C TCP/UDP socket

Summry

본 문서에서는 클라이언트와 서버를 만들어 TCP/UDP Socket 통신을 구현한다.

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TCP/IP 통신 함수 사용 순서

Server

socket() - socket 생성
- 만들어진 server_socket 은 단지 socket discriptor 에 불과함
bind() - 생성한 socket에 IP addr, portnumber 를 할당하여 커널에 server socket으로 등록
- 커널에 등록해야 다른 시스템과 통신할 수 있는 상태가 된다.
- bind 에 사용할 구조체는 sockaddr_in 구조체 (Socket sockaddr, sockaddr_in, sockaddr_un)
listen() - server socket 을 통해 클라이언트의 접속 요청을 확인
accept() - 클라이언트 접속 요청 대기 및 수락, 클라이언트와의 통신을 위한 새 socket 생성
- accept() 로 접속 요청을 수락하면 클라이언트와 통신하기 위해 커널이 소켓을 자동으로 생성한다.
read()/write() - client socket 과 데이터 송수신
- read() 를 이용하여 클라이언트로부터 전송된 자료 수신한다.
  - 클라이언트로부터 전송된 자료가 없다면 송신할 때 까지 대기한다.
- write() 를 이용하여 클라이언로 자료를 송신한다.
close() - 통신이 종료된 clinet socket 을 소멸

Client

socket() - socket 생성
connect() - server 로 연결 시도
- 주소 정보에 서버의 주소와 포트번호를 지정하고 서버와 연결 시도.
read()/write() socket 으로 데이터 송수신
close() - 통신을 완료하면 socket 을 소멸

TCP Server example

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUFF_SIZE 1024

int main(){
   int   server_socket;
   int   client_socket;
   int   client_addr_size;

   struct sockaddr_in   server_addr;
   struct sockaddr_in   client_addr;

   char   buff_rcv[BUFF_SIZE+5];
   char   buff_snd[BUFF_SIZE+5];

   server_socket  = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
   if(-1 == server_socket)
   {
      printf( "server socket 생성 실패\n");
      exit(1);
   }

   memset(&server_addr, 0, sizeof( server_addr));
   server_addr.sin_family      = AF_INET;
   server_addr.sin_port        = htons( 4000);
   server_addr.sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY);

   if(-1 == bind( server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr))){
      printf("bind() 실행 에러\n");
      exit(1);
   }

   if(-1 == listen(server_socket, 5))
   {
      printf("listen() 실행 실패\n");
      exit(1);
   }

   while(1)
   {
      client_addr_size  = sizeof(client_addr);
      client_socket     = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_size);

      if (-1 == client_socket)
      {
         printf("클라이언트 연결 수락 실패\n");
         exit(1);
      }

      read (client_socket, buff_rcv, BUFF_SIZE);
      printf("receive: %s\n", buff_rcv);
      
      sprintf(buff_snd, "%d : %s", strlen( buff_rcv), buff_rcv);
      write(client_socket, buff_snd, strlen( buff_snd)+1);          // +1: NULL까지 포함해서 전송
      close(client_socket);
   }
}

TCP Client example

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

#define  BUFF_SIZE   1024

int main( int argc, char **argv){
   int    client_socket;

   struct sockaddr_in   server_addr;

   char   buff[BUFF_SIZE+5];

   client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
   if(-1 == client_socket)
   {
      printf("socket 생성 실패\n");
      exit(1);
   }

   memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
   server_addr.sin_family     = AF_INET;
   server_addr.sin_port       = htons(4000);
   server_addr.sin_addr.s_addr= inet_addr("127.0.0.1");

   if(-1 == connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr) ) )
   {
      printf("접속 실패\n");
      exit(1);
   }
   write(client_socket, argv[1], strlen(argv[1])+1);      // +1: NULL까지 포함해서 전송
   read (client_socket, buff, BUFF_SIZE);
   printf("%s\n", buff);
   close(client_socket);
   
   return 0;
}

UDP 통신 함수 사용 순서

Server

socket() - socket 생성
bind() - 생성한 socket에 IP addr, portnumber 를 할당하여 커널에 server socket으로 등록
recvfrom() - 클라이언트의 데이터를 수신
sendto() - 클라이언트에게 수신된 데이터를 전송
close() - 소켓 연결 종료

Client

socket() - socket 생성
sendto() - 클라이언트에게 수신된 데이터를 전송
recvfrom() - 클라이언트의 데이터를 수신
close() - 소켓 연결 종료

UDP Server example

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
#define PORT 9999
 
int main(){
    int sock;
    struct sockaddr_in addr, client_addr;
    char recv_buffer[1024];
    int recv_len;
    int addr_len;
 
    if((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) <0){
        perror("socket ");
        return 1;
    }
 
    memset(&addr, 0x00, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addr.sin_port = htons(PORT);
 
    if(bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0){
        perror("bind ");
        return 1;
    }
 
    printf("waiting for messages\n");
 
    addr_len = sizeof(client_addr);
    if((recv_len = recvfrom(sock, recv_buffer, 1024, 0, (struct sockaddr *)&client_addr, &addr_len)) < 0){
        perror("recvfrom ");
        return 1;
    }
    
    recv_buffer[recv_len] = '\0';
 
    printf("ip : %s\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
    printf("received data ; %s\n", recv_buffer);
 
    sendto(sock, recv_buffer, strlen(recv_buffer), 0, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(client_addr));
    
    close(sock);
 
    return 0;

UDP Client example

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
#define PORT 9998
 
int main(void){
    int sock;
    struct sockaddr_in target_addr;
    char recv_buffer[1024];
    int recv_len;
    int addr_len;
    const char *msg = "hello network!";
    
    if((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0){
        perror("socket ");
        return 1;
    }
 
    memset(&target_addr, 0x00, sizeof(target_addr));
    target_addr.sin_family = AF_INET;
    target_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(127.0.0.1);
    target_addr.sin_port = htons(PORT);
 
    addr_len = sizeof(target_addr);
 
    sendto(sock, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr*)&target_addr, addr_len);
 
    if((recv_len = recvfrom(sock, recv_buffer, 1024, 0, (struct sockaddr *)&target_addr, &addr_len)) < 0){
        perror("recvfrom ");
        return 1;
    }
    
    recv_buffer[recv_len] = '\0';
 
    printf("ip : %s\n", inet_ntoa(target_addr.sin_addr));
    printf("received data : %s\n", recv_buffer);
 
    close(sock);
 
    return 0;
}

Reference

bind() 소켓에 IP주소와 포트번호 지정 - FALiNUX Forum
UDP 클라이언트 프로그램 - dotaky99
UDP 서버 예제 프로그램 - dotaky99

PREVIOUSSocket Parameters

NEXThtons(), htonl(), ntohl(), ntohs()