Part1_네트워크 프로그래밍과 소켓의 이해(1)

초·2023년 10월 27일

TCP/IP 소켓 프로그래밍

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[네트워크 프로그래밍]

멀리 떨어져 있는 호스트들이 서로 데이터를 주고 받을 수 있도록 프로그램을 구현하는 것

파일과 달리 데이터를 주고 받을 대상이 멀리 떨어져 있기 때문에 소프트웨어 차원에서 호스트들간에 연결을 해주는 장치가 필요함
-> 이런 기능을 하는 장치를 '소켓'이라고 함

[서버 프로그램의 구현 순서]

가장 쉽게 접근할 수 있는 예는 '전화기'
전화기를 사용할 때 우리가 할 일은 전화를 걸고 받기 뿐이지만 네트워크 소켓은 우리가 직접 원하는대로 가설해야 함

(1) 소켓 생성(전화기 생성)

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);
// 성공 시 파일 디스크립터, 실패 시 -1 리턴

(2) 소켓의 IP 주소 할당(전화번호 할당)

#include <sys/socket.h>

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

(3) 소켓 연결 요청
(전화가 케이블에 연결되어야만 전화를 받을 수 있듯이)

#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

(4) 소켓 연결 요청 수락
(통화를 하기 위해서는 수화기를 들어야 함)

#include <sys/socket.h>

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

"Hello World!" 서버 프로그램 작성하기

[서버 구현]

// Server.c

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

void error_handling(char* message);

// argc 는 argumentCount, argv는 argumentValue
// ./ServerTest 9190 면 argc는 2
// argv[0] == ./ServerTest
// argv[1] == 9190
int main(int argc, char** argv)
{
	int serv_sock;
	int clnt_sock;
	struct sockaddr_in serv_addr;
	struct sockaddr_in clnt_addr;
	int clnt_addr_size;
	char message[]="Hello World!\n";
	
	if(argc!=2)
	{
		printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	// 서버 소켓 생성
	serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
	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]));

	if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_addr,
			sizeof(serv_addr)) == -1) // 소켓에 주소 할당
		error_handling("bind() error");

	if(listen(serv_sock, 5) == -1) // 연결 요청 대기 상태로 진입
		error_handling("listen() error");

	clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);
	// 연결 요청 수락
	clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*) &clnt_addr, &clnt_addr_size);
	
	if(clnt_sock == -1)
		error_handling("accept() error");

	// 데이터 전송
	write(clnt_sock, message, sizeof(message));
	close(clnt_sock); // 연결 종료
	return 0;
}

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

[클라이언트 구현]

// Client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.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); // 서버 접속을 위한 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 socketaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))== -1)
		error_handling("connect() error!");

	str_len = read(sock, message, sizeof(message) - 1); // 데이터 수신
	if(str_len == -1)
		error_handling("read() error!");
	message[str_len] = 0;
	printf("Message from server : %s \n", message);
	close(sock);
	return 0;
}

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

[실행하기]

// .c 파일을 컴파일해서 실행파일 생성
> gcc Server.c -o ServerTest
> gcc Client.c -o ClientTest

// 현재 디렉토리에 있는 ServerTest, ClientTest 실행
> ./ServerTest 9190
> ./ClientTest 127.0.0.1 9190

[결과]

서버 프로그램을 실행시키면 아무런 일도 일어나지 않고 정지된 상태로 있음 -> 클라이언트의 요청을 기다리는 중
클라이언트 프로그램을 이어서 실행시키면 서버로부터 Hello World! 메시지를 수신하고서 바로 종료됨
(다시 실행하려면 서버부터 다시 동작시켜야 함)

초