📘 네트워크프로그래밍 중간고사 정리

네트워크 프로그래밍

: 네트워크로 연결된 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 데이터 송수신 프로그램 작성 의미. 소켓 기반으로 프로그래밍

소켓 : 네트워크 연결 도구

TCP란?

TCP (Transmission Control Protocol)

→ 데이터를 안전하고 정확하게 주고받기 위한 “연결지향형” 프로토콜이야.

SOCKET_STREAM

“내가 보낸 메시지가 잘 도착했는지 확인하고 싶어!” → 그럴 때는 무조건 TCP

TCP 통신의 흐름 구조

📞 TCP 통신은 전화 거는 과정이랑 비슷함.ᐟ

1. 서버는 대기 중 (전화 받을 준비)
2. 클라이언트가 전화함 (연결 요청)
3. 서버가 받음 (연결 수락)
4. 둘이 통화함 (데이터 송수신)
5. 한쪽이 끊음 (종료)

** 서버 입장**

socket()      // 전화기 장만
bind()        // 전화번호 등록 (IP + PORT)
listen()      // 전화 받을 준비 완료
accept()      // 전화 받기
read()/write() // 통화 (데이터 주고받기)

** 클라이언트 입장**

socket()      // 전화기 장만
connect()     // 전화 걸기
read()/write() // 통화 (데이터 주고받기)

인터넷 주소 & 포트

** IP 주소?**

• 인터넷상에서 컴퓨터를 식별하기 위한 주소
• IPv4 (4바이트), IPv6 (16바이트)

** PORT 번호?**

• 한 컴퓨터 내에서 소켓을 구분하기 위한 번호
• 065535 (01023은 well-known 포트)

구조체 sockaddr_in 설명

• sin_family: 주소 체계 (AF_INET 등)
• sin_port: 포트 번호 (네트워크 바이트 순서)
• sin_addr: IP 주소
• sin_zero: 의미 없음, 0으로 채움

바이트 순서 & 네트워크 바이트 순서

** 빅 엔디안 (Big Endian)**

• 상위 바이트를 작은 번지수에 저장 (네트워크 기준)
• 예: 0x12345678 → 12가 가장 앞에

** 리틀 엔디안 (Little Endian)**

• 상위 바이트를 큰 번지수에 저장
• 예: 0x12345678 → 78이 가장 앞에

** 호스트 바이트 순서**

• CPU별 데이터 저장 방식 (OS나 컴퓨터 구조에 따라 다름)

** 네트워크 바이트 순서**

• 통신 표준

• 항상 빅 엔디안을 기준

  → 데이터 전송 전에 반드시 호스트 바이트 순서를 네트워크 바이트 순서로 변환해야 함!

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** 바이트 순서 변환 함수**

함수	역할
htons()	host(리틀 엔디안)→ network(빅 엔디안) (short형 == 16비트) / 처음부터 빅 엔디안 일시 그냥 빅 엔디안 유지
htonl()	host → network (long형 == 32비트)
ntohs()	network → host (short형)
ntohl()	network → host (long형)

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** 주소 변환 관련 함수**

** inet_addr()**

• “127.0.0.1” 같은 문자열 IP → 4바이트 숫자로 변환
• 결과: 정수형 IP 주소 반환
• 단, byte 순서를 바꿔서 저장함 (주의!)

** inet_aton()**

• 위 함수와 동일한 역할 (더 안전하고 엄격한 버전)
• 값을 저장한다는 점에서 차이
• 리턴값: 성공 여부 (정수)

** inet_ntoa()**

• 숫자 형태의 IP 주소 → 문자열로 다시 바꿔줌

• IP를 사람이 읽을 수 있도록 표시

• WSAStringToAddress
  • inet_addr과 비슷하지만, 주소와 포트번호가 같이 있는거 허용 (1.2.3.4:9000)
• WSAAddressToString
  • inet_ntoa와 비슷하지만, 주소와 포트번호가 같이 있는거 허용 (1.2.3.4:9000)

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** sockaddr 구조체와 주소 설정**

struct sockaddr_in을 사용할 때 주의사항

• IPv4용 소켓 주소는 SOCKADDR_IN으로 정의
• bind 시에는 sockaddr*로 캐스팅해서 사용해야 함

struct sockaddr_in serv_addr;
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 모든 IP 허용
serv_addr.sin_port = htons(atoi(serv_port));

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** INADDR_ANY?**

• 현재 실행 중인 컴퓨터의 모든 IP 주소에서 접근 가능
• 서버에서 클라이언트 요청을 다 수락할 수 있도록 설정하는 상수

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** 서버 주소 바인딩 예시**

int serv_sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
char* serv_port = "9190";

// 소켓 생성
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

// 주소 설정
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(serv_port));

// 바인딩
bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));

** 이건 TCP 서버에서 기본적으로 사용하는 포맷!**

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UDP (User Datagram Protocol)

TCP와 UDP 비교

• UDP는 비연결형 프로토콜로 TCP와 다르게 연결 개념 없음
• 확인 메시지(SEQ, ACK) 없음 → Flow Control 없음
• 데이터 전송 순서 및 손실에 대한 보장 X
• 실시간성이 중요한 서비스에 적합 (음성, 영상 등)
• SOCKET_DGRAM

⚙️ UDP 주요 함수 설명

** recvfrom() 함수**

• 데이터를 수신하고 송신자 정보도 함께 전달받음
• 주요 파라미터:
  • from: 보낸 측 주소 정보 저장할 구조체
  • addrlen: 주소 길이
• 연결 개념 없음 → 매번 수신할 때 송신자 정보 포함 필요

** sendto() 함수**

• 데이터를 송신하며 수신자 주소를 명시
• 주요 파라미터:
  • to: 받을 측 주소 정보
  • addrlen: 주소 구조체의 크기

요약: recvfrom은 누가 보냈는지 알려주고, sendto는 어디로 보낼지 직접 지정

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** UDP의 데이터 경계 처리**

• UDP는 데이터 단위(패킷) 경계가 존재
• recvfrom()을 호출할 때마다 한 개의 패킷만 수신됨

• 예: sleep() 중에도 메시지가 오면 3개 중 3개 모두 개별로 도착함

  → TCP와 달리 뭉쳐서 오는 게 아님

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** UDP vs TCP 함수 차이**

• TCP는 연결 기반이라 send, recv만 쓰고 대상 지정 X
• UDP는 비연결이므로 sendto, recvfrom으로 매번 주소 지정 필요

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** Connected UDP 소켓?**

• connected UDP 소켓은 TCP처럼 연결된 건 아니지만
• 소켓의 목적지를 미리 설정한 상태
• 이후엔 send, recv로만 사용 가능 (주소 매번 지정 안 해도 됨)

** 양방향 통신: 에코 서버 & 클라이언트**

에코 통신이란?

클라이언트가 입력한 문자열을 서버가 그대로 받아서 돌려보내는 구조

🔚 소켓의 우아한 종료 (Half-Close & shutdown())

** 일반적인 close()의 한계**

• 우리가 평소에 쓰던 close()는 양쪽 스트림 모두 종료함

• 문제는?

  → 상대방이 아직 데이터를 보내고 있을 수도 있음

  → 일방적인 종료로 데이터 유실 가능성 있음

** Half-Close**

• TCP는 데이터를 주고받는 방향이 따로 있음
• → 그럼 읽기만 끊거나, 쓰기만 끊는 게 가능하지 않을까?

이걸 가능하게 해주는 함수가 바로 shutdown()

입력 스트림 만 종료 / 출력 스트림 만 종료 가능

도메인

우리가 흔히 접하는 웹 주소: www.google.com, www.naver.com 같은 것들

이건 사람이 보기 쉽게 만든 주소임

실제 통신은 IP 주소(숫자) 기반으로 이루어짐

그래서 도메인 → IP 주소 이걸 처리하는 게 DNS (Domain Name System)

** DNS의 역할**

도메인 이름을 IP 주소로 바꿔주는 시스템

** 도메인 → IP로 바꾸기: gethostbyname()**

struct hostent* gethostbyname(const char* name);

IP → 도메인으로 바꾸기: gethostbyaddr()

struct hostent* gethostbyaddr(const void* addr, socklen_t len, int type);

gethostbyname()은 DNS의 종류인가?

→ 아님!

gethostbyname은 DNS의 종류가 아니라, DNS를 사용하는 C함수 중 하나

gethostbyaddr()은 방향이 반대

IP 주소의 역방향 조회(Reverse DNS Lookup) 역할

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