[Network] Socket 소켓 프로그래밍 (feat. sockaddr_in, IPv4...)

💡 본 문서는 'Socket 소켓 프로그래밍'에 대해 정리해놓은 글입니다.
C/C++에서 "sys/socket.h"을 사용하여 소켓 프로그래밍하는 방법에 대해 정리하였으니 참고하시기 바랍니다.

1.  소켓 통신이란?

1.1 소켓(Socket) 이란?

소켓(Socket)은 프로세스가 네트워크 세계로 데이터를 내보내거나 혹은 그 세계로부터 데이터를 받기 위한 실제적인 창구 역할을 합니다. 그러므로 프로세스가 데이터를 보내거나 받기 위해서는 반드시 소켓을 열어서 소켓에 데이터를 써보내거나 소켓으로부터 데이터를 읽어들여야 합니다.

소켓은은 프로토콜, IP 주소, 포트 넘버로 정의됩니다.

 

• 프로토콜(protocol): 원래 외교상의 언어로써 의례나 국가간에 약속을 의미하며, 통신에서는 어떤 시스템이 다른 시스템과 통신을 원활하게 수용하도록 해주는 통신 규약입니다.
• IP: 전 세계 컴퓨터에 부여된 고유의 식별 주소
• 포트(port): 네트워크 상에서 통신하기 위해서 호스트 내부적으로 프로세스가 할당받아야 하는 고유한 숫자입니다. 한 호스트 내에서 네트워크 통신을 하고 있는 프로세스를 식별하기 위해 사용되는 값이므로, 같은 호스트 내에서 서로 다른 프로세스가 같은 포트 넘버를 가질 수 없다. 즉, 같은 컴퓨터 내에서 프로그램을 식별하는 번호입니다.

다시말해 소켓이은 떨어져 있는 두 호스트를 연결해주는 도구로써 인터페이스의 역할을 하는데 데이터를 주고 받을 수 있는 구조체로 소켓을 통해 데이터 통로가 만들어 집니다. 이러한 소켓은 역할에 따라 서버 소켓, 클라이언트 소켓으로 구분됩니다.

1.2 소켓통신의 흐름

1.2.1 서버 (Server)

클라이언트 소켓의 연결 요청을 대기하고, 연결 요청이 오면 클라이언트 소켓을 생성하여 통신이 가능하게 합니다.

1. socket() 함수를 이용하여 소켓을 생성
2. bind() 함수로 ip와 port 번호를 설정
3. listen() 함수로 클라이언트의 접근 요청에 수신 대기열을 만들어 몇 개의 클라이언트를 대기 시킬지 결정
4. accept() 함수를 사용하여 클라이언트와의 연결을 기다림

1.2.2 클라이언트 (Client)

 

실제로 데이터 송수신이 일어나는 것은 클라이언트 소켓입니다.

 

1. socket() 함수로 가장먼저 소켓을 연다.
2. connect() 함수를 이용하여 통신 할 서버의 설정된 ip와 port 번호에 통신을 시도
3. 통신을 시도 시, 서버가 accept() 함수를 이용하여 클라이언트의 socket descriptor를 반환
4. 이를 통해 클라이언트와 서버가 서로 read(), write() 를 하며 통신 (이 과정이 반복)

1.3 소켓종류

1.3.1 TCP 방식: 스트림(STREAM)

• 양방향으로 바이트 스트림을 전송, 연결 지향성
• 오류 수정, 정송처리, 흐름제어 보장
• 송신된 순서에 따라 중복되지 않게 데이터를 수신 → 오버헤드가 발생
• 소량의 데이터보다 대량의 데이터 전송에 적합 → TCP를 사용

1.3.2 UDP 방식: 데이터그램(DGRAM)

• 비연결형소켓
• 데이터의 크기에 제한이 있음
• 확실하게 전달이 보장되지 않음, 데이터가 손실돼도 오류가 발생하지 않음
• 실시간 멀티미디어 정보를 처리하기 위해 주로 사용 ex) 전화

1.4 HTTP 통신과 SOCKET 통신의 비교

1.4.1 HTTP 통신

• Client의 요청(Request)이 있을 때만 서버가 응답(Response)하여 해당 정보를 전송하고 곧바로 연결을 종료하는 방식

1.4.2 HTTP 통신의 특징

• Client가 요청을 보내는 경우에만 Server가 응답하는 단방향 통신
• Server로부터 응답을 받은 후에는 연결이 바로 종료
• 실시간 연결이 아니고, 필요한 경우에만 Server로 요청을 보내는 상황에 유용
• 요청을 보내 Server의 응답을 기다리는 어플리케이션의 개발에 주로 사용

1.4.3 SOCKET 통신

• Server와 Client가 특정 Port를 통해 실시간으로 양방향 통신을 하는 방식

1.4.4 SOCKET 통신의 특징

• Server와 Client가 계속 연결을 유지하는 양방향 통신
• Server와 Client가 실시간으로 데이터를 주고받는 상황이 필요한 경우에 사용
• 실시간 동영상 Streaming이나 온라인 게임 등과 같은 경우에 자주 사용

2. 소켓 통신에 쓰이는 구조체

리눅스/유닉스 시스템에서는 소켓(socket)의 통신 대상을 지정하기 위해 '주소(address)'를 사용합니다. 이 '주소' 라는 것을 저장하거나 표현하는데 사용하는 구조체가 'sockaddr' 입니다.

2.0 필요한 헤더 파일

소켓 프로그래밍을 위해 필요한 헤더파일은 다음과 같습니다. 해당 헤더 파일에 이후 설명할 구조체와 함수들이 구현되어 있습니다.

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> // 위를 모두 포함

2.1 sockaddr 구조체

소켓을 통해 여러 형태의 네트워크를 거의 비슷한 방식으로 데이터를 교환할 수 있습니다. sockaddr는 일종의 추상 클래스처럼 소켓으로 통신하기 위한 여러 네트워크의 상위 구조체입니다. sockaddr 아래 인터넷망을 사용해 통신하는 구조체인 sockaddr_in과 유닉스 운영체에서 프로세스간 통신을 위해 사용되는 sockaddr_un의 구조체가 선언되어 있습니다.

 /* sockaddr 구조체 */
struct sockaddr {
	sa_family_t sa_family;
	char sa_data[14];
};

• sa_family: 소켓이 사용되는 네트워크의 종류입니다. 다음 값 중 하나가 올 수 있습니다.
  
  • AF_INET: IPv4를 사용하는 인터넷망에 접속합니다.
  • AF_INET6: IPv6를 사용하는 인터넷망에 접속합니다.
  • AF_LOCAL: 유닉스 운영체제에서 프로세스간 통신을 수행합니다.
• sa_data: sa_family값에 따른 최대 14바이트의 부가 정보입니다. 이 필드의 내용은 sockaddr_in과 sockaddr_un에서 구체화됩니다.

2.2 sockaddr_in 구조체

in은 internet의 앞글자입니다. 소켓을 통해 인터넷 망에 접속하기 위한 구조체입니다. AF_INET 모드에서 사용할 수 있습니다.

/* sockaddr_in 구조체 */
struct sockaddr_in {
	sa_family_t sin_family; // = 항상 AF_INET
	uint16_t sin_port;
	struct in_addr sin_addr;
	char sin_zero[8];
};

struct in_addr {
	uint32_t s_addr;
};

• sin_family: sockaddr의 sa_family와 같습니다.
• sin_port: 통신을 위해 사용할 포트 번호입니다.
• sin_addr: 접속할 대상(상대방)의 IP 주소입니다. 자료형인 in_addr 구조체는 Internet Address의 줄임 표현으로 4바이트 IP 주소를 나타냅니다.
• sin_zero: sockaddr에서 sa_data를 통해 확보한 14바이트 외 나머지 공간입니다. 항상 0이며 사용되지 않습니다.

2.3 sockaddr_in6 구조체

AF_INET6 (IPv6)를 사용하는 네트워크에 접속하기 위한 구조체입니다.

/* sockaddr_in6 구조체 */
struct sockaddr_in6 {
	sa_family_t sin6_family; // = 항상 AF_INET6
	in_port_t sin6_port;
	uint32_t sin6_flowinfo;
	struct in6_addr sin6_addr;
	uint32_t sin6_scope_id;
};

struct in6_addr {
	unsigned char s6_addr[16];
};

• sin6_family: sockaddr의 sa_family와 같습니다.
• sin6_port: 통신을 위해 사용할 포트 번호입니다.
• sin6_flowinfo: 라우터가 패킷이 전달되는 경로를 결정하는데 필요한 값입니다.
• sin6_addr: 접속할 대상(상대방)의 IP 주소입니다.
• sin6_scope_id: 버전에 따라 이 멤버는 없을 수도 있습니다. IP 주소에 따른 계층이 적절한지를 검증합니다. 계층은 아래 값 중 하나입니다.
  
  • 0x0: reserved, 0x1: interface-local, 0x2: link-local, 0x4: admin-local, 0x5: site-local, 0x8: organization-local, 0xe: global, 0xf: reserved

2.4 sockaddr_un 구조체

서로 다른 프로세스(실행중인 프로그램) 사이에 데이터를 주고받아야 할 때 사용되는 구조체입니다.

/* sockaddr_un 구조체 */
struct sockaddr_un {
	sa_family_t sun_family;
	char sun_path[UNIX_PATH_MAX];
};

• sun_family: sockaddr 구조체의 sa_family와 같습니다.
• sun_path: 소켓으로 접속할 파일의 경로입니다. UNIX_PATH_MAX는 상수 108입니다.

다양한 구조체를 알아보았으니, 이 중 가장 보편적으로 사용되는 IPv4 통신인 sockaddr_in 구조체를 사용해 인터넷망에 연결해보겠습니다. 

3. 소켓 통신 프로그래밍 (클라이언트): TCP 프로토콜

https://recipes4dev.tistory.com/153

• 클라이언트: 접속 대상의 sockaddr_in 구조체 세팅 - socket() 함수 - connect() 함수의 3단계로 접속이 진행되며,
• 서버: 자신의 sockaddr_in 구조체 세팅 - socket() 함수 - bind() 함수 - listen() 함수 - accept() 함수의 5단계로 접속이 진행됩니다.

3.1 sockaddr_in 구조체 설정하기

접속할 네트워크, 접속 대상과 포트 번호를 설정합니다.

/* sock_ex01.c */
struct sockaddr_in sock;

/* 주소 체계로서 IPv4를 사용하는 인터넷망에 접속 */
sock.sin_family = AF_INET;
/* 접속할 대상은 127.0.0.1 */
sock.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
/* 포트 번호는 1435 */
sock.sin_port = htons(1435);

htons, htonl, htonll, htonf, htond와 ntohs, ntohl, ntohll, ntohf, ntohd는 바이트 변환 함수입니다. hton과 ntoh는 각각 Host to Network, Network to Host의 약자로 Host는 접속 단말기, Network는 네트워크를 통해 전달되는 경로를 뜻합니다. Intel CPU를 사용하는 개인용 컴퓨터는 Little Endian을 사용하고, 일부 CPU는 Big Endian 방식을 사용하지만, 네트워크는 항상 Big Endian으로 데이터가 전달되기 때문에 이를 변환할 필요가 있습니다. hton과 ntoh 뒤에 붙는 s, l, ll, f, d는 전송되는 데이터의 자료형을 뜻합니다.

• htons / ntohs : unsigned short 형의 Endian을 변환합니다.
• htonl / ntohl : unsigned long 형의 Endian을 변환합니다.
• htonll / ntohll : unslgned long 형의 Endian을 변환합니다.
• htonf / ntohf : float 형의 Endian을 변환합니다.
• htond / ntohd : double 형의 Endian을 변환합니다.

3.2 socket 생성하기

IPv4를 사용하는 인터넷망에 접속하기 위한 소켓을 만들어 보겠습니다.

/* 사용 예 */
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* 소켓 만들기에 실패 시 INVALID_SOCKET이 반환 */
if(sock == INVALID_SOCKET) printf("Invalid Socket");

이 중 socket() 함수는 데이터 교환을 위한 소켓을 생성합니다. 기본 골격은 다음과 같습니다.

SOCKET socket(int af, int type, int protocol);

af: 접속하는 방식을 지정합니다.

1. AF_UNSPEC: 기타 네트워크에 접속합니다.
2. AF_INET: IPv4 주소체계를 사용하는 인터넷 망에 접속합니다.
3. AF_IPX: IPX/SPX 주소체계를 사용하는 네트워크에 접속합니다. Windows 운영체제의 경우 Windows Vista 이후로 지원하지 않는 모드입니다.
4. AF_APPLETALK: AppleTalk 네트워크에 접속합니다. Windows 운영체제의 경우 Windows Vista 이후로 지원하지 않는 모드입니다.
5. AF_NETBIOS: NetBIOS 네트워크에 접속합니다. Windows 운영체제의 경우 32비트 버전에서만 이 모드가 지원됩니다.
6. AF_INET6: IPv6 주소체계를 사용하는 인터넷망에 접속합니다.
7. AF_IRDA: 적외선 통신(IrDA)으로 상대편에게 접속합니다.
8. AF_BTH: 블루투스로 상대편에게 접속합니다.

type: 데이터를 교환하는 방식을 지정합니다. 일반적으로 TCP 프로토콜로 통신할 때 SOCK_STREAM, UDP 프로토콜로 통신할 때 SOCK_DGRAM을 사용하고, 가공하지 않은 방식으로 직접 패킷을 수신하거나 패킷을 만들어 통신할 때 SOCK_RAW를 사용합니다.

1. SOCK_STREAM: 입/출력 작동의 스트림 방식으로 데이터를 교환합니다. AF_INET, AF_INET6에서 일반적으로 사용하는 방식입니다.
2. SOCK_DGRAM: 데이터그램의 형태로 데이터를 교환합니다. AF_INET, AF_INET6에서는 UDP 프로토콜을 사용할 때 이 방식이 지정되며, NetBIOS도 이 방식으로 지정해야 합니다.
3. SOCK_RAW: 저수준으로 데이터를 교환하고자 할 때 지정됩니다. IPv4 헤더를 수정하고 싶다면 IP_HDRINCL, IPv6 헤더를 수정하고 싶다면 IPV6_HDRINCL 옵션이 함께 지정되어야 합니다.
4. SOCK_RDM: 멀티캐스트(한 서버에서 라우터에 연결된 모든 컴퓨터로 일괄적으로 데이터를 전송)를 사용하고 싶을 때 지정하는 방식입니다.
5. SOCK_SEQPACKET: 모름

protocol: 사용할 프로토콜을 지정합니다. IPPROTO_ICMP, IPPROTO_IGMP, BTHPROTO_RFCOMM, IPPROTO_TCP, IPPROTO_UDP, IPPROTO_ICMPV6, IPPROTO_RM 등의 어려운 방식들이 열거되는데 AF_INET에서는 그냥 상수 0만 넣어도 됩니다.

3.3 생성한 socket으로 상대편에게 접속

socket() 함수로 인터넷망에 접속하기 위한 소켓을 생성했고 sockaddr_in 구조체로 접속할 대상을 지정하였습니다. 상대방에게 접속하기 위한 함수는 connect입니다.

int connect(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);

• s: 접속에 필요한 소켓입니다.
• name: 소켓으로 접속할 대상입니다.
• namelen: name의 크기입니다. sizeof 연산자로 sockaddr_in 구조체의 크기를 입력하면 됩니다.

연결에 성공하면 0을 반환하지만, 실패 시 SOCKET_ERROR 상수를 반환합니다.

3.4 간단한 예제 코드

/* 사용 예 */
struct sockaddr_in sockaddr_internet;
SOCKET sock;
int connection;

/* -------- 1 단계 -------- */
/* 주소 체계로서 IPv4를 사용하는 인터넷망에 접속 */
sockaddr_internet.sin_family = AF_INET;
/* 접속할 대상은 127.0.0.1 */
sockaddr_internet.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
/* 포트 번호는 1435 */
sockaddr_internet.sin_port = htons(1435);

/* -------- 2 단계 -------- */
/* 스트림 방식으로 인터넷 망에 접속하기 위한 소켓을 생성 */
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* 소켓 만들기에 실패 시 INVALID_SOCKET이 반환 */
if(sock == INVALID_SOCKET) printf("Invalid Socket");

/* -------- 3 단계 -------- */
connection = connect(sock, sockaddr_internet, sizeof(struct sockaddr_in));
if(connection == SOCKET_ERROR) printf("Socket Error");

4. 소켓 통신 프로그래밍 (서버): TCP 프로토콜

이번에는 서버가 되어 접속 요청을 받아들여보겠습니다.

4.1 sockaddr_in 구조체 설정하기

sockaddr_in 구조체 설정은 클라이언트와 크게 다르지 않습니다. 다만 자신의 IP 주소를 명시하지 않는다는 차이가 있습니다.

/* 사용 예 */
struct sockaddr_in sockaddr_internet;
 
/* 주소 체계로서 IPv4를 사용하는 인터넷망에 접속 */
sockaddr_internet.sin_family = AF_INET;
/* 접속할 대상을 지정하지 않음 */
serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(INADDR_ANY);
/* 포트 번호는 1435 */
serveraddr.sin_port = htons(1435);

• INADDR_ANY: 자동으로 이 컴퓨터에 존재하는 랜카드 중 사용가능한 랜카드의 IP주소를 사용하라는 의미입니다. 서버 소켓을 생성할 때 사용합니다.

4.2 socket 생성하기

네트워크에 접속하기 위한 소켓을 생성합니다. 이 역시 클라이언트 측에서 생성한 방식과 같습니다.

/* 사용 예: 인터넷에 접속하여 스트림 방식으로 입출력하는 소켓 생성 */
SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* 소켓 만들기에 실패 시 INVALID_SOCKET이 반환 */
if(sock == INVALID_SOCKET) printf("Invalid Socket");

4.3 생성한 소켓을 접속을 받는 용도로 지정

bind 함수는 생성된 소켓에 지역 IP 주소와 포트 번호를 연결시켜 서버용 소켓으로 만들어주는 역할을 합니다.

int bind(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);

• s: 서버용으로 사용할 소켓입니다.
• name: 자기 자신의 sockaddr 구조체입니다.
• namelen: 여기에서는 sockaddr_in 구조체의 크기입니다.

/* 사용 예 */
int state;
state = bind(sock , (struct sockaddr *)&sockaddr_internet, sizeof(sockaddr_in));
if (state == SOCKET_ERROR) printf("Socket Error");

4.4 접속이 들어올때까지 대기

서버로서 갖추어야 할 준비는 모두 끝났습니다. 이제 손님이 접속할 때까지 계속 기다리기만 하면 됩니다. 이 역할을 하는 함수는 listen() 함수입니다.

int listen(SOCKET s, int backlog);

• s: 서버용으로 쓰는 소켓입니다.
• backlog: 최대 대기자 수에 해당하는 정수 값입니다. 이 값의 기준은 따로 정해지지 않았고 경험적으로 5 정도면 적당하다고 알려져 있습니다.

/* 사용 예: 접속자가 들어올때까지 내부적으로 무한루프를 돌리며 계속 이 단계에서 머물게 될 것입니다.
int state = listen(sock, 5);
/* listen도 오류시 SOCKET_ERROR를 반환합니다. 접속자 1명을 성공적으로 받아들였다면 0이 반환될 것입니다. */
if(state == SOCKET_ERROR) printf("Socket Error");

4.5 자신에게 접속한 유저의 sockaddr_in 얻기

서버로 열어두고 접속을 기다렸으면 자신에게 들어온 유저가 누구인지를 알 필요가 있습니다. 클라이언트가 connect 함수로 자신에게 접속하면서 클라이언트 자신의 sockaddr_in 구조체의 내용도 서버에게 전해지는데 이 역할은 accept 함수에서 수행합니다.

SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr * addr, int * addrlen);

• s: 서버용으로 쓰고 있는 소켓입니다.
• addr: 접속 유저에 대한 정보를 저장할 sockaddr 구조체 포인터입니다.
• addrlen: 접속된 유저에 대한 정보가 몇 바이트인지도 이 변수를 통해 얻을 수 있습니다.

반환 값으로 접속자 1인에 대한 소켓이 반환됩니다.

/* 사용 예 */
SOCKET sockClient;
struct sockaddr_in sockaddrClient;
int sockaddrSize = 0;
sockClient = accept(sock, (struct sockaddr *)&sockaddrClient, &sockaddrSize);
if(sockClient == INVALID_SOCKET) printf("Invalid Socket");
else printf("접속자 IP는 %s이고 구조체 크기는 %d바이트입니다.", inet_ntoa(sockaddrClient.sin_addr), sockaddrSize);

5. 데이터 교환: TCP 프로토콜

5.1 데이터 교환: send(), recv()

이제 서버와 클라이언트간의 연결 작업은 모두 마쳤습니다. 이제 본격적으로 데이터를 교환해보겠습니다. 데이터의 교환은 전송을 담당하는 send와 수신을 담당하는 recv 함수로 수행됩니다.

int send(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags);
int recv(SOCKET s, char * buf, int len, int flags);

• s: 데이터를 주고 받을 대상을 나타내는 소켓입니다.
• buf: 주고 받을 데이터가 기록되어있거나 기록될 버퍼입니다.
• len: 버퍼의 크기(바이트)입니다.
• flags: 송수신 관련 옵션입니다. 현재로서는 0으로 해도 무방합니다.

5.2 데이터 교환 예제: send(), recv()

데이터의 교환은 서버와 클라이언트간의 연결 작업을 마친 후 전송을 담당하는 send와 수신을 담당하는 recv 함수로 수행됩니다. 반환 값은 상대방에게 실제로 송신 또는 수신한 데이터 바이트 수로 len보다 작거나 같을 수 있습니다. 전송 이상 시 SOCKET_ERROR이 반환됩니다.

/* 사용 예 */
/* 상대방으로 보낼 메시지 */
char message[] = "Hello, World!";
/* 상대방에게서 전해오는 메시지 */
char buffer[256];

// ... 소켓 세팅 생략

strcpy(buffer, message);

/* 보낼 때 */
printf("sending...\n");
status = send(sockServer, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (status == SOCKET_ERROR) // 전송 이상 시 소켓 닫고 프로그램 종료
{
	printf("send Error.\n");
	closesocket(sockServer);
	return -1;
}
printf("sent.\n");

/* 받을 때 */
printf("receiving...\n");
status = recv(sockServer, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (status == SOCKET_ERROR)
{
	printf("recv Error.\n");
	closesocket(sockServer);
	return -1;
}
printf("received.\n");

5.3 send/recv 와 write/read함수의 차이?

send/recv 와 write/read함수는 거의 유사하지만, 일부 차이가 있습니다.

UNIX/Linux에서 모든 장치/자원은 FILE이기에 소켓이란 자원도 read/write라는 인터페이스로 입출력을 수행합니다(recv/send도 사용가능). 하지만 Windows에서는 소켓이 FILE로 관리되지 않기에 recv/send만 사용가능합니다. 추가로 recv/send는 소켓 전용 인터페이스이기에 뒤에 추가 옵션이 더 넣을 수 있습니다.

read/write: the universal file descriptor functions working on all

• ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); (엔터값도 저장함.)
• ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

recv/send: work only on socket descriptors (socket 전용)

• ssize_t recv(int s, void *buf, size_t len, int flags);
• ssize_t send(int s, const void *buf, size_t len, int flags);

read()/write() is equivalent to recv()/send() with a flags parameter of 0(flags == 0)

6. 소켓 통신 프로그래밍 (클라이언트, 서버): UDP 프로토콜

이번에는 위와 같이 소켓프로그래밍을 하되 UDP 프로토콜일 경우, 바꿔야 하는 구성에 대해 설명하도록 하겠습니다. 위와 거의 동일하며 일부만 변경된다는 점을 기억해두시면 좋을 것 같습니다.

6.1 소켓 생성

클라이언트와 서버 소켓을 생성할 때, SOCK_STREAM으로 생성하던 기존과 달리 SOCK_DGRAM 으로 생성합니다. 

SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

6.2 소켓의 자료 송수신

UDP/IP 통신에서는 TCP/IP와는 달리 read()와 write()를 사용하지 않고 recvform()과 sendto()함수를 이용하여 자료를 송수신합니다. sendto()함수를 대신 사용하는 이유는 전송할 목적지를 지정할 수 있기 때문이며, recvform()함수를 사용하는 이유는 수신되는 자료 외에도 송신지의 정보를 함께 얻을 수 있기 때문입니다. 그러므로 TCP/IP처럼 한번 연결되면 연결된 시스템과 자료를 주고 받지만 UDP/IP는 자유롭게 시스템 주소를 바꾸어 가면서 자료를 송수신 할 수 있습니다.

6.2.1 자료 송신: sendto()

int sendto(SOCKET s, const void *msg, size_t len, int flags, const struct sockaddr *to, socklen_t tolen)

• SOCKET s: 소켓 디스크립터
• void *msg: 전송할 데이터
• size_t len: 데이터의 바이트 단위 길이
• int flags: 전송을 위한 옵션
• sockaddr *to: 목적지 주소 정보
• socklen_t tolen: 목적지 주소 정보의 크기

6.2.2 sendto() 예제

uint32_t send_data;
struct sockaddr_in* local_addr_p = &local_addr;

if( (sock_fd != -1) && local_addr_p)
{
	const char *sendMsg = "shuffle";
	send_data = sendto(sock_fd, sendMsg, strlen(sendMsg), 0, (struct sockaddr*)local_addr_p, sizeof(local_addr));
	if(send_mbr != strlen(sendMsg))
	{
		printf("sendto failure : ret(%u) slen(%d)\n", send_data, strlen(sendMsg) + 1);
	}
}

6.2.3 자료 수신: recvform()

서버용 소켓으로 생성하기 위한 bind 후 데이터를 받기 위해 대기하는 방식이 다릅니다. TCP의 경우 listen으로 대기하면 되지만, UDP의 경우 recvfrom 함수를 사용하여 처리해야 합니다.

int recvfrom(SOCKET s, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen)​

• SOCKET s: 소켓 디스크립터
• void *buf: 자료 수신을 위한 버퍼 포인터
• size_t len: 버퍼의 바이트 단위 길이
• int flags: 수신을 위한 옵션
• sockaddr *from: 전송한 곳의 주소 정보
• socklen_t fromlen: 전송한 주소 정보의 크기 

6.2.4 recvform() 예제

state = bind(sock, (struct sockaddr*)&sockaddr_internet, sizeof(sockaddr_in));
while(1)
{
    int clntLen = sizeof(clntAddr);
    int recvLen = recvfrom(sock, recvBuf, BUFSIZE, 0, (struct sockaddr*)&clntAddr, (socklen_t *)&clntLen)
    if(recvLen == -1)
    {
        printf("recvfrom failed\n");
        break;
    }
    else if (recvLen > 0)
    {
        ... 
        수신 데이터 처리
        ...
    }
}

 

참고

• [Blog] 소켓(SOCKET)통신 이란?: https://helloworld-88.tistory.com/215
• [Blog] 소켓 통신 #1 - 소켓 통신에 쓰이는 구조체: https://tapito.tistory.com/381
• [Blog] 소켓 통신 #2 - AF_INET 사용하기: https://tapito.tistory.com/382
• [StackOverFlow] What is the Difference Between read() and recv() , and Between send() and write()?: https://stackoverflow.com/questions/1790750/what-is-the-difference-between-read-and-recv-and-between-send-and-write