Socket 과 Sockect Interface

Socket

• 리눅스 커널 관점 : 통신을 위한 끝점
  : 두 호스트를 연결해주는 통로 (클라이언트 소켓 - 서버 소켓)

• Unix 프로그램의 관점 : 해당 식별자를 가지는 열린 파일

socket의 종류

1. 스트림 소켓

• TCP -> 연결 지향 방식
  • 양방향 통신 1) 신뢰성 보장 2) 데이터 순서 보장 3) 점대점 연결
    ex) 유튜브 영상

2. 데이터그램 소켓

• UDP -> 비연결 방식
  • 단방향 통신 1) 순서 보장 x 2) 신뢰성 x 3) 빨리 전송 목적
    ex) 실시간 스트리밍, 라이브..

---

socket의 3요소

• Protocol
• Ip 주소 : 전세계 컴퓨터에 부여된 고유 번호(=식별 주소)
• Port 번호 : 한 컴퓨터 내에 프로그램을 식별하는 번호

---

Socket Interface

네트워크 응용을 만들기 위한 Unix I/O 함수들과 함께 사용되는 함수들의 집합

socket 주소 구조체

/* IP socket address structure */
struct sockaddr_in {
	uint 16_t		sin_family;		// AF_INET ( =IPv4 )
	uint 16_t		sin_port;		// 포트 번호( 16bit )
    struct in_addr	sin_addr;		// IP 주소 ( 32bit ) = IPv4
    unsigned char	sin_zero[8];
}

/* Generic socket address stucture (for connet, bind, and accept) */
struct sockaddr {
	uint 16_t		sin_family;		// 프로토콜
    char			ss_data[14];	// IP 주소
}

1. socket 함수

socket 식별자 생성

• 만약 소켓을 끝점을 만들고 싶다면, 하드코드된 인자로 socket 함수 호출

clinentfd = Socket(AF_INET, SOCKET_STREAM, 0)

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int socket (int domain, int type, int protocol);
	Returns: nonnegative descriptor if OK, -1 on error

• domain : address family(주소 체계) 지정

  • 어떤 종류의 주소 체계를 사용할지 ex)AF_INET = IPv4

• type : 소켓의 유형

  ex) SOCKET_STREAM (연결지향소켓, TCP) , SOCK_DGRAM (비연결 지향 소켓, UDP)

• protocol : 프로토콜 지정

  • 보통 0을 사용해 address family와 소켓 유형에 맞는 기본 프로토콜을 선택
    ex) TCP 소켓 생성 : 0 혹은 IPPROTO_TCP

---

2. bind 함수

서버의 주소 정보를 가지고 있는 addr 를 사용해 서버의 IP 와 port 를
이전에 생성한 소켓의 파일 디스크립터(sockfd)와 bind 한다.

#include <sys/socket.h>

int bind (int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
	Returns: nonnegative descriptor if OK, -1 on error

🤔❓addrlen 로 함수에게 구조체의 크기를 알려주는 이유

1) 주소 패밀리(AF_INET, AF_INET6 등)에 따라 구조체의 크기가 달라질 수 있다.

2) 버퍼 오버플오우와 같은 보안 문제 방지
- addr 구조체보다 큰 크기를 addrlen에 설정해 함수가 addr 구조체의 범위를 벗어나는 것을 방지
등등...

---

3. listen 함수

서버 소켓(sockfd)을 특정 포트에서 연결 요청을 대기하기 위한 상태로 설정

• backlog : 대기 큐의 최대 길이를 지정클라이언트의 연결 요청을 대기하고
  대기 큐가 가득 차면 추가 연결 요청은 거부

#include <sys/socket.h>

int listen (int sockfd, int backlog);
	Returns: nonnegative descriptor if OK, -1 on error

---

4-1. connect 함수

이전에 생성한 클라이언트 소켓의 파일 디스크립터(clientfd)와
서버의 주소 정보를 가지고 있는 addr 를 사용해 서버에 connect 을 시도

#include <sys/socket.h>
			// 클라이언트 소켓
int connect (int clientfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
	Returns: 0 if OK, -1 on error

---

4-2. accept 함수

1. 클라이언트로부터 연결 요청이 듣기 식별자 listenfd 에 도달하기를 기다리기
2. 그 후 addr내의 클라이언트의 소켓 주소를 채우기
3. Unix I/O 함수들을 사용해 클라이언트와 통신하기 위해 사용될 수 있는 연결식별자(confd) 리턴
   = 새로운 file descriptor 할당

#include <sys/socket.h>
int accept (int listenfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
	Returns: nonnegative descriptor if OK, -1 on error