[C언어] 간단한 소켓 프로그래밍 - 1

C언어의 BSD 소켓이란?

BSD 소켓은 Berkeley Software Distribution에서 개발된 네트워크 프로그래밍 인터페이스입니다. 
BSD 소켓은 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하며, 소켓이라는 추상적인 개념을 통해 네트워크 통신을 수행할 수 있습니다. 
BSD 소켓은 다양한 운영체제에서 지원되며, C언어에서는 <sys/socket.h> 헤더 파일을 포함하여 사용할 수 있습니다.

소켓통신

 

서버 소켓 생성 예제

서버 소켓을 생성하려면 socket() 함수를 사용합니다. 
socket() 함수는 세 개의 인자를 받으며, 각각 소켓의 도메인, 타입, 프로토콜을 지정합니다. 

 

Socket 인자

 

도메인
주소 체계를 의미하며, 일반적으로 AF_INET (IPv4) 또는 AF_INET6 (IPv6)를 사용합니다. 

타입
전송 방식을 의미하며, TCP를 사용하려면 SOCK_STREAM, UDP를 사용하려면 SOCK_DGRAM을 사용합니다. 

프로토콜
특정 프로토콜을 지정하려면 해당 번호를 입력하거나, 기본값으로 0을 입력합니다. 

반환
socket() 함수는 성공하면 소켓의 파일 디스크립터를 반환하고, 실패하면 -1을 반환합니다.

 

소켓 바인딩 예제

서버 소켓을 바인딩하려면 bind() 함수를 사용합니다. 
bind() 함수는 세 개의 인자를 받으며, 각각 소켓의 파일 디스크립터, 주소 구조체의 포인터, 주소 구조체의 크기를 지정합니다.
주소 구조체는 도메인에 따라 다르게 정의되며, AF_INET 도메인에서는 struct sockaddr_in 구조체를 사용합니다.

struct sockaddr_in 구조체는 네 개의 멤버를 가지며, 각각 도메인, 포트 번호, IP 주소, 여분의 공간을 저장합니다.
포트 번호와 IP 주소는 네트워크 바이트 순서로 변환하여 저장해야 합니다.

bind() 함수는 성공하면 0을 반환하고, 실패하면 -1을 반환합니다.

 

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
    // 서버 소켓 생성
    int server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_sock == -1)
    {
        perror("socket error!\n");
        return 0;
    }
    return 0;
}

아래는 소켓 생성 후 바인딩 예제입니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
    // 서버 소켓 생성
    int server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_sock == -1)
    {
        perror("socket create error!\n");
        return 0;
    }

    // 서버 주소 구조체 설정
    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8090);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    memset(server_addr.sin_zero, 0, sizeof(server_addr.sin_zero));

    // 서버 소켓 바인딩
    int r = bind(server_sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    if (r == -1)
    {
        perror("bind error!");
        return 0;
    }

    return 0;
}

서버와 클라이언트 통신

 

서버 소켓을 리스닝하고 클라이언트 연결 수락 예제

서버 소켓을 리스닝하려면 listen() 함수를 사용합니다.
listen() 함수는 두 개의 인자를 받으며, 각각 소켓의 파일 디스크립터와 연결 요청을 대기할 수 있는 최대 큐의 크기를 지정합니다.
listen() 함수는 성공하면 0을 반환하고, 실패하면 -1을 반환합니다.

서버 소켓이 클라이언트의 연결 요청을 수락하려면 accept() 함수를 사용합니다. 
accept() 함수는 세 개의 인자를 받으며, 각각 소켓의 파일 디스크립터, 클라이언트 주소 구조체의 포인터, 클라이언트 주소 구조체의 크기를 저장할 변수의 포인터를 지정합니다. 
accept에 성공하면 새로운 소켓의 파일 디스크립터를 반환하고, 실패하면 -1을 반환합니다. 
또한 이 함수는 블로킹 함수이므로, 연결 요청이 있을 때까지 대기합니다.

 

서버 소켓을 리스닝하고 클라이언트 연결을 수락하는 예제

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
    // 서버 소켓 생성 및 바인딩 코드 생략
// ...
// ...

    // 서버 소켓 리스닝
    int r = listen(server_sock, 5);
    if (r == -1)
    {
        perror("listen error!\n");
        return 0;
    }

    // 클라이언트 주소 구조체 설정
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_size = sizeof(client_addr);

    // 서버 소켓이 클라이언트 연결 요청 수락
    int client_sock = accept(server_sock, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_size);
    if (client_sock == -1)
    {
        perror("accept error!\n");
        return 0;
    }

    return 0;
}

 

네트워크 통신 ...어렵다

 

클라이언트 요청을 읽는 예제

서버 소켓이 클라이언트의 요청을 읽기 위해 read() 함수를 사용합니다.
read() 함수는 세 개의 인자를 받으며, 각각 소켓의 파일 디스크립터, 버퍼의 포인터, 버퍼의 크기를 지정합니다.
read() 함수는 성공하면 읽은 바이트 수를 반환하고, 실패하면 -1을 반환합니다. 

다음은 서버 소켓이 클라이언트 요청을 읽는 에제입니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
    // 서버 소켓 생성 및 바인딩 코드 생략
    // ...
    // 서버 소켓 리스닝 및 클라이언트 연결 요청 수락 코드 생략
    // ...

    // 버퍼 설정
    char buf[1024];
    int buf_size = sizeof(buf);

    // 클라이언트 요청 읽기
    int r = read(client_sock, buf, buf_size);
    if (r == -1)
    {
        perror("read error!\n");
        return 0
    }

    // 클라이언트 요청 출력
    printf("msg: %s\n", buf);
    close(client_sock);
    return 0;
}

오늘은 C언어에서 BSD 소켓을 사용하여 서버 소켓을 만들고 클라이언트의 요청을 수락 및 메시지 수신 하는 예제를 알아보았습니다.