[Network][TCP/IP] 소켓 프로그래밍_개념 및 절차

본 글은, 윤성우의 TCP/IP 소켓 프로그래밍을 참고하였습니다.

순서
I. TCP/IP 소켓 프로그래밍이란?
II. TCP/UDP, 계층에 대한 이해
III. 소켓 프로그래밍 절차

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I. TCP/IP 소켓 프로그래밍이란?

우리는 통신의 세계에 살고있다고 해도 과언이 아니다.

우리가 보고있는 웹 페이지부터, 볼 수 있고 인터넷 상에서 주고받는 모든 것들은 통신으로 이루어져 있는데,

IP와 Port번호를 소켓으로하는 네트워크 프로그래밍 중

IP 프로토콜을 기반으로 TCP 송수신 방식 사용하는 것을 TCP/IP 소켓 프로그래밍이라고 한다.

 

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II. TCP/UDP, 계층에 대한 이해

다음은 TCP/IP 프로토콜 스택(계층)이다.

TCP/IP 프로토콜 스택

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1. LINK 계층

LINK 계층은 물리적인 연결의 부분이다. 
LAN, WAN, MAX 등의 네트워크 표준과 관련된 프로토콜을 정의하는 영역이다.

두 호스트가 데이터를 주고받기위해 물리적으로 연결되는 부분이다.
(우리는 주로 LAN선을 사용한다)

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2. IP 계층

192.168.101.222와 같은 IP는 데이터를 전송하기 위한 경로라고 볼 수 있다.

원하는 호스트에게 정확히 데이터를 보내려면 경로가 중요한데,
이 경로를 데이터 전송 시 마다 IP가 설정해준다.

중요!! : 하지만 IP프로토콜은 그 자체로 데이터의 신뢰성이 확보되지 않은,
오류발생에 대한 대비가 되어있지 않은 상태이다.

(+ Port란 뭘까?)
IP는 호스트의 주소를 나타낸다. 하지만 우리는 항상 IP와 Port를 같이 설정해준다.
이 과정에서 Port는 특정 "Application"과 연결을 시켜준다. (소켓)
예를들어 우리는 동시에 인터넷 창도 여러개, 메신저 등등 여러가지 프로그램을 동시에 켜놓는데,
각각의 프로세스가 가진 IP는 내 Host로 동일하지만 Port는 모두 다르다고 볼 수 있다.

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3. TCP/UDP 계층

여기서 TCP/IP의 TCP가 설명된다.

우리는 위에서 IP가 신뢰성이 떨어지는 프로토콜이라고 말했었다.

따라서 우리는 IP의 프로토콜 위에 TCP/UDP의 "전송계층"을 추가해
이를 통해서 데이터를 전송하게 된다.

TCP : 데이터 패킷을 주고받을 때 항상 확인과정을 거친다(Flow Control) -> 신뢰성 확보
UDP :  확인과정이 없다. (Non Flow Control) -> 신뢰성 떨어짐, 그러나 빠르다.

그러면 UDP는 왜 쓰는가??

만개의 패킷 중 단 한개라도 손실되면 문제가 발생하는 경우는 TCP가 맞다.
하지만 스트리밍 서비스와 같이 속도가 중요하고
조금의 데이터 손실(잡음, 영상끊김)을 감안할 수 있다면 UDP가 빠르다.

중요!! : IP는 호스트로는 데려가 주지만 호스트의 각 PORT 소켓까지 전달하는 것은 TCP/UDP의 몫이다!

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4. Application 계층

실제로 우리가 네트워크 프로그래밍을 구현해서 사용하는 계층.

구현은 이 부분에서 이루어진다. 나머지는 프로토콜 정의만 해주면 Low level에서 처리된다.
(우리가 실제로 구현하는 부분임!)

 

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III. 소켓 프로그래밍 절차

서버와 클라이언트의 함수 호출 순서는 다음과 같다.

서버와 클라이언트의 함수 호출 순서

기본적인 흐름은 다음과 같다. (자세한 함수는 구현부에서)

1. socket() : 지정한 프로토콜과 전송방식을 갖는 소켓을 생성한다. (파일 디스크립터 반환)

2. *bind() : 지정한 프로토콜을 갖는 소켓에 주소(IP, Port)를 할당한다. (조금 어려움..)

3. listen() : 지정한 디스크립터 소켓을 서버소켓으로하여 연결요청을 '대기상태'에 둔다.
3-1. connect() : 클라이언트의 디스크립터 소켓을 전달해 연결요청을 한다.

4. accept() : 대기상태에 있는 클라이언트의 요청을 순서대로 수락한다. (비로소 데이터 주고받을 수 있음)

5. read(), write(), close() : 데이터 주고받고 끝낸다.

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