiene le funzioni per: avviare il server, scrivere sul log file, segnalare errori sockets.c: contiene le funzioni per la gestione dei socket: inizializzazione, creazione coda, accettazione richieste comunicazioni.c: contiene le funzioni relative alla trasmissione dati: ricezione richieste da client, invio pagina (richiesta o di errore) Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 9

10 Struttura files sockets.h server.h comunicaz ioni.h sockets.c server.c comunicaz ioni.c Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 10

11 Codice

12 sockets.h /*sockets.h*/ #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <stdio.h> int inizializza_socket(int); void sock_passivo(int); int accetta_connessione(int); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 12

13 sockets.c /* sockets.c */ #include "sockets.h /*** inizializza_socket () ***/ /* Inizializza un socket sulla porta <porta> */ /*********************************************/ int inizializza_socket (int porta) { struct sockaddr_in server; int sock; /* Crea un socket nel dominio Internet */ sock = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sock < 0) { perror ("socket"); exit (1); /* Crea la struttura indirizzo del socket */ bzero (&server, sizeof (struct sockaddr_in)); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 13

14 sockets.inizializza_socket() /* azzera la struttura */ server.sin_family = AF_INET; server.sin_port = htons (porta); server.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY); /* Da' il nome al socket creato */ if (bind (sock, (struct sockaddr *) &server, len) < 0) { perror ("bind"); exit(1); return(sock); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 14

15 sockets.sock_passivo() /*** sock_passivo() ***/ /* Pone il socket in attesa di connessioni */ /*******************************************/ void sock_passivo (int sock) { if (listen(sock, 5) < 0) { segnala_errori ("Errore nella creazione coda su socket"); exit(1); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 15

16 sockets.accetta_connessione() /*** accetta_connessione() ***/ /* Accetta una connessione; restituisce */ /* il descrittore del socket accettato */ /****************************************/ int accetta_connessione(int sock) { int cl; if ((cl = accept(sock, 0, 0)) < 0) { segnala_errori ("Errore nell'accept su nuova connessione"); exit(1); return (cl); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 16

17 comunicazioni.h /*comunicazioni.h*/ #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> int ricevi_linea (int, char *, int); int invia_file (char*, int); void invia_pag_err (int, int); extern char r200[], r400[], r404[], r500[], r501[]; Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 17

18 comunicazioni.c /* comunicazioni.c */ #include "comunicazioni.h /*** ricevi_linea() ***/ /* Riceve una linea di comando */ /* terminata da CR LF */ /*******************************/ int ricevi_linea (int sock, char *buffer, int lungh) { int car_letti, i, fine; car_letti = recv(sock, &buffer[0], 1, 0); if (car_letti < 0) { perror ("Errore in ricezione caratteri"); return (-1); i = 1; fine = 0; Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 18

19 comunicazioni.ricevi_linea() while (fine == 0) { car_letti = recv(sock, &buffer[i], 1, 0); if (car_letti < 0) { perror ("Errore in ricezione caratteri"); /* errore */ return (-1); i++; if ((buffer[i - 2] == '\r') && (buffer[i - 1] == '\n')) { fine = 1; /* ricevuta la sequenza CR LF */ if (i == lungh) return(-1); /* errore, buffer troppo piccolo */ buffer[i-2] = '\0'; /* termina la stringa con NULL */ return (0); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 19

20 comunicazioni.invia_file() /*** invia_file() ***/ /* Invia il file <filename> attaverso il socket <sock> */ /*******************************************************/ int invia_file (char* filename, int sock) { int car_letti, fd; char buffer[8192]; /* apre il file per sola lettura */ if ((fd = open (filename, O_RDONLY)) < 0) { perror ("Errore nell'apertura file da inviare"); return (-1); while ((car_letti = read (fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) if (write (sock, buffer, car_letti) < 0) perror("errore nell'invio file"); /* lettura e scrittura nel socket */ close (fd); return (0); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 20

21 comunicazioni.invia_pag_err() /*** invia_pag_err() ***/ /* Invia una pagina di errore, */ /* specificando il numero di errore */ /*************************************/ void invia_pag_err (int nrisp, int sock) { switch (nrisp) { case 200: send (sock, r200, strlen(r200), 0); break; case 400: send (sock, r400, strlen(r400), 0); break; case 404: send (sock, r404, strlen(r404), 0); break; case 500: send (sock, r500, strlen(r500), 0); break; case 501: send (sock, r501, strlen(r501), 0); return; Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 21

22 server.h /*server.h*/ #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <signal.h> #include <string.h> #include "sockets.h #include "comunicazioni.h #define LOG_FILE "./httpserv.log #define PORTA 8080 #define ROOTDIR "./http #define WELCOME "/index.html" /* Codici di risposta del server */ char r200[]= "<html><body><hl>200 OK</hl></body></html>\r\n", r400[]= "<html><body><hl>400 Richiesta errata</hl></body></html>\r\n", r404[]= "<html><body><hl>404 Pagina non trovata</hl></body></html>\r\n", r500[]= "<html><body><hl>500 Errore interno nel server</hl></body></html>\r\n", r501[]= "<html><body><hl>501 Non implementato</hl></body></html>\r\n"; void server (); void connessione (int); void segnala_errori (char*); void scrivi_log(); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 22

23 server.c /*server.c*/ #include "server.h" /* Variabili globali */ static int log_fd; /* File descriptor del log */ static char log_buffer[256]; /* Buffer per il logfile */ main () { char log_file[80]; /* File di log */ /* Definizione file di log */ strcat (log_file, LOG_FILE); printf("file di log: %s\n", log_file); /* Apertura del logfile */ if ((log_fd = open(log_file, O_WRONLY O_CREAT O_TRUNC, 0666)) < 0) { perror("impossibile aprire il file di log"); else { /* Lo standard error viene ridirezionato sul logfile */ dup2(log_fd, STDERR_FILENO); sprintf (log_buffer, "Inizializzazione del server sulla porta %d\n", PORTA); scrivi_log(); printf("server attivo sulla porta %d\n", PORTA); server(); return(0); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 23

24 server.server() /*** server() ***/ /* Lancia il server sulla porta <PORTA> */ /* utilizzando la directory <ROOTDIR> */ /* e la pagina di default <WELCOME> */ /****************************************/ void server () { int sock; /* Socket del server */ int cl_sock; /* Socket del client */ sock = inizializza_socket(porta); sock_passivo (sock); while(1) { /* ciclo infinito */ cl_sock = accetta_connessione(sock); if (fork() == 0) { /* Il processo figlio si occupa della richiesta */ close (sock); sprintf(log_buffer, "E' arrivata una nuova connessione\n"); scrivi_log(); connessione (cl_sock); /* Gestisce la richiesta HTTP */ return; /* Sia il processo padre, che il processo figlio (terminata la */ /* connessione) chiudono il socket temp. per la comunicazione. */ close (cl_sock); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 24

25 server.connessione() /*** connessione() ***/ /* Riceve la richiesta HTTP e fornisce la risposta */ /***************************************************/ void connessione (int sock) { char buffer[256]; char richiesta[256]; char uri[256]; if (ricevi_linea (sock, buffer, 256) < 0) { segnala_errori("errore nella ricezione richiesta client"); return; sscanf (buffer, "%s %s", richiesta, uri) ; /* separa richiesta e URL */ sprintf(log_buffer, "Richiesta ricevuta: '%s'\n - Tipo: '%s'\n - URL: '%s'\n", buffer, richiesta, uri); scrivi_log(); /* Gestione richesta diversa da 'GET' */ if (strcasecmp(richiesta, "GET")!= 0) { /* l'unica possibile e' la GET */ segnala_errori("richiesta al server non ammissibile"); invia_pag_err (400, sock); close(sock); return; Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 25

26 server.connessione() /* Verifico se la richiesta non indica il file */ if (strcmp (uri, "/") == 0) strcpy (uri, WELCOME); /* Pagina di default */ /* Creo il percorso completo sul file system */ sprintf (buffer, "%s%s", ROOTDIR, uri); sprintf (log_buffer, "File da inviare: '%s'\n", buffer); scrivi_log(); /* Invio il file richiesto */ if (invia_file (buffer, sock) < 0) { invia_pag_err (404, sock); close (sock); return; return; Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 26

27 server.segnala_errori() /*** segnala_errori() ***/ /* Effettua la segnalazione di un errore */ /* sul file di log e sullo stdout. */ /*****************************************/ void segnala_errori(char *msg) { if (log_fd < 0) { /* Non esiste file di log */ printf("%s\n", msg); else { perror(msg); printf("ci sono stati degli errori. Guarda il log.\n"); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 27

28 server.scrivi_log() /*** scrivi_log() ***/ /* Scrive il contenuto del log_buffer su file */ /**********************************************/ void scrivi_log() { if (log_fd < 0) { /* Non esiste file di log */ write (1, log_buffer, strlen(log_buffer)); else { write (log_fd, log_buffer, strlen(log_buffer)); Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 28

29 Compilazione Per compilare il codice digitare: > gcc o server server.c comunicazioni.c sockets.c oppure creare un makefile contenente: all: gcc -o server server.c comunicazioni.c sockets.c e digitare: > make all Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 29

30 Codice sorgente Potete trovare il codice sorgente con i files html di esempio, all indirizzo: materiale/code/httpserver.zip Corso di Sistemi Operativi - Esercitazioni (Lez.9) 30