Chapter 3 - 네트워크 프로그래밍 (2)

TCP 서버 실습

클라이언트에서 데이터 송신 - 서버에서 수신 - 수신한 데이터를 다시 클라이언트에 송신 - 클라이언트에서 수신

// DummyClient.cpp

int main
{
    // socket() -> connect()
    ...
    ...

    // ----------------
    // 연결 성공! 데이터 송수신 가능

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

    while (true)
    {
        // Todo
        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;


        // 서버에서 echo한거 수신
        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! Data = " << recvBuffer << endl;
        cout << "Recv Data! Len = " << recvLen << endl;

        this_thread::sleep_for(1s);
    }

    // 소켓 리소스 반환
    ::closesocket(clientSocket);
    // winsock 종료
    ::WSACleanup();
}

send() 함수로 데이터를 송신

• 첫 번째 매개변수로 사용할 소켓의 디스크립터 지정
• 두 번째 매개변수로 보낼 데이터를 지정
• 세 번째 매개변수에는 보낼 데이터의 크기를 지정
• 네 번째 매개변수로 플래그 설정(보통은 0)

recv() 함수로 데이터를 수신, 매개변수의 사용은 send()와 동일함

send()에 대한 자세한 정보
recv()에 대한 자세한 정보

// GameServer.cpp

int main()
{
    // socket() -> bind() -> listen() -> accept()
    ...
    ...

    while (true)
    {
        ...
        ...

        // 손님 입장
        char ipAddress[16];
        ::inet_ntop(AF_INET, &clientAddr.sin_addr, ipAddress, sizeof(ipAddress));
        cout << "Client Connected! IP = " << ipAddress << endl;

        // TODO
        while (true)
        {
            // 수신할 데이터의 크기를 알 수 없기 때문에 버퍼를 넉넉하게
            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! Data = " << recvBuffer << endl;
            cout << "Recv Data! Len = " << recvLen << endl;

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

send recv 함수는 blocking 함수
클라이언트에서 데이터를 송신했으나 서버에서 수신하지 않은 경우, send 함수는 정상적으로 넘어간 후 recv 함수에서 블로킹됨

• 이는 send로 보내는 데이터가 클라이언트측 커널레벨의 SendBuffer에 저장되기 때문
• SendBuffer에 저장된 데이터는 서버측 커널레벨의 RecvBuffer으로 보내짐
• 서버에서 recv를 하면 RecvBuffer의 데이터를 가져오며 수신 완료

즉, send 작업은 SendBuffer가 가득 차있는 경우 블로킹됨
반면 recv 작업은 RecvBuffer가 비어있는 경우 블로킹됨

TCP는recv할 때 버퍼에있는 데이터를 한번에 가져온다는 특징이 있음
즉, 데이터에 바운더리(Boundary)가 없어 버퍼 크기에 맞춰서 송수신됨

---

TCP vs UDP

상품 - 배송정책 - 최종주소 - 단지경로 - 택배운송
어플리케이션 - 트랜스포트 - 네트워크 - 데이터 링크 - 피지컬

TCP : 안전한 트럭, 전화 연결 방식

• 연결형 서비스 - 연결을 위해 할당되는 논리적인 경로가 존재, 전송 순서 보장
• 신뢰성은 높지만(분실시 재전송) 속도는 느림(흐름/혼잡제어)
• 바운더리 개념이 없음

UDP : 위험한 총알 배송, 이메일 전송 방식

• 비연결형 서비스 - 연결 개념이 없으며 전송 순서가 보장되지 않음
• 신뢰성은 낮지만(분실에 대한 책임이 없음) 속도는 빠름
• 바운더리 개념이 있음

---

UDP 서버 실습

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

void HandleError(const char* cause)
{
    int32 errCode = ::WSAGetLastError();
    cout << cause << " ErrorCode : " << errCode << endl;
}

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

    // 소켓 생성
    SOCKET clientSocket = ::socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (clientSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        HandleError("Socket");
        return 0;
    }

    SOCKADDR_IN serverAddr; // IPv4용
    ::memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    ::inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
    serverAddr.sin_port = ::htons(7777);

    // Connected UDP : 클라이언트와 서버가 오랫동안 통신할 경우의 효율성을 위해 사용
    ::connect(clientSocket, (SOCKADDR*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));

    // ----------------

    while (true)
    {
        // Todo
        char sendBuffer[100] = "Hello World!";

        // Unconnected UDP
        // sendto를 통해 자신의 IP주소 + 포트 번호가 설정됨
        int32 resultCode = ::sendto(clientSocket, sendBuffer, sizeof(sendBuffer), 0,
            (SOCKADDR*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));

        // Connected UDP
        int32 resultCode = ::send(clientSocket, sendBuffer, sizeof(sendBuffer), 0);

        if (resultCode == SOCKET_ERROR)
        {
            HandleError("SendTo");
            return 0;
        }

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

        // 서버에서 echo한거 수신
        SOCKADDR_IN recvAddr;
        ::memset(&recvAddr, 0, sizeof(recvAddr));
        int32 addrLen = sizeof(recvAddr);

        char recvBuffer[1000];

        // Unconnected UDP
        int32 recvLen = ::recvfrom(clientSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0,
            (SOCKADDR*)&recvAddr, &addrLen);

        // Connected UDP
        int32 recvLen = ::recv(clientSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0);

        if (recvLen <= 0)
        {
            HandleError("RecvFrom");
            return 0;
        }

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

        this_thread::sleep_for(1s);
    }

    // 소켓 리소스 반환
    ::closesocket(clientSocket);
    // winsock 종료
    ::WSACleanup();
}

// GameServer.cpp

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

void HandleError(const char* cause)
{
    int32 errCode = ::WSAGetLastError();
    cout << cause << " ErrorCode : " << errCode << endl;
}

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

    SOCKET serverSocket = ::socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (serverSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        HandleError("Socket");
        return 0;
    }

    SOCKADDR_IN serverAddr; // IPv4용
    ::memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = ::htonl(INADDR_ANY);
    serverAddr.sin_port = ::htons(7777);

    if (::bind(serverSocket, (SOCKADDR*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR)
    {
        HandleError("Bind");
        return 0;
    }

    while (true)
    {
        // todo
        SOCKADDR_IN clientAddr;
        ::memset(&clientAddr, 0, sizeof(clientAddr));
        int32 addrLen = sizeof(clientAddr);

        char recvBuffer[1000];
        int32 recvLen = ::recvfrom(serverSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0, 
            (SOCKADDR*)&clientAddr, &addrLen);

        if (recvLen <= 0)
        {
            HandleError("RecvFrom");
            return 0;
        }

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

        int32 errorCode = ::sendto(serverSocket, recvBuffer, recvLen, 0,
            (SOCKADDR*)&clientAddr, sizeof(clientAddr));

        if (errorCode == SOCKET_ERROR)
        {
            HandleError("SendTo");
            return 0;
        }

        cout << "Send Data! Len = " << recvLen << endl;
    }

    // winsokc 종료
    ::WSACleanup();
}

UDP 소켓은 기본적으로 unconnected UDP로 생성됨
unconnected UDP는 데이터를 송신할 때마다 아래의 과정을 수행

• UDP 소켓에 목적지 IP, 포트 정보 등록
• 데이터 전송
• 소켓에 등록된 정보 삭제

따라서 해당 과정을 수행할 수 있는 sendto(), recvfrom() 함수를 사용해야함

snedto()에 대한 자세한 정보
recvfrom()에 대한 자세한 정보

하나의 서버와 지속적으로 자주 통신해야 하는 경우 unconnected UDP 소켓을 사용하는건 비효율적이기 때문에 connected UDP 소켓을 사용
간단하게 connect() 함수를 호출하여 connected UDP로 변경할 수 있음
이 때는 목적지 정보가 저장되어있으므로 send(), recv() 함수도 사용 가능