인터넷 초기화, 할당

인터넷 주소의 초기화와 할당

문자열 정보를 네트워크 바이트 순서의 정수로 변환

123.112.111.254와 같은 32바이트 IP주소를 정수형으로 변환해주는 함수가 있다. 해당 함수는 정수형으로 변환과 동시에 네트워크 바이트 순서로의 변환도 진행한다.

#include <arpa/inet.h>
in_addr_t inet_addr(const char *string);
// 성공 시 빅 엔디안 32비트 정수, 실패 시 INADDR_NONE 반환

위 함수의 반환형인 in_addr_t는 32비트 정수형으로 정의되어 있다.

• example
  inet_addr.c

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *addr1 = "1.2.3.4";
    char *addr2 = "1.2.3.256";

    unsigned long conv_addr = inet_addr(addr1);
    if(conv_addr == INADDR_NONE)
    	printf("Error occured! \n");
    else
    	printf("Network ordered integer addr: %#lx \n", conv_addr);

    conv_addr = inet_addr(addr2);
    if(conv_addr == INADDR_NONE)
    	printf("Error occured! \n");
    else
    	printf("Network ordered integer addr: %#lx \n", conv_addr);

    return 0;
}

위 코드의 실행 시 다음 결과를 얻을 수 있다.
Network ordered integer addr: 0x4030201
Error occured
1바이트 당 최대 크기의 정수는 255이므로 256에서 에러가 발생하였다.

다음 함수는 기능상으로 위의 함수와 같으나, 구조체 변수 in_addr의 사용이라는 차이점이 있다. inet_addr의 경우 변환된 주소를 sockaddr_in에 선언되어 있는 in_addr 구조체 변수에 대입하는 과정을 추가로 진행해야 하나 해당 함수의 경우 구조체를 전달과 동시에 저장이 되기 때문에 활용도의 경우 다음 함수가 더 높다.

#include <arpa/inet.h>
in inet_aton(const char *string, struct in_addr *addr);
// 성공 시 1, 실패 시 0 반환

• example
  inet_aton.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
void error_handling(char *message);
int main(int argc, char *argv[]){
    char *addr = "127.232.124.79";
    struct sockaddr_in addr_inet;
    
    if(!inet_aton(addr, &addr_inet.sin_addr))
    	error_handling("Conversion error");
    else
    	printf("Network ordered integer addr: %#x \n",
        	addr_inet.sin_addr.s_addr);
    return 0;
}
void error_handling(char *message){
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

위의 코드는 다음의 실행결과를 보인다.
Network ordered integer addr: 0x4f7ce87f

다음의 함수는 inet_aton의 반대 기능을 가진 함수이다.

char * inet_ntoa(struct in_addr adr);
// 성공 시 변환된 문자열의 값, 실패 시 -1 반환

반환형이 char형 포인터이다. 즉, 문자열의 주소 값이 반환되는데, 재 호출시 이전에 할당된 주소가 지워질 수 있으니, 문자열 정보가 오래 필요한 경우 별도의 공간에 할당해두는 것이 좋다.

• example
  inet_ntoa.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
int main(int argc, char *argv[]){
    struct sockaddr_in addr1, addr2;
    char *str_ptr;
    char str_arr[20];
    
    addr1.sin_addr.s_addr = htonl(0x1020304);
    addr2.sin_addr.s_addr = htonl(0x1010101);
    
    str_ptr = inet_ntoa(addr1.sin_addr);
    strcpy(str_arr, str_ptr);
    printf("Dotted-Decimal notation1: %s \n", str_ptr);
    
    inet_ntoa(addr2.sin_addr);
    printf("Dotted-Decimal notation1: %s \n", str_ptr);
    printf("Dotted-Decimal notation1: %s \n", str_arr);
    return 0;
}

위의 코드는 다음과 같은 실행 결과를 보인다.
Dotted_Decimal notation: 1.2.3.4
Dotted_Decimal notation: 1.1.1.1
Dotted_Decimal notation: 1.2.3.4

인터넷 주소의 초기화

인터넷 주소의 초기화 구조를 살펴보겠다. 다만 보일 코드에서 IP와 PORT를 직접 초기화하고 있는데, 이런 방식은 다른 컴퓨터에서 실행시마다 코드를 변경해야 하므로, 적절한 방법은 아니다.

struct sockaddr_in addr;
char *serv_ip = "211.217.168.13";
char *serv_port = "9190";
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET; // 주소체계 지정
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(serv_ip); // 문자열 기반의 IP주소 초기화
addr.sin_port = htons(atoi(serv_port)); // 문자열 기반의 PORT번호 초기화

memset을 통해 addr 구조체를 전부 0으로 초기화 하는 이유는, sin_zero를 0으로 초기화하기 위함이다.

클라이언트 주소정보 초기화

위에서 등장한 인터넷 주소정보 초기화 과정은 서버 프로그램에서 주로 보인다. 이는 해당 아이피와 포트 번호를 할당 해 들어오는 데이터를 모두 가져오기 위함이다..
반면 클라이언트에서 생성하는 연결요청용 소켓은 할당된 아이피와 포트로 연결을 하도록 유도한다.
동작의 형태가 다르기 때문에 사용하는 함수가 다르며, 서버의 경우 sockaddr_in 구조체를 선언 후 서버 소켓이 동작하는 컴퓨터의 IP와 소켓에 부여할 PORT번호로 초기화한 후 bind 함수를 호출하는 반면, 클라이언트의 경우 sockaddr_in 선언 후 이를 연결할 서버 소켓의 IP와 PORT 번호로 초기화 후 connect 함수를 호출한다.

INADDR_ANY

addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
직접 주소를 할당할 필요 없이 소켓이 동작하는 컴퓨터의 IP 주소를 자동으로 할당한다. Multi-homed 컴퓨터의 경우 포트 번호만 일치한다면 여러 IP 중 어떤 주소를 통해 데이터가 들어오더라도 이를 받을 수 있다.

이전에 실행 한 서버와 클라이언트 파일을 살펴보자.
해당 코드들을 실행 시
./hserver 9190
./hclient 127.0.0.1 9190 과 같은 커맨드로 실행을 했다.
서버의 경우 INADDR_ANY로 할당되어 있기 때문에, 포트 번호만 전달했고, 클라이언트의 경우 IP 주소까지 전달하고 있다.

소켓에 인터넷 주소 할당하기

초기화된 주소정보를 소켓에 할당하는 역할은 bind가 담당한다.

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);
// 성공 시 0, 실패 시 -1 반환

위의 함수 호출을 통해 첫 번째 인자에 해당하는 소켓 파일디스크립터에 주소정보가 전달된다.

• summary

int serv_sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
char *serv_port = "9190";

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

// 주소정보 초기화
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(serv_port));

// 주소정보 할당
bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));