情報ネットワーク演習
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本日の内容
課題１ 低水準入出力 課題２ 名前解決 （ホスト名⇔IPアドレス） 課題３ ソケットを用いた プロセス間通信 課題４ HTTPサーバのビルド 課題５ HTTPクライアント ハイパーテキストへのアクセス第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．4
ホスト名とは
• 例
– nachi00 – nachi00.sys.wakayama-u.ac.jp – www.wakayama-u.ac.jp – www.google.co.jp – localhost• 書式
– 英数字等を「.」でつなぐ．• 人間にとって見やすい．
演習室内では これらは同じ計算機 （ホスト，ノード） を指す FQDN (Fully Qualified Domain Name)と呼ば れるIPアドレスとは（文字列）
• 例
– 133.42.159.1 – 66.249.89.104 – 127.0.0.1• 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．
• 人間にとって見やすい．
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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
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．
• 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 133.42.159.1 – host www.google.co.jp• nslookup
– 古い（obsolete）コマンド．最近のLinuxでは非推奨8
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」， 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
せて情報を得る．
– 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
Domain)が有名
ホスト名と
IPアドレスは多対多（１）
mail.sys.wakayama-u.ac.jp ntp.sys.wakayama-u.ac.jp www.l.google.com www.google.com www.google.co.jp 66.249.89.104 66.249.89.99 一つのホスト名に 複数のIPアドレス ホスト名とIPアドレスは 一対多 「多対多」は 二つの 「一対多」に 分ける 133.42.159.1 ns.sys.wakayama-u.ac.jpホスト名と
IPアドレスは多対多（２）
• 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
– クライアント: サーバのホスト名 ⇒ IPアドレス – 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）• 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． 省略記法もある． – IPv6に移行しても，ホスト名は変わらない12
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, inet_ntoa, freeaddrinfo
– 構造体: struct addrinfo
getaddrinfoライブラリルーチン
• int getaddrinfo(const char *node, const char
*service, const struct addrinfo *hints, struct
addrinfo **res);
– ソケットアドレス構造体を生成する． – node は，ホスト名または文字列形式のIPアドレスの文字 列． – serviceは，サービス名もしくはポート番号の文字列． 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）．addrinfo構造体
• 戻り値（線形リスト）
struct addrinfo {
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 */ 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 */
struct addrinfo *ai_next; /* 次へのリンク */ }; . . . ai_addr: 133042159002 . . . ai_next: . . . ai_addr: 133042160002 . . . ai_next: NULL 実際にはバイナリ形式 structは不可欠（「struct addrinfo型」を宣言している） 適切なホスト名 が格納されて いる保証はない
getnameinfoライブラリルーチン
• int getnameinfo(const struct sockaddr *sa,
socklen_t salen, char *host, size_t hostlen, char
*serv, size_t servlen, int flags);
– アドレスから名前へ変換する． – 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． – hostにホスト名が格納される．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．
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inet_ntoaライブラリルーチン
• char *inet_ntoa(struct in_addr in);
– IPアドレスをバイナリ値から文字列形式に変換する． – “internet: network address to ascii string”
再入可能性
• inet_ntoaは，再入可能でない．
– 配列領域を別のところで（static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．• 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，呼び出し側が確保し，引数に与える．ポ インタ渡しになる． – getaddrinfoの内部でmallocなどによりソケットアドレス構18
課題２（１）
• ~takehiko/network-enshu2007/2/resolver
は，ホス
ト名を引数にとり，その
IPアドレス（複数あっても一つ
だけ）をドット付き１０進記法で出力する．
– cd ~takehiko/network-enshu2007/2 – ./resolver nachi00.sys.wakayama-u.ac.jp • 133.42.125.50 – ./resolver www.google.com • 66.249.89.147 – host www.google.com ...結果は各自確認のこと課題２（２）
• ~takehiko/network-enshu2007/2/resolver.c
をコピ
ーして
~/network-enshu2007/2/resolver.c
とし，以
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， それぞれを出力する（１行１アドレスで）． – １行を「IPアドレス (ホスト名)」の形で出力する． • ~takehiko/network-enshu2007/2/command01-answer を参考 に – コメントを変更（作成者，作成日時）し，作業メモを残す．20
課題２の追加事項とヒント
• 課題はこれでできた，と思ったら，
~takehiko/network-enshu2007/bin/validator2
を実行してみよう．
• 余力のある人は，inet_ntoa を使うことなく，ドット付
き１０進記法の
IPアドレスを出力するようにしてみよ
う．（ヒント：
inet_ntoa を getnameinfo に置き換える．
jman 3 getnameinfo
．）
期限
• 2007年10月12日（金）19:30の回収までに完成させ
ておくこと．
• 期限後のプログラム修正は？
– 最終的な回収までの修正（コメントの充実，デバッグなど） はOK．22
テストプログラムについて
• ~takehiko/network-enshu2007/bin/validatorα
で
テストする．
– 実行中に参照するファイル • ~/network-enshu2007/α/ソースファイル.c • ~takehiko/network-enshu2007/α/commandβ • ~takehiko/network-enshu2007/α/commandβ-answer – 生成されるファイル • ~/network-enshu2007/α/ソースファイル • ~/network-enshu2007/α/ソースファイル_code.c • ~/network-enshu2007/α/ソースファイル_comment.c • ~/network-enshu2007/α/error+warning • ~/network-enshu2007/α/.commandβ-answer– 「Everything is just fine!」を目指せ！
課題番号 今は「1」か「2」
ドットファイル．「ls -a」で 確認できる．
