TCP 소켓 프로그래밍

 

IPv4에서 범위를 초과한 ip를 위해 생긴 IPv6

 

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흐름/혼잡 제어

 

sendBuffer에 데이터를 저장하고 송신한 후, recvBuffer에서 데이터를 정확하게 수신한다는 보장이 없다.

100바이트의 데이터를 송신하여도 100바이트로 받지 않을 수 있다.

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Client

소켓 준비 - 서버 연결

 

Server

소켓 준비 - Bind - Listen - Accept

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기본 헤더

#include <WinSock2.h>
#include <MSWSock.h>
#include <WS2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

 

/*
    af: Address Family (AF_INET = IPv4, AF_INTE6 = IPv6)
    type: TCP(SOCK_STREAM) vs UDP(SOCK_DGRAM)
    protocol: 0
    return: descriptor
*/
SOCKET clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

https://learn.microsoft.com/ko-kr/windows/win32/api/winsock2/nf-winsock2-socket

socket 함수(winsock2.h) - Win32 apps

 

serverAddr.sin_port = htons(PORT);
/*
    host to network short
    Little-Endian vs Big-Endian
    little: [0x78][0x56][0x34][0x12]
    big: [0x12][0x34][0x56][0x78] -> network 표준
*/

 

 

MSDN 홈페이지에서 함수 예제코드를 볼 수 있다.

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Client

#include "pch.h"
#include <iostream>

#include <WinSock2.h>
#include <MSWSock.h>
#include <WS2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
    // 1. Socket 초기화
    WSAData wsaData;
    if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
        return 0;
    
    SOCKET clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (clientSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        int32 errCode = WSAGetLastError();
        cout << "Socket ErrorCode: " << errCode << endl;
        return 0;
    }
    
    // 2. IP, PORT 설정 
    char IP[] = "127.0.0.1";
    u_short PORT = 7777;

    SOCKADDR_IN serverAddr; // IPv4
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));

    serverAddr.sin_family = AF_INET;

    //serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); <- deprecated
    inet_pton(AF_INET, IP, &serverAddr.sin_addr);

    serverAddr.sin_port = htons(PORT);

    // 3. Socket 연결
    if (connect(clientSocket, (SOCKADDR*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR)
    {
        int32 errCode = WSAGetLastError();
        cout << "Socket ErrorCode: " << errCode << endl;
        return 0;
    }

    cout << "Connected To Server!" << endl;

    // 4. 데이터 송수신
    while (true)
    {
        char sendBuffer[100] = "Hello World!";
        int32 resultCode = send(clientSocket, sendBuffer, sizeof(sendBuffer), 0);
        if (resultCode == SOCKET_ERROR)
        {
            int32 errCode = WSAGetLastError();
            cout << "Send ErrorCode: " << errCode << endl;
            return 0;
        }

        cout << "Send Data! Len = " << sizeof(sendBuffer) << endl;

        // Echo Receiver
        char recvBuffer[1000];
        int32 recvLen = recv(clientSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0);
        if (recvLen <= 0)
        {
            int32 errCode = WSAGetLastError();
            cout << "Recv ErrorCode: " << errCode << endl;
            return 0;
        }

        cout << "Recv Data! Len = " << recvLen << endl;
        cout << "Recv Data! Data = " << recvBuffer << endl;

        this_thread::sleep_for(1s);
    }

    // 5. Socket 종료
    closesocket(clientSocket);
    WSACleanup();
}

 

Server

#include "pch.h"
#include "CorePch.h"
#include "CoreMacro.h"
#include "ThreadManager.h"
#include <iostream>

#include <WinSock2.h>
#include <MSWSock.h>
#include <WS2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
	WSAData wsaData;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
		return 0;

	SOCKET listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (listenSocket == INVALID_SOCKET)
	{
		int32 errCode = WSAGetLastError();
		cout << "Socket ErrorCode: " << errCode << endl;
		return 0;
	}

	u_short PORT = 7777;
	SOCKADDR_IN serverAddr;
	memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
	serverAddr.sin_family = AF_INET;
	serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	serverAddr.sin_port = htons(PORT);

	// bind
	if (::bind(listenSocket, (SOCKADDR*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR)
	{
		int32 errCode = WSAGetLastError();
		cout << "Bind ErrorCode: " << errCode << endl;
		return 0;
	}

	// listen
    int32 MAX_LIMIT_SOCKET = 10;
	if (listen(listenSocket, MAX_LIMIT_SOCKET) == SOCKET_ERROR)
	{
		int32 errCode = WSAGetLastError();
		cout << "Listen ErrorCode: " << errCode << endl;
		return 0;
	}

	while (true)
	{
		SOCKADDR_IN clientAddr;
		memset(&clientAddr, 0, sizeof(clientAddr));
		int32 addrLen = sizeof(clientAddr);
		
		SOCKET clientSocket = accept(listenSocket, (SOCKADDR*)&clientAddr, &addrLen);
		if (clientSocket == INVALID_SOCKET)
		{
			int32 errCode = WSAGetLastError();
			cout << "Accept ErrorCode: " << errCode << endl;
			return 0;
		}

		// 연결 성공
		char ipAddress[16];
		inet_ntop(AF_INET, &clientAddr.sin_addr, ipAddress, sizeof(ipAddress));
		cout << "Client Connected! IP: " << ipAddress << endl;
        
        while (true)
        {
            char recvBuffer[1000];
            int32 recvLen = recv(clientSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0);
            if (recvLen <= 0)
            {
                int32 errCode = WSAGetLastError();
                cout << "Recv ErrorCode: " << errCode << endl;
                return 0;
            }

            cout << "Recv Data! Len = " << recvLen << endl;
            cout << "Recv Data! Data = " << recvBuffer << endl;

            // Echo Server
            int32 resultCode = send(clientSocket, recvBuffer, recvLen, 0);
            if (resultCode == SOCKET_ERROR)
            {
                int32 errCode = WSAGetLastError();
                cout << "Send ErrorCode: " << errCode << endl;
                return 0;
            }
        }
	}

	WSACleanup();
}

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블로킹 함수

블로킹 함수는 특정 조건을 만족할 때까지 대기하는 함수이다.

TCP 통신에서 데이터를 송수신하는 send, recv 함수는 블로킹 함수이다.

CPU를 소모하는 대기상태가 아닌, 소유권을 커널에 넘겨주고(컨텍스트 스위칭) 대기하는 condition_variable처럼 sleep과 비슷한 대기상태이다.

send	recv
sendBuffer에 데이터를 저장하는 역할	recvBuffer에서 데이터를 가져오는 역할
sendBuffer가 데이터를 저장할 공간이 부족하면 저장할 때까지 대기한다.	recvBuffer에서 가져올 데이터가 없으면 데이터를 가져올 때가지 대기한다.

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Client - Server간 데이터의 크기 차이

// client

char sendBuffer[100] = "Hello World!";
int32 resultCode = send(clientSocket, sendBuffer, sizeof(sendBuffer), 0);
cout << "Send Data! Len = " << sizeof(sendBuffer) << endl;
// sizeof(sendBuffer) = 100

// server

char recvBuffer[1000];
int32 recvLen = recv(clientSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0);
cout << "Recv Data! Len = " << recvLen << endl;
// recvBufferLen = 1000

위 코드처럼 클라이언트와 서버간의 다루는 동일한 데이터의 크기가 다를 수 있다.

서로 SendBuffer와 RecvBuffer의 크기가 다르기 때문이다.

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VS 시작 설정