Reti di Calcolatori Programmazione di rete ed interfaccia API socket di Berkeley. Delfina Malandrino

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Benedetto Bassi
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Ret d Calcolator Programmazone d rete ed nterfacca API

unsa.t http://ss.da.unsa.t/~delmal/ p//ssd s / d /

Capocell Unverstà degl Stud d Salerno API Socket d Berkeley

Sstema Operatvo e l applcazone d rete: andrno Dott.

1 Ret d Calcolator Programmazone d rete ed nterfacca API socket d Berkeley A.A. 2007/2008 Delfna Malandrno delmal@da.unsa.t p//ssd s / d / Dpartmento d Informatca ed Applcazon R.M. Capocell Unverstà degl Stud d Salerno API Socket d Berkeley S utlzza un meccansmo che svolge l ruolo d nterfacca fra l Sstema Operatvo e l applcazone d rete: andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Interazone con l SO realzzata medante l nvocazone d chamate d sstema 2 1

2 Socket d Berkeley andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator E una nterfacca locale all host, controllata dal sstema operatvo, creata/posseduta dall applcazone tramte la quale l processo applcatvo può nvare/rcevere messagg a/da un altro processo applcatvo (locale o remoto). Creato dnamcamente dal SO su rchesta del processo applcatvo utente Persste solo durante l esecuzone dell applcazone Il suo cclo d vta è smle a quello d un fle: Apertura Collegamento ad un endpont Lettura/scrttura Chusura Un endpont è una coppa (ndrzzo IP, porta) 3 Le orgn Inzalmente nasce n ambente UNIX Negl ann 80 la Advanced Research Project Agency fnanzò l unverstà d Berkeley per mplementare la sute TCP/IP nel sstema operatvo Unx. I rcercator d Berkeley svlupparono l set orgnaro d funzon che fu chamato nterfacca socket. andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Rappresentano una estensone delle API d UNIX per la gestone dell I/O su perferca standard (fles su dsco, stampant, etc). Rappresentano lo standard d rfermento per tutta la programmazone su ret. 4 2

3 Interazone tra Applcazone e SO andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator L applcazone chede al sstema operatvo d utlzzare servz d rete Il sstema operatvo crea un socket e lo resttusce all applcazone resttuto un socket descrptor L applcazone utlzza l socket Open, Read,Wrte,Close. L applcazone chude l socket e lo resttusce al sstema operatvo 5 Comuncazone Connecton-Orented andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator In una comuncazone dat Connecton-Orented, due end- ponts dspongono d un canale d comuncazone che: trasporta fluss è affdable è dedcato preserva l ordne delle nformazon 6 3

4 Progettazone d un Server TCP andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Creazone d un endpont Rchesta al stema operatvo Collegamento dell endpont ad una porta Ascolto sulla porta Processo sospeso n attesa Accettazone della rchesta d un clent Letture e scrtture sulla connessone Chusura della connessone 7 Progettazone d un Clent TCP andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Creazone d un endpont Rchesta al sstema operatvo Creazone della connessone Implementa open d TCP (3-way handshake) Lettura e scrttura sulla connessone Analogo a operazon su fle n Unx Chusura della connessone Implementa close d TCP (4-way handshake) 8 4

5 Comuncazone Connecton-Orented socket() bnd() lsten() andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator CLIENT socket() connect() wrte() read() close() Dat (rchesta) Stablsce una connessone Notfcazone d fne comuncazone Dat (rsposta) accept() Aspetta una connessone read() wrte() read() close() SERVER 9 Comuncazone Connectonless o Datagram In una comuncazone dat Datagram l canale: trasporta messagg non è affdable è condvso non preserva l ordne delle nformazon Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator andrno 10 5

6 Progettazone d un Clent UDP Creazone d un endpont Rchesta al sstema operatvo andrno Invo e rcezone d datagram Chusura dell endpont Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator 11 Progettazone d un Server UDP andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Creazone d un endpont Rchesta al sstema operatvo Collegamento dell endpont ad una porta open passva n attesa d rcevere datagram Rcezone ed nvo d datagram Chusura dell endpont 12 6

7 Struttura d un applcazone UDP socket() bnd() socket() recvfrom() andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator CLIENT sendto() recvfrom() Aspetta un datagram close() Dat (rchesta) Dat (rsposta) Aspetta un datagram sendto() close() SERVER 13 Connecton-Orented vs Datagram andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Connecton orented. Prncpal vantagg: Affdabltà Controllo d flusso Prncpal svantagg: Overhead per nstaurare la connessone Datagram. P Prncpal lvantagg Basso overhead Prncpal svantagg Nessun controllo sulla consegna 14 7

8 Connecton-Orented vs Datagram I socket che utlzzano protocoll Internet sfruttano rspettvamente t TCP e UDP per mplementare le due tpologe d comuncazone. In entramb cas l protocollo d lvello nferore è IP (che è un protocollo datagram). Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator andrno 15 Three Way handshake andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator Il server deve accettare connesson clent Invocazone d socket, bnd, lsten Open passva Clent esegue una Open attva nvocando la system call connect Invo d un segmento SYN Mandata nfo sul sequence number nzale no data, solo IP header, TCP header ed eventualmente opzon TCP Il server rsponde con un ACK al SYN del clent Invo del sequence number nzale per dat che l server nverà n quella connessone SYN ed ACK per l clent SYN nvat n un sngolo segmento Il clent nva l ACK fnale 16 8

9 Three Way handshake clent socket connect (blocks) (actve open) server socket,bnd,lsten (passve open) accept (blocks) andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator connect returns accept returns read (blocks) 17 Termnazone d una connessone TCP andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator L applcazone che per prma nvoca la system call close esegue una close attva Invato un segmento FIN per ndcare che non verranno pù nvat dat L altra applcazone esegue una close passva Vene nvato un ACK Il FIN rcevuto è nvato all applcazone come end-of-fle Successvamente, l applcazone che ha rcevuto l end-of-fle chuderà l socket (close) TCP nva un FIN TCP sul sstema che ha eseguto la close attva nva un ACK perl l FIN nvato 18 9

10 Four Way handshake clent server close (actve close) (passve close) read return 0 andrno Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator close 19 Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator andrno Dagram mma a stat d TCP 20 10

11 TCP State Transton Dagram Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator andrno 21 TCP State Transton Dagram Dott. Delfna Mal Ret d Calcolator andrno 22 11

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