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2장 소켓의 타입과 프로토콜의 설정

02-1 소켓의 프로토콜과 그에 따른 데이터 전송 특성

프로토콜(Protocol)이란 무엇인가?

컴퓨터 상호간의 대화에 필요한 통신규약

소켓을 생성할 때 프로토콜을 지정해야한다.

소켓의 생성

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

이 함수에 대해 제대로 이해하기 위해 하나하나 살펴보면 다음과 같다.

  • domain: 소켓이 사용할 프로토콜 체계 정보 전달
  • type: 소켓의 데이터 전송방식에 대한 정보 전달
  • protocol: 두 컴퓨터간 통신에 사용되는 프로토콜 정보 전달

프로토콜 체계

프로토콜의 종류에 따라 부류를 나누는 법

이름 프로토콜 체계(Protocol Family
PF_INET IPv4 인터넷 프로토콜 체계
PF_INET6 IPv6 인터넷 프로토콜 체계
PF_LOCAL 로컬 통신을 위한 UNIX 프로토콜 체계
PF_PACKET Low Level 소켓을 위한 프로토콜 체계
PF_IPX IPX 노벨 프로토콜 체계

이 책에서는 PF_INET에 해당하는 IPv4 인터넷 프로토콜 체계에 대해서 자세히 다룬다.

소켓의 타입

데이터의 전송방식이며, 크게 연결 지향형과 비 연결 지향형으로 나뉜다.

연결지향형 소켓(SOCK_STREAM)

  • 소켓 대 소켓의 연결은 반드시 1대 1이며, 지속적으로 연결된 지를 확인
  • 전송 순서대로 데이터가 수신되고 중간에 데이터가 소멸되지 않고 목적지로 전송
  • 전송되는 데이터의 경계가 존재 X → 데이터 송수신 시 분할 여부가 문제가 되지 않음.
  • 데이터가 제대로 전송되지 않으면 데이터를 재전송

"신뢰성 있는 순차적인 바이트 기반의 연결지향 데이터 전송 방식의 소켓"

비 연결지향형 소켓(SOCK_DGRAM)

  • 전송된 순서에 상관없이 가장 빠른 전송을 지향
  • 전송된 데이터는 손실의 우려가 있고, 파손의 우려
  • 전송되는 데이터의 경계가 존재
  • 한번에 전송할 수 있는 데이터의 크기가 제한

"신뢰성과 순차적 데이터 전송을 보장하지 않는, 고속의 데이터 전송을 목적으로 하는 소켓"

프로토콜의 최종선택

  • 앞선 두 정보만 있어도 IPv4에서는 프로토콜을 결정하는데 충분함 → 3번째 인자와 무관하게 생성 가능
  • 하지만 세번째 정보는 하나의 프로토콜 체계 안에 데이터 전송방식이 다를 경우를 대비
// "IPv4 인터넷 프로토콜 체계에서 동작하는 연결지향형 데이터 전송 소켓" (TCP)
int tcp_socket=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPRTO_TCP);
// "IPv4 인터넷 프로토콜 체계에서 동작하는 비 연결지향형 데이터 전송 소켓" (UDP)
int udp_socket=socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);

연결지향형 소켓! TCP 소켓의 예

  • hello_server.c -> tcp_server.c 변경사항 없음!
  • hello_client.c -> tcp_client.c read 함수의 호출방식 변경!

tcp_client.c

#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=0;
    int idx=0, read_len = 0;

    if(argc!=3)
    {
        printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); // TCP 소켓 생성, PF_INET, SOCK_STREAM
    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!");

        while(read_len=read(sock, &message[idx++], 1)) // while 문에서 read함수 반복 호출
        {
            if(read_len == -1)
                error_handling("read()  error!");

            str_len += read_len; // 1바이트 씩 읽어 str_len에 총 읽은 수를 저장
        }
        printf("Message from server: %s \n", message);
        printf("Function read call count: %d \n", str_len);
        close(sock);
        return 0;
}

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

연결지향형 소켓을 다음과 같이 만들어보았다. TCP 소켓의 특성은 전송되는 데이터의 경계가 존재하지 않는다는 것인데, 이 예제에서는 서버가 전송한 13바이트 짜리 데이터를 1바이트 씩, 총 13회의 read함수호출로 읽어 들였다.