소켓/소켓 API

소켓/소켓 API

소켓 API

• 정의
  • System call API 중 하나이다.
  • 운영체제가 응용프로그램에게 제공하는 통신용 인터페이스다.
• 역할
  • 컴퓨터 하드웨어의 네트워크 통신장치를 응용프로그램이 간접적으로 이용할 수 있게 해준다.

소켓

• 정의
  • 응용프로그램에 설치하는 데이터 송수신 출입구
• 사용하는 이유
  • 응용프로그램은 응용프로그램의 일만 처리하도록 하기 위해서 사용한다. 응용프로그램이 데이터 송수신을 위한 각종의 일을 직접 수행할 필요가 없다.
  • 통신의 업무는 운영체제의 네트워크 스택이 해준다.
    • 네트워크 스택이 하는 일
      • 데이터의 패킷화
      • 주소 지정
      • 라우팅
      • 전송 오류 처리
  • 컴퓨터가 데이터들을 송수신할 때, 꼬이지 않게 해준다.
    • 컴퓨터 내에서 실행되는 다양한 프로세스가 엄청난 양의 데이터 송수신을 일으키는데, 운영체제에 의해 데이터 송수신이 관리되면 다양한 문제를 해결할 수 있다. 그래서 운영체제는 응용프로그램에게 통신시 사용할 수 있는 socket API를 제공하여 응용프로그램은 데이터를 보내고 받기만 할 수 있게 한다.
    • 어떤 응용프로그램에서 송수신하는 데이터인지 운영체제 측에서 알아야 하는데 이 소켓이 프로세스별 end point로 역할하여 송시신지가 문제없이 관리된다.

소켓 API 사용법

1. 소켓 생성
   • 통신을 위한 소켓을 생성한다.

   int sockfd = socket(domain, type, protocol);
   

   • 인자
     • domain
       • 프로토콜 주소체계 지정
       • IPv4 : ‘AF_INET’
       • IPv6 : ‘AF_INET6’
       • 로컬 : ‘AF_UNIX’ or ‘AF_LOCAL’
     • socket type
       • TCP 방식 : ‘SOCK_STREAM’
       • UDP 방식 : ‘SOCK_DGRAM’
     • protocol
       • 프로토콜 지정 인자
       • 기본 프로토콜 : 0
       • TCP 방식 : ‘IPPROTO_TCP’
       • UDP 방식 : ‘IPPROTO_UDP’
   • 반환값
     • 생성된 socket에 대한 File Descriptor로, 운영체제에 의해 생성되며, 이후 소켓을 사용할 때 인자 값으로 보내야 한다.
2. 소켓 바인딩
   • 소켓에 IP주소와 포트 번호를 할당하는 것이다.
   • 서버 프로그램에서 주로 사용한다.

   bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeoof(my_addr));
   

   • 인자
     • socket descriptor
     • address
       • socket이 바인딩 될 주소(구조체의 포인터)
       • IP와 PORT 번호 설정
     • address length
       • 주소 구조체의 크기 지정
3. 연결 수립
   • 클라이언트
     • connect() : 서버에 연결 요청
   • 서버
     • listen() : 클라이언트 요청 확인
     • accept() : 클라이언트의 연결 요청 수락

   //클라이언트
   connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));
   
   //서버
   listen(socked, backlog);
   int new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&their_addr, &addr_size)
   

   • 인자
     • listen
       • socket description
       • 대기 큐의 길이(backlog)
     • accecpt
       • socket description
       • address
         • socket이 바인딩 될 주소
         • IP, PORT 번호
       • address length
         • 주소 구조체의 크기 지정
     • connect
       • socket descriptor
       • server address
4. 데이터 송수신
   • 데이터 송신
   • 데이터 수신

   send(sockfd, "Hello, world!", data_size, flags);
   recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), flags);
   
   // UDP
   sendto(sockfd, "Hello, world!", data_size, flags, dest_addr, addr_len);
   recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), flags, dest_addr, addr_len);m);
   

   • read와 write도 동일한 목적으로 사용 가능하다.
     • LINUX에서만 사용 가능하다
     • 네트워크 장치를 file로 인식하는 OS 특성상 사용 가능한 system call 함수이다.
     • 네트워크 실행 특성을 반영하는 정보를 읽고 쓰기 위해 만들어진 것이 아니기 때문에 기능이 제한적이다.
     • 이 때문에, UDP의 경우 반드시 send를 써야 동신이 가능하다.
   • 인자
     • socket descriptor
     • data buffer
       • 전송할 데이터를 담고 있는 버퍼이다. 또는 수신된 데이터를 저장할 버퍼의 포인터다.
     • data size
       • data byte 수
     • flags
       • 데이터 송수신 동작 제어를 위한 옵션 플래그
     • 대상 주소
       • UDP의 경우에만, 상대방의 주소정보를 담은 구조체의 포인터
     • 주소 길이
       • 상대방의 주소 구조체의 크기
5. 소켓 닫기
   • close 통신 완료 후, 소켓을 닫고 리소스를 해제한다.

   close(sockfd);
   

   • 인자
     • socket file descriptor