SOCKETS

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SOCKETS
AMPLIACION DE SISTEMAS OPERATIVOS

• AIRAN GODOY HERNANDEZ
• JOSE MARIA RODRIGUEZ RODRIGUEZ
• 5º INGENIERIA EN INFORMATICA

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Definición de Socket

• Punto de comunicación entre procesos, mediante el
  cual pueden emitir o recibir información.
• Uso de Descriptores.

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Características de un socket

• A cada socket le corresponde una constante
  simbólica definida en ltsys/socket.hgt
• Dominio Conjunto de sockets con los cuales se
  podrá establecer comunicación.
• Tipo Define las propiedades de las
  comunicaciones en las cuales está implicado.

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Dominio de socket

• Dominio Unix estos sockets se destinan a una
  comunicación local les corresponden direcciones
  locales que son referencias a Unix idénticas a
  las de los archivos.
• ls, rm
• Dominio Internet la conexión a una dirección
  Internet de este tipo de socket necesita la
  preparación de un objeto que tenga la estructura
  sockaddr_in. Para ello
• Conocimiento de la dirección de la máquina local
  gethostname, gethostbyname, INADDR_ANY
• Elección de un número de puerto getservbyname,
  IPPORT_RESERVED

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Dominio de un socket

• Formato de direcciones y protocolos
• Dominio UNIX (AF_UNIX) Los sockets son locales
  donde se definen.
• struct sockaddr_un
• short sun_family / dominio UNIX /
• char sun_data108 / referencia de dirección
  /

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Dominio de un socket

• Dominio Internet (AF_INET) Asigna un servicio a
  una máquina determinada.
• struct in_addr
• u_long s_addr
• struct sockaddr_in
• short sin_family / familia de dirección
  AF_INET /
• u_short sin_port / número de
  puerto /
• struct in_addr sin_addr / dirección Internet
  /
• char sin_zero8 / campo de 8 ceros /

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Tipo de un socket

• Propiedades de comunicación
• Fiabilidad de la transmisión.
• Conservación del orden de los datos.
• No duplicación de datos.
• Comunicación en modo conectado.
• Conservación de los límites de los mensajes.
• Envío de mensajes ltlturgentesgtgt.

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Tipo de un socket

• Tipos disponibles
• (características, propiedades, protocolo)
• SOCK_DGRAM Destinados a la comunicación en modo
  no conectado para envío de datagramas de tamaño
  limitado. Propiedad 5. UDP.
• SOCK_STREAM Comunicaciones fiables en modo
  conectado. Propiedades 1-4. Propiedad 6. TCP.
• SOCK_RAW Acceso a los protocolos de más bajo
  nivel. Superusuario. IP.

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FUNCIONES BASICAS

• SOCKET
• BIND
• CONNECT
• CLOSE
• LISTEN
• ACCEPT
• WRITE
• SEND

• READ
• RECV
• SENDTO
• RECVFROM
• SHUTDOWN
• GETSOCKNAME
• GETPEERNAME

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FUNCIONES

• int socket (dominio,tipo,protocolo)

• Crea un socket para comunicaciones.
• Devuelve un descriptor ó -1.
• Cuando se crea un proceso hijo hereda este
  descriptor.
• Dominio
• PF_UNIX, PF_LOCAL, PF_INET, PF_INET6,
  PF_IPX, PF_NETLINK,
• PF_X25, PF_AX25, PF_ATMPVC, PF_APPLETALK,
  PF_PACKET
• Tipo
• SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM, SOCK_RAW,
  SOCK_SEQPACKET,
• SOCK_RDM

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FUNCIONES

• int bind (socket,localaddr,addrlen)
• int connect (socket, addr,addrlen)

Especifica una dirección local y un número de
puerto del protocolo Asigna un nombre
(dirección puerto) al socket. Orientado a
conexión-gt Establece una conexión con el otro
socket No orientado a conexión-gt addr es la
dirección por defecto a la cual se envían los
datagramas.
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FUNCIONES

• int close (socket)
• int listen (socket, qlen)

Si n procesos usan el socket decrementa las
referencias y lo libera cuando n0. Cierra la
conexión y libera el socket. Establece una
conexión pasiva ( Espera peticiones de entrada)
qlen Longitud de la cola para socket
establecidos completamente Solo se aplica a los
socket SOCK_STREAM, SOCK_SEQPACKET Y SOCK_RDM
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FUNCIONES

• int accept (dominio,addr,len)

Retira una petición de la cola de peticiones
pendientes (definida en listen) Si no hay
pendientes y el socket es con bloqueo queda
esperando Llena la estructura apuntada por addr
con la dirección y puerto remoto.
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FUNCIONES

• int write (socket, buf, len)
• - Envía datos a traves de la conexión TCP.
• int send (socket, mensaje, lon, flags)
• Envia un mensaje
• Solo cuando el socket este en estado connected
• Flags especifica si el mensaje es fuera de banda

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FUNCIONES

• int read (socket, buf, len)
• - Lee datos de una conexión TCP.
• int recv (socket, mensaje, lon, flags)
• Recibe un datagrama
• Solo cuando el socket este en estado connected

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FUNCIONES

• int sendto (int socket, const void mensaje, int
  lon,
• unsigned int flags, const struct
  sockaddr to, int tolen)
• - Envía un mensaje.
• int recvfrom (int socket, const void mensaje,
  int lon,
• unsigned int flags, const struct
  sockaddr from,
• int fromlen)
• -Recibe datos de un socket.

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FUNCIONES
inet_aton, inet_ntoa Convierte entre una
string que especifica la dirección IP expresada
en decimal separada por . en su valor binario
en formato de red y viceversa. inet_pton,
inet_ntop Convierte entre una string que
especifica la dirección IP expresada en decimal
separada por . en una estructura de direccion
de red y viceversa. htons - Convierte enteros
binarios del orden nativo del equipo al orden
estándar de red y viceversa.
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FUNCIONES

• int shutdown (socket, direccion)
• Getsockname, getpeername

• Cierra la conexión en una sola dirección
• 0 Entrada
• 1 Salida
• 2 Ambas
• Obtiene la dirección y puerto de los extremos

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EJEMPLO

• CLIENTE DNS

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INTRODUCCION

• El cliente DNS se encarga de enviar un paquete al
  puerto 53 mediante UDP con una pregunta, y el
  servidor responde con otro paquete con la
  respuesta.
• En la pregunta el usuario especifica el tipo de
  interrogación que desea (A, NS, SOA ...)
• Para utilizar el programa se usa la ste. Sintaxis
  
• ./cliente DirIPServidor NombreDominio

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INTRODUCCION

• Formato de los mensajes

CABECERA
PREGUNTA
RESPUESTA
AUTORIDAD
ADICIONAL
RRs
RRs
RRs
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INTRODUCCION

• Formato de la cabecera

Identificador Identificador Identificador Identificador Identificador Identificador Identificador Identificador
QR Cód. Int AA TC RD RA Z Cód. Resp
QD Count QD Count QD Count QD Count QD Count QD Count QD Count QD Count
AN Count AN Count AN Count AN Count AN Count AN Count AN Count AN Count
NS Count NS Count NS Count NS Count NS Count NS Count NS Count NS Count
AR Count AR Count AR Count AR Count AR Count AR Count AR Count AR Count
QR Pregunta (0) Respuesta (1)
Cód. Resp No error (0) Errores(1-5) Cód.
Int Pregunta(0) Preg. Inversa (1) Status (2)
QDCount Nº de preguntas AA Respuesta con
autorización ANCount Nº de RRs de
respuestas TC Truncado NSCount
Nº de RRs de autoridad RD Solicita
recursividad ARCount Nº de RRs de
Adicional RA Recursividad disponible Z
Reservado
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INTRODUCCION

• Formato de la pregunta

QNAME . .
QTYPE
QCLASS
QNAME Puede ser una secuencia de etiquetas
acabadas en un 0, acabadas en un puntero o
puede ser un puntero. QTYPE Tipo de
interrogación (1 A 2 NS 5 NS - 6 SOA 11 WKS
12 PTR 13 HINFO 15 MX 16 TXT) QCLASS
Clase de interrogación ( 1 IN 2 CS - 3 CH 4
CH)
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INTRODUCCION
Formato del Registro de Recurso
NOMBRE . .
TIPO
CLASE
TTL (32)
LONGITUD DATOS
DATOS DESCRIPTIVOS
COMPRESION Reemplazar un nombre de dominio
completo o la parte
final de un nombre de dominio por un puntero a
una ocurrencia anterior.
1 1 OFFSET
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INTRODUCCION
Formato de los Datos
PTRDNAME
PTR
MNAME
RNAME
SERIAL
REFRESH
RETRY
EXPIRE
MINIMUM
CNAME
CNAME
PREFERENCE
EXCHAGE
MX
SOA
ADDRESS
A
CPU
OS
HINFO
ADDRESS ADDRESS
PROTOCOL BITMAP
BITMAP BITMAP
WKS
NSDNAME
NS
TXTDATA
TXT
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PETICION/RESPUESTA
Ejemplo Queremos saber quien es el
administrador de la página de playboy
27
PETICION/RESPUESTA
Ejemplo Queremos saber quien es el
administrador de la página de playboy
28
PETICION/RESPUESTA
Ejemplo Queremos saber quien es el
administrador de la página de playboy
29
EJEMPLOS
30
EJEMPLOS
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ESTRUCTURAS

• typedef struct
• unsigned id 16 // IDENTIFICADOR
• unsigned rd 1 // FLAG DE RECURSIVIDAD
• unsigned tc 1 // FLAG DE TRUNCAMIENTO
• unsigned aa 1 // RESPUESTA
  AUTORITATIVA
• unsigned opcode 4 // TIPO DE CONSULTA
• unsigned qr 1 // FLAG DE PREGUNTA O
  RESPUESTA
• unsigned rcode 4 // CODIGO DE RESPUESTA
  
• unsigned z 3 // NO USADO
• unsigned ra 1 // RECURSION DISPONIBLE
  
• unsigned qdcount 16 // NUMERO DE PREGUNTAS
  
• unsigned ancount 16 // NUMERO DE RRs de
  RESPUESTA
• unsigned nscount 16 // NUMERO DE RRs de
  AUTORIDAD
• unsigned arcount 16 // NUMERO DE RRs
  ADICIONALES

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ESTRUCTURAS

• typedef struct
• unsigned qtype 16 // TIPO DE PREGUNTA
• unsigned qclass 16 // CLASE DE PREGUNTA
• PREGUNTA
• typedef struct
• unsigned type 16 // TIPO DE RECURSO
• unsigned class 16 // CLASE DE RECURSO
• unsigned ttl1 16 // TIEMPO DE VIDA
• unsigned ttl216
• unsigned rdlength 16 // LONGITUD DE LOS DATOS
• RECURSO
• typedef struct // ESTRUCTURA PARA OBTENER UNA
  DIRECCION IP

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ESTRUCTURAS

• typedef struct
• unsigned serial116 // SERIAL
• unsigned serial216
• unsigned refresh116 // TIEMPO DE REFRESCO
• unsigned refresh216
• unsigned retry116 // TIEMPO DE REINTENTO
• unsigned retry216
• unsigned expire116 // TIEMPO DE EXPIRACION
• unsigned expire216
• unsigned minimum116 // VALOR PREDETERMINADO
  PARA TTL
• unsigned minimum216
• SOAREG

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FUNCIONES

• int CodificaNombre(char buf, char qname, int
  qnamelen)
• Recibe un puntero a la zona del paquete donde irá
  el nombre codificado (buf), el nombre a codificar
  (qname) y la longitud de dicho nombre (qnamelen).
  
• Empieza en el ultimo punto sustituyéndolo por un
  0 (marca de fin de nombre) y cada vez que
  encuentra otro lo sustituye por un valor numérico
  que coincide con el número de caracteres hasta el
  siguiente punto.
• Ejemplo www.dis.ulpgc.es. se transformaría en
  3www3dis5ulpgc2es0
• void Imprime (u_char posmem, u_char buf)
• Recibe una posición de memoria (posmem) y la
  posición de inicio del paquete (buf).
• Se encarga de imprimir un nombre de dominio por
  pantalla teniendo en cuenta que puede ser un
  conjunto de etiquetas acabado en 0, un conjunto
  de etiquetas acabados en un puntero o un puntero.
• Cuando se acaba de imprimir, posmem apunta ahora
  a la siguiente dirección después del nombre.

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FUNCIONES

• void MuestraRR(u_char pointer,u_char buf,int
  cont)
• Recibe la posición de memoria del RR (pointer),
  el inicio del paquete (buf) y el numero de RR
  (cont).
• Imprime por pantalla los registros de recursos
  (tantos como diga la variable cont) a partir de
  pointer
• Imprime el nombre de dominio.
• La estructura RECURSO (clase, tipo, ttl y long.
  datos).
• Para mostrar el contenido de los datos se tiene
  en cuenta el tipo interrogación (A, NS, SOA).
• Ej si es A se imprime una dirección IP
  (estructura AR).
• si es SOA se muestra el
  nombre del servidor, la dirección de
  correo y luego la estructura SOAREG.
• Se hace uso de la función Imprime.
• Cuando se acaba de imprimir pointer apunta ahora
  al siguiente registro de recurso (Autoridad ó
  Adicional).

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FUNCIONES

• Int ConstruyePaquete(char buf, char qname, int
  qnamelen)
• Recibe un puntero al inicio del paquete (buf), el
  nombre del dominio (qname) y la longitud de dicho
  nombre (qnamelen).
• Se crea un paquete con la pregunta
• Se rellenan los campos de la cabecera (estructura
  HEADER)
• hp.id CodPaquete
• hp.qr 0 // PREGUNTA
• hp.opcode 0 // PREGUNTA ESTANDAR
• hp.z 0 // Z DEBE ESTAR A 0
• hp.qdcount htons(1) // NUMERO DE
  PREGUNTAS
• hp.tc 0 // NO TRUNCAR
• hp.rd 1 // PREGUNTA RECURSIVA
• Seguidamente nos encargamos de la pregunta
• 1 - Llamamos a la función CodificaNombre
• 2 - Pedimos al usuario el tipo de interrogación
  que desea y ponemos la clase a 1 (IN).

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FUNCIONES
CODIGO

• int DecodificaPaquete(u_char buf, int buflen)
• Recibe un puntero al inicio del paquete (buf), la
  longitud del paquete (buflen).
• Muestra la información que contiene el paquete de
  respuesta.
• Va accediendo a las posiciones de memoria de la
  cabecera, la pregunta (QNAME, tipo y clase) y los
  registros de recursos (para mostrar los datos se
  hace uso de la función MuestraRR).
• int main(int argc, char argv)
• Recibe como parámetros el nº argumentos y los
  argumentos (dirección IP
• del servidor y el nombre de dominio).
• Si el nombre de dominio no acaba en punto se le
  añade.
• Se inicializa y crea el socket (puerto 53 UDP)
• Empaquetamos (función ConstruyePaquete) y
  enviamos el paquete.
• Recibimos la respuesta y la desempaquetamos
  (función DecodificaPaquete)

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FIN