[소켓 프로그래밍] TCP Echo-Client, Server 구현

C++을 이용해 소켓프로그래밍을 해보려한다.

소켓에 대한 개념은 너무 방대하여 간단하게 다루고

프로그램을 짜는데 중점을 두고 포스팅하려한다.

함께, 에코 서버와 에코 클라이언트를 프로그래밍해보자.

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1. 소켓(Socket) 프로그래밍

소켓 : 네트워크에서 서버와 클라이언트가 서로 특정 포트를 이용하여 양방향 통신하도록 만들어주는 소프트웨어 장치

소켓 프로그래밍 : 소켓을 사용하여 네트워크를 구성해나가는 과정

 

2. 소켓 API 흐름

서버소켓과 클라이언트 소켓의 흐름은 다음과 같다.

 

서버 소켓 >

1. 소켓 생성 : Create
2. 서버가 사용할 주소 지정하여 결합(IP, Port) : Bind
3. 연결 요청 대기 : Listen
4. 요청 수신시 받기 : Accept
5. 연결 수립시(Established) 데이터 송수신 : send/recv
6. 송수신 완료, 소켓 닫기 : Close

클라이언트 소켓 >

1. 소켓 생성 : Create
2. 서버 연결요청 : Connect
3. 연결 요청 받으면 데이터 송수신 : send/recv
4. 송수신 완료, 소켓 닫기 : Close

그림으로 정리하면 다음과 같다.

3. Echo-Client

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
using namespace std;

void usage(char *argv){
    cout << "Usage : " << argv << " [ip] [port]" << endl;
    cout << "Example) " << argv << " 192.168.0.12 1234" << endl;
}

int main(int argc, char *argv[]){
    if(argc != 3){ //인자가 3개가 아니면 usage를 출력
        usage(argv[0]);
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in addr_server = {}; // 주소체계 구조체 선언

    memset(&addr_server, 0, sizeof(addr_server));
    addr_server.sin_family = AF_INET; // IPv4 통신, 기본 인터넷 프로토콜 지정
    addr_server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); // 첫번째 인자 IP 대입
    addr_server.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 두번째 인자 PORT 대입

    char w_buff[256]; // 쓰기용 버퍼 선언
    char r_buff[256]; // 읽기용 버퍼 선언

    int sock_client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 소켓 생성(IPv4, TCP, 기본프로토콜)
    if(sock_client == -1){
        cout << "socket error" << endl;
        close(sock_client);
        exit(1);
    }

    if(connect(sock_client, (struct sockaddr*) &addr_server, sizeof(addr_server)) == -1){ // 연결 요청
        cout << "connect error" << endl;
        close(sock_client);
        exit(1);
    }

    while(1){ // 연결 수락시 반복문
        memset(r_buff, 0, 256); // 읽기 버퍼 초기화
        cin >> w_buff; // 쓰기 버퍼에 문자열 입력
        if(strlen(w_buff)>255) break; // 버퍼 오버플로그 방지
        int write_chk = write(sock_client, w_buff, strlen(w_buff)); // 작성 길이만큼 write(전송)
        if(write_chk == -1){
            cout << "write error" << endl;
            break;
        }
        int read_chk = read(sock_client, r_buff, sizeof(r_buff)-1); // 읽기 버퍼사이즈-1 만큼 read(읽기)
        if(read_chk == -1){
            cout << "read error" << endl;
            break;
        }else{
            r_buff[strlen(r_buff)] = '\n';
            cout << r_buff; // 버퍼 출력
        }
    }
    close(sock_client); // 연결 종료
    return 0;
}

 

 

4. Echo-Server

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
using namespace std;

void usage(char *argv){
    cout << "Usage : " << argv << " [port]" << endl;
    cout << "Example) " << argv << " 1234" << endl;
}

int main(int argc, char *argv[]){
    if(argc != 2){ // 인자가 2개가 아니면 usage 출력
        usage(argv[0]);
        return -1;
    }

    char buff[256]; // 읽기, 쓰기용 버퍼 선언

    struct sockaddr_in addr_server = {}; // 주소체계 구조체 선언
    struct sockaddr_in addr_client = {};
    socklen_t addr_client_len = sizeof(addr_client_len); // 길이 계산

    memset(&addr_server, 0, sizeof(addr_server)); // 초기화
    addr_server.sin_family = AF_INET; // IPv4 인터넷 프로토콜
    addr_server.sin_port = htons(atoi(argv[1])); // 첫번째 인자 PORT 지정
    addr_server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // Anybody
 

    int sock_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 소켓 생성
    if(sock_server == -1){
        cout << "socket error" << endl;
        close(sock_server);
        exit(1);
    }

    if(bind(sock_server, (sockaddr*) &addr_server, sizeof(addr_server)) == -1){ // 주소 지정
        cout << "bind error" << endl;
        close(sock_server);
        exit(1);
    }

    if(listen(sock_server, 3) == -1){ // 연결 대기
        cout << "listen error" << endl;
        close(sock_server);
        exit(1);
    }

    int sock_client = accept(sock_server, (sockaddr*) &addr_client, &addr_client_len); // 연결 수락
    if(sock_client == -1){
        cout << "accept error" << endl;
        close(sock_server);
        exit(1);
    }

    while(1){
        memset(buff, 0, 256); // 버퍼 초기화
        int read_chk = read(sock_client, buff, sizeof(buff)-1); // 버퍼크기-1만큼 read(읽기)
        if(read_chk == -1){
            cout << "read error" << endl;
            break;
        }
        buff[strlen(buff)] = '\n';
        cout << buff; // 버퍼 출력
        int write_chk = write(sock_client, buff, strlen(buff)); // 버퍼 사이즈만큼 write(전송)
        if(write_chk == -1){
            cout << "write error" << endl;
            break;
        }
    }
    close(sock_server); // 연결 종료
    return 0;
}

 

 

5. 실행결과

1234번 포트로 server를 실행시키고 client에서 localhost와 1234번 포트로 접속을 시도했다.

client에서 "echotest"와 "hellworld" 문자열을 입력해보았고 실행결과는 다음과 같다.

 

echo-server-main.cpp

 

echo-client-main.cpp

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잘못된 정보나 코드 제보 받으며, 여기까지 Echo-Client, Echo-Server 프로그램 개발 포스팅을 마친다.