2009년 상반기 사업계획

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계인 빈
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1 소켓프로그래밍기초 IT CookBook, 유닉스시스템프로그래밍

2 학습목표 TCP/IP 프로토콜의기본개념을이해한다. IP 주소와포트번호의개념을이해한다. 소켓관련구조체와함수를이해한다. 소켓을이용한통신프로그램을작성할수있다. 2/42

3 목차 TCP/IP 개요 IP 주소와호스트명 포트번호 소켓프로그래밍기초 소켓인터페이스함수 유닉스도메인소켓예제 인터넷소켓예제 3/42

4 TCP/IP 개요 TCP/IP 인터넷의표준프로토콜 5 계층 (4 계층 ) 으로구성 TCP 와 UDP 의차이 4/42

5 IP 주소와호스트명 [1] IP 주소와호스트명 IP주소 : 인터넷을이용할때사용하는주소로점 (.) 으로구분된 32비트숫자 호스트명 :. 시스템에부여된이름 호스트명 ( 도메인명 ) 과 IP주소를관리하는서비스 -> DNS 호스트명과 IP 주소변환 /etc/hosts 파일또는 DNS, NIS 등 /etc/nsswitch.conf 파일에주소변환을누가할것인지지정 hosts: files dns 호스트명과주소읽어오기 : gethostent(3), sethostent(3), endhostent(3) #include <netdb.h> struct hostent *gethostent(void); int sethostent(int stayopen); int endhostent(void); 5/42

6 IP 주소와호스트명 [1] gethostent : 호스트명과 IP 주소를읽오 hostent 구조체에저장 sethostent : 데이터베이스의읽기위치를시작위치로재설정 endhostent : 데이터베이스를닫는다 hostent 구조체 struct hostent { char *h_name; char **h_aliases; int h_addrtype; int h_length; char **h_addr_list; } 6/42

7 [ 예제 11-1] 호스트명읽어오기 01 #include <netdb.h> 02 #include <stdio.h> int main(void) { 05 struct hostent *hent; sethostent(0); while ((hent = gethostent())!= NULL) 10 printf("name=%s\n", hent->h_name); endhostent(); return 0; 15 } 처음위치로이동 DB 닫기 ex11_1.c DB 의내용을차례로읽어오기 # gcc ex11_1.c 정의되지않음 첫번째참조된 왜실행파일이생성되지않을까? 기호 파일 : endhostent /var/tmp//ccwqu9hn.o gethostent /var/tmp//ccwqu9hn.o sethostent /var/tmp//ccwqu9hn.o ld: 치명적 : 기호참조오류. a.out에출력이기록되지않음 collect2: ld returned 1 exit status 7/42

8 [ 예제 11-1] 실행결과 표준 C 라이브러리에없는함수들이기때문에 endhostent, gethostent, sethostent libnsl.so 라이브러리를링크해야 -> /usr/lib 디렉토리에위치 # gcc -o ex11_1.out ex11_1.c -lnsl /etc/host 파일의내용이다음과같을때 # cat /etc/hosts # # Internet host table # localhost hanbit 실행결과 # ex11_1.out Name=localhost Name= Name=hanbit 8/42

9 IP 주소와호스트명 [2] 호스트명으로정보검색 : gethostbyname(3) #include <netdb.h> struct hostent *gethostbyname(const char *name); IP 주소로정보검색 : gethostbyaddr(3) #include <netdb.h> struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type); type 에지정할수있는값 AF_UNSPEC 0 /* 미지정 */ AF_UNIX 1 /* 호스트내부통신 */ AF_INET 2 /* 인터네트워크통신 : UDP, TCP 등 */ AF_IMPLINK 3 /* Arpanet의 IMP 주소 */ AF_PUP 4 /* PUP 프로토콜 : BSP 등 */ AF_CHAOS 5 /* MIT의 CHAOS 프로토콜 */ AF_NS 6 /* XEROX의 NS 프로토콜 */ AF_NBS 7 /* NBS 프로토콜 */ 9/42

10 포트번호 [1] 포트번호 호스트에서동작하고있는서비스를구분하는번호 2바이트정수로 0~65535까지사용가능 잘알려진포트 : 이미정해져있고자주사용하는포트 텔넷 (23), HTTP(80), FTP(21) 관련파일 : /etc/services 포트정보읽어오기 : getservent(3), setservent(3), endservent(3) #include <netdb.h> struct servent *getservent(void); int setservent(int stayopen); int endservent(void); getservent : 포트정보를읽어 servent 구조체로리턴 setservent : 읽기위치를시작으로재설정 endservent : 데이터베이스닫기 struct servent { char *s_name; char **s_aliases; int s_port; char **s_proto; } 10/42

11 [ 예제 11-2] getservent 함수로포트정보읽어오기 ex11_2.c 01 #include <netdb.h> 02 #include <stdio.h> int main(void) { 05 struct servent *port; 06 int n; setservent(0); for (n = 0; n < 5; n++) { 11 port = getservent(); 12 printf("name=%s, Port=%d\n", port->s_name, port->s_port); 13 } endservent(); return 0; 18 } 처음위치로이동 DB 닫기 socket 라이브러리를지정해서컴파일해야한다. # gcc o ex11_2.out ex11_2.c -lsocket DB 의내용을차례로 5 개만읽어오기 # ex11_2.out Name=tcpmux, Port=256 Name=echo, Port=1792 Name=echo, Port=1792 Name=discard, Port=2304 Name=discard, Port= /42

12 포트번호 [2] 서비스명으로정보검색 : getservbyname(3) #include <netdb.h> struct servent *getservbyname(const char *name, const char *proto); name : 검색할포트명 proto : tcp 또는 udp 또는 NULL 포트번호로정보검색 : getservbyport(3) #include <netdb.h> struct servent *getservbyport(int port, const char *proto); proto : tcp 또는 udp 또는 NULL 12/42

13 소켓프로그래밍기초 [1] 소켓의종류 AF_UNIX : 유닉스도메인소켓 ( 시스템내부프로세스간통신 ) AF_INET : 인터넷소켓 ( 네트워크를이용한통신 ) 소켓의통신방식 SOCK_STREAM : TCP 사용 SOCK_DGRAM : UDP 사용 AF_UNIX SOCK_STREAM AF_UNIX SOCK_DGRAM AF_INET SOCK_STREAM AF_INET SOCK_DGRAM 13/42

14 소켓프로그래밍기초 [2] 소켓주소구조체 유닉스도메인소켓의주소구조체 struct sockaddr_un { sa_family_t sun_famyly; char sun_path[108] }; sun_family : AF_UNIX sun_path : 통신에사용할파일의경로명 인터넷소켓의주소구조체 struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; in_port_t sin_port; struct in_addr sin_addr; }; struct in_addr { in_addr_t s_addr; }; 14/42

15 소켓프로그래밍기초 [3] 바이트순서함수 정수를저장하는방식 : 빅엔디안, 리틀엔디안 빅엔디안 : 메모리의낮은주소에정수의첫바이트를위치 -> 모토로라, 썬 리틀엔디안 : 메모리의높은주소에정수의첫바이트를위치 -> 인텔 TCP/IP 네트워크에서바이트순서표준 : 빅엔디안 호스트바이트순서 (HBO) : 시스템에서사용하는바이트순서 네트워크바이트순서 (NBO) : 네트워크에서사용하는바이트순서 #include <sys/types.h> #include <netinet/in.h> #include <inttypes.h> uint32_t htonl(unit32_t hostlong); uint16_t htons(unit16_t hostshort); uint32_t ntohl(unit32_t netlong); uint16_t ntohs(unit16_t netshort); htonl :32비트 HBO를 32비트 NBO로변환 htons : 16비트 HBO를 16비트 NBO로변환 ntohl : 32비트 NBO를 32비트 HBO로변환 ntohs : 16비트 NBO를 16비트 HBO로변환 15/42

16 [ 예제 11-3] NBO 를 HBO 로변환하기 ex11_3.c 01 #include <netdb.h> 02 #include <stdio.h> int main(void) { 05 struct servent *port; 06 int n; setservent(0); for (n = 0; n < 5; n++) { 11 port = getservent(); 12 printf("name=%s, Port=%d\n", port->s_name, ntohs(port->s_port)); 13 } endservent(); return 0; 18 } NBO 를 HBO 로변환하기위한함수호출 # ex11_3.out Name=tcpmux, Port=1 Name=echo, Port=7 Name=echo, Port=7 Name=discard, Port=9 Name=discard, Port=9 16/42

17 [ 예제 11-4] HBO 를 NBO 로변환하기 ex11_4.c 01 #include <netdb.h> 02 #include <stdio.h> int main(void) { 05 struct servent *port; port = getservbyname("telnet", "tcp"); 08 printf("name=%s, Port=%d\n", port->s_name, ntohs(port->s_port)); port = getservbyport(htons(21), "tcp"); 11 printf("name=%s, Port=%d\n", port->s_name, ntohs(port->s_port)); return 0; 14 } 이름으로서비스포트번호검색 HBO 를 NBO 로변환하여포트번호검색 # ex11_4.out Name=telnet, Port=23 Name=ftp, Port=21 17/42

18 IP 주소변환함수 IP 주소의형태 과같이점 (.) 으로구분된형태 시스템내부저장방법 : 이진값으로바꿔서저장 외부적사용형태 : 문자열로사용 문자열행태의 IP 주소를숫자형태로변환 : inet_addr(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> in_addr_t inet_addr(const char *cp); 구조체형태의 IP 주소를문자열형태로변환 : inet_ntoa(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> char *inet_ntoa(const struct in_addr in); 18/42

19 [ 예제 11-5] IP 주소변환하기 ex11_5.c int main(void) { 10 in_addr_t addr; 11 struct hostent *hp; 12 struct in_addr in; if ((addr = inet_addr(" ")) == (in_addr_t)-1) { 15 printf("error : inet_addr( \n"); 16 exit(1); 17 } 18 주소로호스트명검색 19 hp = gethostbyaddr((char *)&addr, 4, AF_INET); 20 if (hp == NULL) { 21 (void) printf("host information not found\n"); 22 exit(2); 23 } printf("name=%s\n", hp->h_name); (void) memcpy(&in.s_addr, *hp->h_addr_list, sizeof (in.s_addr)); 0; 28 printf("ip=%s\n", inet_ntoa(in)); return 0; 31 } 문자열행태를이진형태로변환 구조체형태에서문자열로변환하여출력 # gcc -o ex11_5.out ex11_5.c -lsocket -lnsl # ex11_5.out Name= IP= /42

20 소켓인터페이스함수 [1] 소켓인터페이스함수 socket : 소켓파일기술자생성 bind : 소켓파일기술자를지정된 IP 주소 / 포트번호와결합 (bind) listen : 클라이언트의접속요청대기 connect : 클라이언트가서버에접속요청 accept : 클라이언트의접속허용 recv : 데이터수신 (SOCK_STREAM) send : 데이터송신 (SOCK_STREAM) recvfrom : 데이터수신 (SOCK_DGRAM) sendto : 데이터송신 (SOCK_DGRAM) close : 소켓파일기술자종료 20/42

21 소켓인터페이스함수 [2] 소켓생성하기 : socket(2) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol); domain : 소켓종류 (AF_UNIX, AF_INET) type : 통신방식 (TCP, UDP) protocol : 소켓에이용할프로토콜 int sd; sd = socket(af_inet, SOCK_STREAM, 0); 21/42

22 소켓인터페이스함수 [3] 소켓에이름지정하기 : bind(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int bind(int s, const struct sockaddr *name, int namelen); name : 소켓의이름을표현하는구조체 int sd; struct sockaddr_in sin; memset((char *)&sin, '\0', sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(9000); sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(" "); memset(&(sin.sin_zero), 0, 8); bind(sd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(struct sockaddr)); 22/42

23 소켓인터페이스함수 [4] 클라이언트연결기다리기 : listen(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int listen(int s, int backlog); backlog : 최대허용클라이언트수 listen(sd, 10); 연결요청수락하기 : accept(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); addr: 접속을요청한클라이언트의 IP 정보 int sd, new_sd; struct sockaddr_in sin, clisin; new_sd = accept(sd, &clisin, &sizeof(struct sockaddr_in)); 23/42

24 소켓인터페이스함수 [5] 서버와연결하기 : connect(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int connect(int s, const struct sockaddr *name, int namelen); name : 접속하려는서버의 IP 정보 int sd; struct sockaddr_in sin; memset((char *)&sin, '\0', sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(9000); sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(" "); memset(&(sin.sin_zero), 0, 8); connect(sd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(struct sockaddr)); 24/42

25 소켓인터페이스함수 [6] 데이터보내기 : send(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t send(int s, const void *msg, size_t len, int flags); char *msg = "Send Test\n"; int len = strlen(msg) + 1; if (send(sd, msg, len, 0) == -1) { perror("send"); exit(1); } 데이터받기 : recv(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t recv(int s, void *buf, size_t len, int flags); char buf[80]; int len, rlen; if ((rlen = recv(sd, buf, len, 0)) == -1) { perror("recv"); exit(1); } 25/42

26 소켓인터페이스함수 [7] UDP 데이터보내기 : sendto(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t sendto(int s, const void *msg, size_t len, int flags, const struct sockaddr *to, int tolen); to : 메시지를받을호스트의주소 char *msg = "Send Test\n"; int len = strlen(msg) + 1; struct sockaddr_in sin; int size = sizeof(struct sockaddr_in); memset((char *)&sin, '\0', sizeof(sin)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons(9000); sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(" "); memset(&(sin.sin_zero), 0, 8); if (sendto(sd, msg, len, 0, (struct sockaddr *)&sin, size) == -1) { perror("sendto"); exit(1); } 26/42

27 소켓인터페이스함수 [3] UDP 데이터받기 : recvfrom(3) #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t recvfrom(int s, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen); from : 메시지를보내는호스트의주소 char buf[80]; int len, size; struct sockaddr_in sin; if (recvfrom(sd, buf, len, 0, (struct sockaddr *)&sin, &size) == -1) { perror("recvfrom"); exit(1); } 27/42

28 소켓함수의호출순서 28/42

29 [ 예제 11-6] (1) 유닉스도메인소켓 ( 서버 ) ex11_6s.c #define SOCKET_NAME "hbsocket" 소켓이름 int main(void) { 11 char buf[256]; 12 struct sockaddr_un ser, cli; 13 int sd, nsd, len, clen; 유닉스도메인소켓생성 if ((sd = socket(af_unix, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 16 perror("socket"); 17 exit(1); 18 } memset((char *)&ser, 0, sizeof(struct sockaddr_un)); 21 ser.sun_family = AF_UNIX; 22 strcpy(ser.sun_path, SOCKET_NAME); 23 len = sizeof(ser.sun_family) + strlen(ser.sun_path); 24 소켓구조체에값지정 29/42

30 [ 예제 11-6] (1) 유닉스도메인소켓 ( 서버 ) ex11_6s.c 25 if (bind(sd, (struct sockaddr *)&ser, len)) { 26 perror("bind"); 27 exit(1); 28 } if (listen(sd, 5) < 0) { 31 perror("listen"); 32 exit(1); 33 } printf("waiting...\n"); 36 if ((nsd = accept(sd, (struct sockaddr *)&cli, &clen)) == -1) { 37 perror("accept"); 38 exit(1); 39 } 클라이언트접속수용 if (recv(nsd, buf, sizeof(buf), 0) == -1) { 42 perror("recv"); 43 exit(1); 44 } 46 printf("received Message: %s\n", buf); 47 close(nsd); 48 close(sd); return 0; 51 } 소켓기술자와소켓주소구조체연결 클라이언트접속대기 클라이언트가보낸메시지읽기 30/42

31 [ 예제 11-6] (2) 유닉스도메인소켓 ( 클라이언트 ) ex11_6c.c #define SOCKET_NAME "hbsocket" int main(void) { 11 int sd, len; 12 char buf[256]; 13 struct sockaddr_un ser; if ((sd = socket(af_unix, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 16 perror("socket"); 17 exit(1); 18 } memset((char *)&ser, '\0', sizeof(ser)); 21 ser.sun_family = AF_UNIX; 22 strcpy(ser.sun_path, SOCKET_NAME); 23 len = sizeof(ser.sun_family) + strlen(ser.sun_path); if (connect(sd, (struct sockaddr *)&ser, len) < 0) { 26 perror("bind"); 27 exit(1); 28 } 소켓생성 서버에연결요청 소켓주소구조체에값지정 31/42

32 [ 예제 11-6] (2) 유닉스도메인소켓 ( 클라이언트 ) ex11_6c.c 30 strcpy(buf, "Unix Domain Socket Test Message"); 31 if (send(sd, buf, sizeof(buf), 0) == -1) { 32 perror("send"); 33 exit(1); 34 } 서버에데이터전송 35 close(sd); return 0; 38 } # ex11_6s.out Waiting... Received Message: Unix Domain Socket Test Message # ex11_6c.out # 서버 클라이언트 32/42

33 [ 예제 11-7] (1) 인터넷소켓 ( 서버 ) ex11_7s.c #define PORTNUM int main(void) { 12 char buf[256]; 13 struct sockaddr_in sin, cli; 14 int sd, ns, clientlen = sizeof(cli); if ((sd = socket(af_inet, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 17 perror("socket"); 18 exit(1); 19 } memset((char *)&sin, '\0', sizeof(sin)); 22 sin.sin_family = AF_INET; 23 sin.sin_port = htons(portnum); 24 sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(" "); if (bind(sd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin))) { 27 perror("bind"); 28 exit(1); 29 } 포트번호 소켓생성 소켓주소구조체생성 소켓기술자와소켓주소구조체연결 33/42

34 [ 예제 11-7] (1) 인터넷소켓 ( 서버 ) ex11_7s.c 31 if (listen(sd, 5)) { 클라이언트접속요청대기 32 perror("listen"); 33 exit(1); 34 } if ((ns = accept(sd, (struct sockaddr *)&cli, &clientlen))==-1){ 37 perror("accept"); 38 exit(1); 39 } sprintf(buf, "Your IP address is %s", inet_ntoa(cli.sin_addr)); 42 if (send(ns, buf, strlen(buf) + 1, 0) == -1) { 43 perror("send"); 44 exit(1); 45 } 46 close(ns); 47 close(sd); return 0; 50 } 클라이언트와연결 클라이언트로데이터보내기 34/42

35 [ 예제 11-7] (2) 인터넷소켓 ( 클라이언트 ) ex11_7c.c #define PORTNUM int main(void) { 12 int sd; 13 char buf[256]; 14 struct sockaddr_in sin; 15 포트번호 소켓생성 16 if ((sd = socket(af_inet, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { 17 perror("socket"); 18 exit(1); 19 } memset((char *)&sin, '\0', sizeof(sin)); 22 sin.sin_family = AF_INET; 23 sin.sin_port = htons(portnum); 24 sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(" "); 25 소켓주소구조체생성 35/42

36 [ 예제 11-7] (2) 인터넷소켓 ( 클라이언트 ) ex11_7c.c 26 if (connect(sd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin))) { 27 perror("connect"); 28 exit(1); 서버에접속요청 29 } if (recv(sd, buf, sizeof(buf), 0) == -1) { 32 perror("recv"); 33 exit(1); 서버가보낸데이터읽기 34 } 35 close(sd); 36 printf("from Server : %s\n", buf); return 0; 39 } # gcc -o ex11_7s ex11_7-inet-s.c -lsocket -lnsl # gcc -o ex11_7c ex11_7-inet-c.c -lsocket -lnsl 서버 # ex11_7s.out # ex11_7c.out From Server : Your IP address is 클라이언트 36/42

37 IT CookBook, 유닉스시스템프로그래밍

PowerPoint 프레젠테이션

PowerPoint 프레젠테이션 Socket Programming 1 Jo, Heeseung 학습목표 TCP/IP 프로토콜의기본개념 IP 주소와포트번호의개념소켓관련구조체와함수소켓을이용한통신프로그램을작성 2 TCP/IP 개요 TCP/IP 인터넷의표준프로토콜 5계층 (4계층) 으로구성 TCP 와 UDP 의차이 3 IP 주소와호스트명 IP 주소와호스트명 IP 주소 : 인터넷을이용할때사용하는주소로점