열혈 TCP/IP 1-1. 네트워크 프로그래밍과 소켓의 이해

네트워크 프로그래밍

- 네트워크로 연결된 서로 다른 두 컴퓨터가 데이터를 주고받는 일

- 소켓을 기반으로 하기 때문에 소켓 프로그래밍이라고도 함

 

소켓

- 운영체제에 의해 제공이되는 네트워크의 소프트적인 연결 도구

- 소켓을 통해서 네트워크 상에서 데이터를 주고 받음

- 소켓을 사용하기 위해서는 먼저 생성해줘야 함

    -> 성공 시 fd(파일 디스크립터), 실패 시 -1 반환

    -> domain : 주소 영역 설정(AF_INET(IPv4), AF_INET6(IPv6) ...)

    -> type : 소켓의 통신 타입 설정

    -> protocol : 통신에 사용할 프로토콜 설정

#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

- 소켓을 생성한 후에는 주소 정보(IP, PORT)를 할당해줘야 함

    -> 성공 시 0, 실패 시 -1 반환

    -> sockfd : 생성한 소켓의 fd 전달

    -> myaddr : 주소 정보

    -> addrlen : myaddr의 크기

int bind(int sockfd, struct sockaddr* myaddr, socklen_t addrlen);

- 할당 후에는 연결 요청이 가능한 상태로 바꿔줘야 함

    -> 성공 시 0, 실패 시 -1 반환

    -> sockfd : 소켓의 fd 전달

    -> backlog : 연결 요청 대기열의 크기 설정

int listen(int sockfd, int backlog);

- 연결이 가능한 상태로 바꿨으니 연결이 왔다면 수락을 해줘야 함

    -> 성공 시 fd, 실패 시 -1 반환

    -> addr : 연결 요청한 클라이언트의 주소 정보

    -> addrlen : addr의 크기

- accept 후 데이터의 양방향 송수신 가능

int accept(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t* addrlen);

- socket -> bind -> listen -> accept 과정을 거치는 소켓을 서버(Server) 소켓 또는 리스닝 소켓이라 함

- 서버쪽에서 aceept를 했다면 클라이언트쪽에서 연결을 요청해야 함

    -> 성공 시 0, 실패 시 -1 반환

    -> sockfd : 생성한 소켓의 fd 전달

    -> serv_addr : 서버 주소 정보

    -> addrlen : serv_addr의 크기

int connect(int sockfd, struct sockaddr* serv_addr, socklen_t addrlen);

- 클라이언트에서는 socket -> connect 과정을 거짐

 

서버와 클라이언트

- 주로 연결 요청 받고 대기하는 쪽을 서버, 연결 요청을 하고 지시하는 쪽을 클라이언트라고 함

- 리눅스에서 컴파일하여 실행해야 함

- 서버는 클라이언트보다 먼저 실행되어 있어야 함

- 간단한 서버 코드

    -> 실행 시 PORT 번호를 인자로 전달

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[])
{
	int serv_sock;		// 서버 소켓 fd
	int clnt_sock;		// 클라이언트 소켓 fd

	struct sockaddr_in serv_addr;		// 서버 소켓 정보
	struct sockaddr_in clnt_addr;		// 클라이언트 소켓 정보
	socklen_t clnt_addr_size;

	char message[]="Hello World!";
	
	if(argc!=2){
		printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	
	serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);		// 소켓 생성
	if(serv_sock == -1)
		error_handling("socket() error");
	
	memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
	serv_addr.sin_family=AF_INET;
	serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
	serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));		// 서버 소켓 정보 등록
	
	if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_addr, sizeof(serv_addr))==-1 ) {
		error_handling("bind() error"); 
	} // 서버 소켓에 주소 정보 할당
    
	if(listen(serv_sock, 5)==-1) {
		error_handling("listen() error");
	} // 서버 소켓 연결 대기 상태
    
	clnt_addr_size=sizeof(clnt_addr);  
	clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr,&clnt_addr_size);
    // 연결 요청 대기 : 클라이언트에서 요청이 없다면 계속 block되어 있음
	if(clnt_sock==-1) {
		error_handling("accept() error");  
	}
    
	write(clnt_sock, message, sizeof(message));		// 데이터 송신
	close(clnt_sock);	
	close(serv_sock);			// 소켓 소멸
	return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
	fputs(message, stderr);
	fputc('\n', stderr);
	exit(1);
}

- 간단한 클라이언트 코드

    -> 실행 시 서버쪽 IP, PORT 번호를 인자로 전달

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

void error_handling(char *message);

int main(int argc, char* argv[])
{
	int sock;
	struct sockaddr_in serv_addr;
	char message[30];
	int str_len;
	
	if(argc!=3){
		printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	
	sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);		// 소켓 생성
	if(sock == -1) {
		error_handling("socket() error");
	}
    
	memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
	serv_addr.sin_family=AF_INET;
	serv_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
	serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
		
	if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))==-1)  {
		error_handling("connect() error!");
	} // 서버에 연결 요청
    
	str_len=read(sock, message, sizeof(message)-1);		// 데이터 수신
	if(str_len==-1) {
		error_handling("read() error!");
	}
    
	printf("Message from server: %s \n", message);  
	close(sock);		// 소켓 소멸
	return 0;
}