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Socket: cosa sono e come
funzionano
0 SHARES Un socket è un oggetto software che permette l'invio e la ricezione di dati, tra host remoti (tramite una rete) o tra processi locali (Inter-Process Communication). Più precisamente, il concetto di socket si basa sul modello Input/Output su file di Unix, quindi sulle operazioni di open , read , write e close ; l'utilizzo, infatti, avviene secondo le stesse modalità, aggiungendo i parametri utili alla comunicazione, quali indirizzi , numeri di porta e protocolli. Socket locali e remoti in comunicazione formano una coppia (pair), composta da indirizzo e porta di client e server; tra di loro c'è una connessione logica. Solitamente i sistemi operativi forniscono delle API per permettere alle applicazioni di controllare e utilizzare i socket di rete. Possiamo vedere i socket come degli intermediari tra il livello applicazione e di trasporto nello stack TCP/IP. Infatti la funzione dei socket è quella di indirizzamento dei processi.
Formato di un Socket Address
Dato che sui sistemi interlocutori possono esserci molti processi, bisogna avere un modo per indirizzare precisamente il processo con cui si sta dialogando. Per questo si usano le porte : dei numeri che identificano i processi in esecuzione. Gli interlocutori, quindi, memorizzano indirizzo e porta della controparte, in un indirizzo socket , formato così: Indirizzo IP: 32 bit; Numero di porta: 16 bit. I numeri di porta sono stati definiti dalla IANA, e si dividono in: Well-known (riservate a protocolli specifici): 20, 23, 25, 80, 110,…; Non usate: 0; Riservate per processi well-known: 1-255; Riservate per altri processi: 256-1023; Altre applicazioni: 1024-65535;
Normalmente i numeri di porta assegnati ai processi (non well-known) sono a discrezione del sistema operativo. Si dice che il sistema operativo assegna delle porte effimere.
Famiglie di socket
I tipi di protocolli utilizzati dal socket , ne definiscono la famiglia (o dominio). Possiamo distinguere, ad esempio, due importanti famiglie: AF_INET : comunicazione tra host remoti, tramite Internet; AF_UNIX : comunicazione tra processi locali, su macchine Unix. Questa famiglia è anche chiamata Unix Domain Socket.
Tipi di socket
All'interno della famiglia possiamo distinguere il tipo di socket , a seconda della modalità di connessione. Abbiamo: Stream socket : orientati alla connessione (connection-oriented), basati su protocolli affidabili come TCP o SCTP; Datagram socket : non orientati alla connessione (connectionless), basati sul protocollo veloce ma inaffidabile UDP; Raw socket (raw IP): il livello di trasporto viene bypassato, e l'header è accessibile al livello applicativo.
Stream Socket
Essendo basati su protocolli a livello di trasporto come TCP , garantiscono una comunicazione affidabile , full-duplex , orientata alla connessione , e con un flusso di byte di lunghezza variabile. La comunicazione mediante questo socket, si compone di queste fasi:
#1 – Creazione dei socket
Client e server creano i loro rispettivi socket , e il server lo pone in ascolto su una porta.
Essendo il TCP un protocollo orientato alla connessione, quando non si ha più la necessità di comunicare, il client lo comunica al server, che ne deistanzia il data socket. La connessione viene così chiusa. Datagram Socket Sono basati su UDP , un protocollo a livello di trasporto che garantisce comunicazioni a bassa latenza (ideali per videochat, ad esempio), a discapito dell'affidabilità dei dati. Non esiste, infatti, controllo di flusso (ordinamento dei datagrammi e controllo degli errori). Dato che l'UDP non è un protocollo orientato alla connessione, non esiste la fase di connessione vista poco fa, ma il client comunica direttamente con il server, quando vuole.
#1 – Creazione dei socket
Come nel tipo precedente, client e server creano i loro rispettivi socket , e il server lo pone in ascolto su una porta. Il socket del server, stavolta, non ha bisogno di una coda, in quanto i dati in entrata e in uscita non devono essere circoscritti all'interno di una connessione, quindi la comunicazione con diversi client si svolte sulla stessa interfaccia.
#2 – Invio dei dati
Il client invia direttamente i datagrammi al server. Anche in questo caso vale quanto detto in precedenza riguardo i numeri di porta.
#3 – Risposta del server
Il server manda al client un eventuale risposta. La comunicazione è quindi, costituita da un loop che dura finchè ci sono dati da inviare e, ovviamente, finchè gli host sono raggiungibili.
