08 BSD 소켓 프로그래밍(Socket Programming) 예제

원문 : http://kkamagui.springnote.com/pages/551093

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들어가기 전에...

0.시작하면서...

 BSD 소켓 프로그래밍은 MFC 소켓에 비하면 쓰기가 까다롭고 알아야할 부분이 많다. 특히나 윈도우 프로그래밍을 하면 MFC 소켓에 익숙해지기때문에 까먹기가 십상이다.

 이번에 NDS 소켓 프로그래밍을 하면서 우연히 다시 볼 기회가 생겨 정리한다.

1.참고 함수들

1.1 select 함수

 Single Thread로 Multi-Socket을 컨트롤 하는 방법은 여러가지가 있겠지만, 가장 대표적인 것이 select이다. select는 아래와 같은 원형을 가지고 있다.

1. int select(
     int nfds,
     fd_set FAR* readfds,
     fd_set FAR* writefds,
     fd_set FAR* exceptfds,
     const struct timeval FAR* timeout
   );

 select 함수는 nfds에 설정된 소켓의 수만큼 소켓을 체크하므로 반드시 가장 큰 소켓 번호 + 1의 크기만큼을 nfds로 넘겨줘야 함을 잊지 말자( ex: fd + 1 ) 

 return 값은 아래와 같은 의미를 가진다.

• 양수 : readfds or writefds or exceptfds 중에 양수 개의 fd가 이벤트가 발생했다.

  • fds에 이벤트가 발생한 fd만 플래그가 설정되므로 FD_ISSET 매크로를 이용해서 해당 socket을 찾을 수 있다.
  • timeout에 남은 시간이 저장되므로 이를 활용하면 추가적인 처리가 가능하다
• 0 : timeout이 되었다. timeout 값의 경우 0으로 설정되면 무한대로 대기한다.
• 음수 : readfds에 닫힌 소켓이 있거나 기타 에러가 발생했다.

 fd_set 및 timeval은 구조체로 아래와 같은 형태를 가진다.

1. typedef struct fd_set {
     u_int fd_count;
     SOCKET fd_array[FD_SETSIZE];
   } fd_set;
2. struct timeval {
     long tv_sec;  // second 단위
     long tv_usec; // millisecond 단위
   };

 timeval은 위에서 보는 것 그대로 second/millisecond 단위로 설정해서 사용하면 된다.

 하지만 fd_set과 같은 경우 어떻게 사용해야할지 좀 막막하다. 다행이 이를 처리해주는 매크로가 있으니 아래와 같다.

• FD_ZERO( fd_set* fdset ) :  fdset을 초기화. 처음에는 반드시 한번 호출해야 함
• FD_SET( int fd, fd_set* fdset ) : fdset에 fd 소켓을 등록한다.
• FD_CLR( int fd, fd_set* fdset ) : fdset에 fd 소켓을 삭제한다.
• FD_ISSET( int fd, fd_set* fdset ) : fdset에 fd 소켓이 있는가 확인한다.

 자주 사용하는 매크로이니 한번쯤은 읽어두자. 자세한 사용 방법은 아래의 Linux 예제를 보면 된다.

2.윈도우(Window) 환경

2.1 서버(Server)

1. #include <winsock2.h>
   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
2. #define DEFAULT_PORT 2924
   #define DEFAULT_BUFFER_SIZE 4096
3. int main()
   {
       char Buffer[DEFAULT_BUFFER_SIZE + 1];
       WSAData wsd;
4.     if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd) != 0) {
           printf("Winsock 초기화 에러!\n");
           return -1;
       }
5.     SOCKET ls = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
6.     if (ls == INVALID_SOCKET) {
           printf("소켓 생성 실패!\n");
           return -1;
       }
7.     sockaddr_in service;
       memset(&service, 0, sizeof(service));
       service.sin_family = AF_INET;
       service.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
       service.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
      
       if (bind(ls, (SOCKADDR*) &service, sizeof(service)) == SOCKET_ERROR) {
           printf("bind 실패!\n");
           return -1;
       }
      
       if (listen(ls, 1) == SOCKET_ERROR) {
           printf("listen() 실패!\n");
           return -1;
       }
8.     SOCKET as;
9.     printf("클라이언트 연결 대기.\n");
10.     while (1) {
            as = accept(ls, NULL, NULL);
            if (as == SOCKET_ERROR) continue;
            printf("클라이언트 연결됨.\n");
11.         int nbyte = recv(as, Buffer, DEFAULT_BUFFER_SIZE, 0);
12.         if (nbyte <= 0) {
                printf("recv 에러!\n");
                break;
            }
           
            Buffer[nbyte] = '\0';
            printf("에코 : %s\n", Buffer);
13.         send(as, Buffer, nbyte, 0);
14.         if (strncmp(Buffer, "quit", 4) == 0) {
                printf("클라이언트의 요청에 의해 서버 종료\n");
                break;
            }
           
            closesocket(as);
            printf("클라이언트 연결 해제.\n새로운 클라이언트 연결 대기.\n");
        }
15.     closesocket(ls);
        WSACleanup();
       
        return 0;
    }

2.2 클라이언트(Client)

1. #include <winsock2.h>
   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
2. #define DEFAULT_PORT 2924
   #define DEFAULT_BUFFER_SIZE 4096
3. int main(int argc, char** argv)
   {
       char Buffer[DEFAULT_BUFFER_SIZE + 1];
       WSAData wsd;
4.     if (argc != 2) {
           printf ("사용법 : %s [IP 주소]\n", argv[0]);
           return -1;
       }
      
       if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd) != 0) {
           printf("Winsock 초기화 에러!\n");
           return -1;
       }
      
       SOCKET cs = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
      
       if (cs == INVALID_SOCKET) {
           printf("소켓 생성 실패!\n");
           return -1;
       }
      
       sockaddr_in client;
       memset(&client, 0, sizeof(client));
    
       client.sin_family = AF_INET;
       client.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
       client.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
      
       if (connect(cs, (SOCKADDR *)&client, sizeof(client)) == SOCKET_ERROR) {
               printf("connect 에러!\n");
               return -1;
       }
5.     printf("입력 : ");
       gets(Buffer);
6.     send(cs, Buffer, strlen(Buffer), 0);
       int nbyte = recv(cs, Buffer, DEFAULT_BUFFER_SIZE, 0);
7.     Buffer[nbyte] = '\0';
       printf("에코 : %s", Buffer);
8.     closesocket(cs);
       WSACleanup();
      
       return 0;
   }

3.Linux or Unix or NDS

3.1 서버(Server)

 윈도우쪽 소스를 조금 수정했다.

1. #include <sys/socket.h>
   #include <netinet/in.h>
   #include <netdb.h>
2. int main()
   {
       char Buffer[256 + 1];
3.     int ls = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
       if (ls == INVALID_SOCKET) {
           printf("소켓 생성 실패!\n");
           return -1;
       }
4.     sockaddr_in service;
       memset(&service, 0, sizeof(service));
       service.sin_family = AF_INET;
       service.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
       service.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
      
       if (bind(ls, (SOCKADDR*) &service, sizeof(service)) == SOCKET_ERROR) {
           printf("bind 실패!\n");
           return -1;
       }
      
       if (listen(ls, 1) == SOCKET_ERROR) {
           printf("listen() 실패!\n");
           return -1;
       }
       int as;
       printf("클라이언트 연결 대기.\n");
       while (1) {
           as = accept(ls, NULL, NULL);
           if (as == SOCKET_ERROR) continue;
           printf("클라이언트 연결됨.\n");
           int nbyte = recv(as, Buffer, DEFAULT_BUFFER_SIZE, 0);
           if (nbyte <= 0) {
               printf("recv 에러!\n");
               break;
           }
          
           Buffer[nbyte] = '\0';
           printf("에코 : %s\n", Buffer);
           send(as, Buffer, nbyte, 0);
           if (strncmp(Buffer, "quit", 4) == 0) {
               printf("클라이언트의 요청에 의해 서버 종료\n");
               break;
           }
          
           close(as);
           printf("클라이언트 연결 해제.\n새로운 클라이언트 연결 대기.\n");
       }
       close(ls);
      
       return 0;
   }

3.2 클라이언트(Client)

 NDS에서 사용하는 예제를 조금 수정했다.

1. #include <sys/socket.h>
   #include <netinet/in.h>
   #include <netdb.h>
2. int main(void)
   {
3.     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
       // Let's send a simple HTTP request to a server and print the results!
4.     // store the HTTP request for later
       const char * request_text =
           "GET / HTTP/1.1\r\n\r\n";
   //        "Host: www.akkit.org\r\n"
   //        "User-Agent: Nintendo DS\r\n\r\n";
5.     // Find the IP address of the server, with gethostbyname
       // DNS를 이용해서 Name으로 IP를 얻는다.
       // 2007/10/24 현재, 아직 잘 안되는 것 같다.
       iprintf( "DNS Resolve Start\n" );
       //struct hostent * myhost = gethostbyname( "www.google.org" );
       //iprintf("Found IP Address![www.google.org] [%08X]\n",
       //        myhost->h_addr_list[0] );
    
       // Tell the socket to connect to the IP address we found, on port 80 (HTTP)
       struct sockaddr_in sain;
       sain.sin_family = AF_INET;
       sain.sin_port = htons(80);
       // Host Resolve가 끝났으면 아래와 같이 사용한다.
       //sain.sin_addr.s_addr= *( (unsigned long *)(myhost->h_addr_list[0]) );
       // 아래는 google의 IP 주소이다.
       sain.sin_addr.s_addr = inet_addr( "72.14.235.99" );  
      
       // Create a TCP socket
       int my_socket;
       fd_set readfd;
       fd_set tempfd;
       struct timeval stTime;
       struct timeval stTempTime;
       int iRet;
      
       stTime.tv_sec = 5;
       stTime.tv_usec = 0;
   Retry:
      
       my_socket = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
       iprintf("Created Socket!\n");
      
       iprintf( "Try To Connect\n" );
       connect( my_socket,(struct sockaddr *)&sain, sizeof(sain) );
       iprintf("Connected to server!\n");
6.     // send our request
       send( my_socket, request_text, strlen(request_text), 0 );
       iprintf("Sent our request!\n");
7.     // Print incoming data
       iprintf("Printing incoming data:\n");
8.     int recvd_len;
       char incoming_buffer[256];
9.     iprintf("Recv Start\n");
       FD_ZERO( &readfd );
       FD_SET( my_socket, &readfd );
       while( 1 )
       {
           tempfd = readfd;
           stTempTime = stTime;
           iRet = select( my_socket + 1, &tempfd, NULL, NULL, &stTempTime );
           if( iRet > 0 )
           {
               recvd_len = recv( my_socket, incoming_buffer, 255, 0 );
               iprintf("Recv End Size[%d]\n", recvd_len );
               if( recvd_len > 0 )
               { // data was received!
                   incoming_buffer[ recvd_len ] = 0; // null-terminate
                   iprintf( incoming_buffer );
               }
           }
           // Time Expired
           else if( iRet == 0 )
           {
               iprintf( "Time Expired If You Press B, Exit Receiving Process\n" );
               if( ~REG_KEYINPUT & KEY_B )
               {
                   break;
               }
           }
           else
           {
               iprintf( "Error~~!!\n" );
               break;
           }
       }
      
       iprintf("Other side closed connection!\n");
10.     shutdown(my_socket,0); // good practice to shutdown the socket.
11.     close(my_socket); // remove the socket.
       
        iprintf( "Press Any A Key To Retry\n" );
        while( REG_KEYINPUT & KEY_A ) ;
       
        goto Retry;
12.     while(1);
13.     return 0;
    }

4.마치면서...

 간단하게나마 코드 조각을 정리해 보았다. 이제 구글링할 필요없이 바로 붙여넣고 쓰면된다. 다시한번 네트워크의 세계로 빠져보자.