[열혈TCP/IP] 05 TCP 기반 서버 / 클라이언트 2
05 TCP 기반 서버 / 클라이언트 2
챕터 4의 마지막에 언급했던 문제는 echo_server에는 없고, echo_client에만 있다. 에코_클라는 read() 호출을 통해서 잣니이 전송한 문자열 데이터를 한방에 수신하기를 원하고 있다. 이를 문자열 데이터가 전송되었을 때 이를 모두 읽어서 출력하는 것으로 해결하면 된다. 즉, 클라가 수신해야할 데이터의 크기를 미리 알고 있기 때문에 이를 활용하면 된다. 전체적으로는 똑같고 달라지는 부분만 입력한다.
while(1)
{
fputs("Input message(Q to quit): ", stdout);
fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
if(!strcmp(message,"q\n") || !strcmp(message,"Q\n"))
break;
str_len=write(sock, message, strlen(message));
recv_len=0;
while(recv_len<str_len)
{
recv_cnt=read(sock, &message[recv_len], BUF_SIZE-1);
if(recv_cnt==-1)
error_handling("read() error!");
recv_len+=recv_cnt;
}
message[recv_len]=0;
printf("Message from server: %s", message);
}
전송한 데이터 크기만큼 데이터를 수신하기 위해서 read 함수를 반복하고 있다.
아래의 예제 코드는 131페이지에서 설명하고 있는 코드이다. 1바이트 피연산자의 수 - 피연산자 N개 - 연산자를 char형 배열에 저장해서 한 번에 write를 한다.
//opclient.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
#define RLT_SIZE 4
#define OPSZ 4
void error_handling(char *message);
int main(int argc, char *argv[])
{
int sock;
char opmsg[BUF_SIZE];
int result, opnd_cnt, i;
struct sockaddr_in serv_adr;
if(argc!=3) {
printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sock==-1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family=AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
error_handling("connect() error!");
else
puts("Connected...........");
fputs("Operand count: ", stdout);
scanf("%d", &opnd_cnt);
opmsg[0]=(char)opnd_cnt;
for(i=0; i<opnd_cnt; i++)
{
printf("Operand %d: ", i+1);
scanf("%d", (int*)&opmsg[i*OPSZ+1]);
}
fgetc(stdin);
fputs("Operator: ", stdout);
scanf("%c", &opmsg[opnd_cnt*OPSZ+1]);
write(sock, opmsg, opnd_cnt*OPSZ+2);
read(sock, &result, RLT_SIZE);
printf("Operation result: %d \n", result);
close(sock);
return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
//opserver.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
#define OPSZ 4
void error_handling(char *message);
int calculate(int opnum, int opnds[], char oprator);
int main(int argc, char *argv[])
{
int serv_sock, clnt_sock;
char opinfo[BUF_SIZE];
int result, opnd_cnt, i;
int recv_cnt, recv_len;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
socklen_t clnt_adr_sz;
if(argc!=2) {
printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(serv_sock==-1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family=AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
error_handling("bind() error");
if(listen(serv_sock, 5)==-1)
error_handling("listen() error");
clnt_adr_sz=sizeof(clnt_adr);
for(i=0; i<5; i++)
{
opnd_cnt=0;
clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
read(clnt_sock, &opnd_cnt, 1);
recv_len=0;
while((opnd_cnt*OPSZ+1)>recv_len)
{
recv_cnt=read(clnt_sock, &opinfo[recv_len], BUF_SIZE-1);
recv_len+=recv_cnt;
}
result=calculate(opnd_cnt, (int*)opinfo, opinfo[recv_len-1]);
write(clnt_sock, (char*)&result, sizeof(result));
close(clnt_sock);
}
close(serv_sock);
return 0;
}
int calculate(int opnum, int opnds[], char op)
{
int result=opnds[0], i;
switch(op)
{
case '+':
for(i=1; i<opnum; i++) result+=opnds[i];
break;
case '-':
for(i=1; i<opnum; i++) result-=opnds[i];
break;
case '*':
for(i=1; i<opnum; i++) result*=opnds[i];
break;
}
return result;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
05-2 TCP의 이론적인 이야기!
양쪽 호스트의 read() / write()에 대해서는 각각 출력버퍼와 입력버퍼가 있어서 경계가 없는 데이터 송수신이 가능하다. (write와 read의 호출 횟수가 일치하지 않을 수 있다.)
- 입출력 버퍼는 TCP 소켓 각각에 대해서 별도로 존재한다.
- 입출력 버퍼는 소켓생성시 자동으로 생성된다.
- 소켓을 닫아도 출력버퍼에 남아있는 데이터는 계속해서 전송이 이루어진다.
- 소켓을 닫으면 입력버퍼에 남아있는 데이터는 소멸되어버린다.
입력버퍼의 크기를 초과하는 분량의 데이터 전송을 TCp에서는 일어나지 않는다. 슬라이딩 윈도우라는 프로토콜을 사용한다. 입력 버퍼가 50바이트이고 데이터가 100바이트이면, 입력버퍼의 20바이트가 처리됐다면 70바이트까지는 보낼 수 있도록 통신을 한다는 뜻이다.
TCP의 내부 동작원리1: 상대 소켓과의 연결(3-way handshake)
TCP 소켓 생성에서 소멸의 과정을 거치면서 아래의 단계를 지난다.
- 상대 소켓과의 연결
- 상대 소켓과의 데이터 송수신
- 상대 소켓과의 연결종료
3-way handshake를 간단하게 표현하면 다음과 같다.
- A : 연결하자 : [SYN] SEQ: 1000, ACK : -
- 내가 지금 보내는 패킷에 1000이라는 번호를 부여하니, 잘 받았으면 다음에는 1001번 패킷을 전달하라고 내게말해줘
- B : 준비됐어 : [SYN+ACK] SEQ: 2000, ACK : 1001
- 내가 지금 보내는 패킷에 2000이라는 번호를 부여하니, 잘 받았으면 다음에는 2001번 패킷을 전달하라고 내게말해줘
- 좀 전에 전송한 SEQ가 1000인 패킷은 잘 받았으니, 다음 번에는 SEQ가 1001인 패킷을 전송하기 바란다.
- A : 알겠어 : [ACK] SEQ: 1001, ACK : 2001
- 1001 보낼게
- 2000 잘 받았고 다음부터 2001 보내
TCP의 내부 동작원리2: 상대 소켓과의 데이터 송수신
호스트 A가 호스트 B에게 총 200바이트를 두 번에 나눠서 보내는 경우
- A: [SEQ] SEQ: 1200, 100 byte data
- B: [ACK] 1301
- A: [SEQ] SEQ: 1301, 100 byte data
- B: [ACK] 1402
- ACK 번호 = SEQ 번호 + 전송된 바이트 크기 + 1이다.
- +1은 다음번에 전달될 SEQ의 번호를 알리기 위함이다.
- A: [SEQ] SEQ: 1301, 100 byte data를 B가 제대로 받지 못하면 timeout이 걸리고 A는 같은 패킷을 재전송한다.
TCP의 내부 동작원리3: 상대 소켓과의 연결종료(Four-way handshaking)
- A: 연결 끊고싶습니다. FIN SEQ 5000, ACK -
- B: 잠시만요 ACK SEQ 7500, ACK 5001
- B: 저도 끊을 준비가 됐습니다. 끊으세요. FIN SEQ 7501, ACK 5001
- A: 네 연결 끊겠습니다. ACK SEQ 5001, ACK 7502