情報ネットワーク演習
情報ネットワ ク演習
本日の内容
課題５ 課題５ HTTPクライアント ハイパーテキストへのアクセス 課題４ HTTPサ バのビルド 課題３ ソケットを用いた プロセス間通信 HTTPサーバのビルド プロセス間通信 課題１ 課題２ 名前解決 課題１ 低水準入出力 名前解決 （ホスト名⇔IPアドレス）第２回課題
• 実施内容と意図
IPアドレスとホスト名の相互変換をするプログラムを拡張 する． この課題を通じて，IPv4における名前解決の方法，および 関連するライブラリルーチンや構造体の仕様を学ぶ． 関連するライブラリル チンや構造体の仕様を学ぶ．ホスト名とは
• 例
演習室内では これらは同じ計算機 （ホスト ノード） nachi00 nachi00 sys wakayama-u ac jp
（ホスト，ノ ド） を指す nachi00.sys.wakayama u.ac.jp www.wakayama-u.ac.jp www google co jp www.google.co.jp localhost
• 書式
英数字等を「.」でつなぐ． FQDN (Fully Qualified Domain Name)と呼ば れる 英数字等を .」でつなぐ．• 人間にとって見やすい．
IPアドレスとは（文字列）
• 例
133.42.159.1 66 249 89 104 66.249.89.104 127.0.0.1書式
32ビット• 書式
0～255の整数を4つ書き，「.」でつなぐ．• ドット付き10進記法（dotted decimal notation）ともい
う
う．
IPアドレス（バイナリ）
• 例
10000110 00101010 10011111 00000001• 文字列によるIPアドレスを4オクテット（4バイト）で表
• 文字列によるIPアドレスを4オクテット（4バイト）で表
現し，順番に（ネットワークバイトオーダ，またはビッ
グエンディアン）メモリに格納する
グエンディアン）メモリに格納する．
• 計算機が処理するのに適している．
IPアドレスとホスト名を知るコマンド
• host
Vine Linuxでも利用可 host nachi00 host nachi00 host 133.42.159.1 host www google co jp host www.google.co.jp• nslookup
古いコマンド．最近のLinuxでは非推奨DNS (Domain Name System)
• インターネットにおけるホスト名とIPアドレスとを対応
させるシステム
ホスト名 ⇒ IPアドレス を「正引き」 ホスト名 ⇒ IPアドレス を 正引き」， IPアドレス ⇒ ホスト名 を「逆引き」という．• 「DNSサーバ」に「リゾルバ(resolver)」が問い合わせ
• 「DNSサーバ」に「リゾルバ(resolver)」が問い合わせ
て情報を得る．
バ DNSサーバ間で情報交換をすることも 演習室環境で，通信するDNSサーバを知りたければ cat /etc/resolv.conf• ソフトウェアではBIND (Berkeley Internet Name
ソフトウェアではBIND (Berkeley Internet Name
Domain)が有名
ホスト名とIPアドレスは多対多
一つのホスト名に 複数のIPアドレス 「多対多」は 二つの 「 対多 に 複数のIPアドレス ホスト名とIPアドレスは 一対多 「一対多」に 分ける 66.249.89.99 www.l.google.com www.google.com www.google.co.jp 66.249.89.103 66 249 89 147 66.249.89.104 ntp.sys.wakayama-u.ac.jp 133.42.159.1 66.249.89.147 mail.sys.wakayama-u.ac.jp dns.sys.wakayama-u.ac.jp ns.sys.wakayama-u.ac.jp 一つのIPアドレスに 複数のホスト名 IPアドレスとホスト名は IPアドレスとホスト名はホスト名とIPアドレスの変換の使い道
• 実用上は
ホスト名からIPアドレスの一つ， IPアドレスからホスト名の一つ（正式なホスト名） を求めれば十分• 利用例は
利用例は
クライアント: サーバのホスト名 ⇒ IPアドレス サ バ 例えばアクセスを グに記録する際 サーバ: 例えばアクセスをログに記録する際， クライアントのIPアドレス ⇒ ホスト名IPv4とIPv6
• 本演習では，IPv4のみを対象とする．
• IPv4
アドレス長: 32ビット （アドレス空間: 232） アドレス長: 32ビット （アドレス空間: 232）• IPv6
アドレス長: 128ビット （アドレス空間: 2128） IPアドレスは「.」ではなく「:」で区切って表記する．ア 」 なく 」 区切 表記する 省略記法もある． IPv6に移行しても，ホスト名は変わらない IPv6に移行しても，ホスト名は変わらない相互変換プログラムをCで書くには
• 数個のライブラリルーチンと構造体を理解すること
ライブラリルーチン: getaddrinfo, getnameinfo, freeaddrinfo 構造体: struct addrinfo DNSサーバへ直接通信する処理は不要（ライブラリルー DNSサ バへ直接通信する処理は不要（ライブラリル チンに任せる）getaddrinfoライブラリルーチン
g
• int
getaddrinfo(const char *node, const char
g
(
,
*service, const struct addrinfo *hints, struct
addrinfo **res);
addrinfo
res);
ソケットアドレス構造体を生成する． d は 「ホスト名」または「文字列形式のIPアドレス」 node は，「ホスト名」または「文字列形式のIPアドレス」． serviceは，サービス名もしくはポート番号の文字列． 今回は にする 今回はNULLにする． hintsに，ヒント情報を格納して呼び出す（ポインタ渡し）． resはソケットアドレスのリストのポインタのポインタ． あらかじめstruct addrinfo *型のポインタ変数を確保した 上で「&変数」と書く（ポインタ渡し）．addrinfo構造体
t tは不可欠（「 t t dd i f 型」を宣言している） struct addrinfo { i i / フラグ / structは不可欠（「struct addrinfo型」を宣言している） int ai_flags; /* フラグ */ int ai_family; /* プロトコルファミリ */ int ai_socktype; /* TCP, UDPの別 */i t i t l /* プロトコル詳細 */
int ai_protocol; /* プロトコル詳細 */
size_t ai_addrlen; /* ai_addrのバイト数 */ struct sockaddr *ai_addr; /* IPアドレス(バイナリ) */ char *ai canonname; /* ホスト名文字列 */
char *ai_canonname; /* ホスト名文字列 */ struct addrinfo *ai_next; /* 次へのリンク */ };
• 戻り値（線形リスト）
実際にはバイナリ形式 適切なホスト名 が格納されて . . . ai_addr: . . . ai addr: いる保証はない _ 133042159002 . . . _ 133042160002 . . .getnameinfoライブラリルーチン
g
• int
getnameinfo(const struct sockaddr *sa,
g
(
,
socklen_t salen, char *host, size_t hostlen, char
*serv size t servlen int flags);
serv, size_t servlen, int flags);
アドレスから名前へ変換する． はIPアドレス（バイナリ） l はその長さ saはIPアドレス（バイナリ），salenはその長さ． • addrinfo構造体のai_addr, ai_addrlenに対応する． に結果が格納される 配列などにより あらかじめ領 hostに結果が格納される．配列などにより，あらかじめ領 域を確保しておく．hostlenはその長さを指定する． servとservlenは，hostとhostlenと同様．今回は使用しな いので，NULLと0を指定する． flagsが0なら，ホスト名を得る（時間がかかることも）． flagsをNI_NUMERICHOSTとすると…自習すること．
再入可能性
• IPアドレスから文字列を得るライブラリルーチン
inet_ntoaは，再入可能でない．
配列領域を別のところで（静的領域などに）確保しており 配列領域を別のところで（静的領域などに）確保しており， そのアドレスを返す． 連続して呼び出すと 前の結果は上書きされる 連続して呼び出すと，前の結果は上書きされる．• getaddrinfo，getnameinfoは，再入可能である．
連続して呼び出しても，問題ない． 戻り値の領域を，呼び出し側で確保しておき，引数に与え 戻り値の領域を，呼び出し側で確保しておき，引数に与え る．ポインタ渡し（参照渡し）になる． getaddrinfoの処理で，mallocなどによりソケットアドレス getaddrinfoの処理で，mallocなどによりソケットアドレス 構造体が作られる．開放するには，（freeではなく）そもそもなぜgetaddrinfo，getnameifoか？
g
g
• IPアドレスとホスト名の相互変換プログラムを書く古
典的な方法は，gethostbyname，gethostbyaddrと
いったライブラリ関数を使用することである これは
いったライブラリ関数を使用することである．これは，
IPv4にしか対応してしておらず，また再入可能でな
い（連続して呼び出せない）といった問題があった
い（連続して呼び出せない）といった問題があった．
• getaddrinfoは，再入の問題がないだけでなく，
IPv4/IPv6の両方に対応する．さらに，第３回課題の
サーバプログラムがすっきり記述できるようになる．
サ
グラ
す きり記述できるよう なる
課題２（１）
• ~takehiko/network-enshu2009/2/resolver.c
は，ホ
スト名またはIPアドレスを引数にとり，そのIPアドレス
とホスト名のペア（複数あっても一組だけ）を出力す
とホスト名の ア（複数あっても
組だけ）を出力す
るプログラムである．
（コンパイルしてresolverを作る） （コンパイルしてresolverを作る） ./resolver nachi00.sys.wakayama-u.ac.jp 133 42 125 50 ( hi00 k j ) • 133.42.125.50 (nachi00.sys.wakayama-u.ac.jp) ./resolver www.google.com • 66.249.89.104 (nrt04s01-in-f104.google.com) host www.google.com ...結果は各自確認のこと課題２（２）
• ~takehiko/network enshu2009/2/resolver c
をコピ
• ~takehiko/network-enshu2009/2/resolver.c
をコピ
ーして
~/network-enshu2009/2/resolver.c
とし，以
下の仕様を満たすよう 修正をしなさい
下の仕様を満たすよう，修正をしなさい．
ホスト名が複数のIPアドレスに結び付けられているとき， IPアドレス（のビット列）に関して昇順で出力する． 見つかったIPアドレスが0個または1個のときは，修正前と 同じ出力とする． ファイル先頭のコメント （作成者，作成日時） を変更し，末ファイル先頭の メント （作成者，作成日時） を変更し，末 尾に作業メモを残す． ディレクトリのパーミッションは705 ファイルは604にして ディレクトリのパ ミッションは705，ファイルは604にして おくこと．課題２（３）
• プログラムが完成したと思ったら，
グラ
完成
思
，
~takehiko/network-enshu2009/2/command??
の
各コマンドを実行し 妥当な出力になることを確かめ
各コマンドを実行し，妥当な出力になることを確かめ
ること．さらに，以下のコマンドを実行するとよい．
t k hik / t k h 2009/bi / lid t 1
~takehiko/network-enshu2009/bin/validator1
