[리눅스 네트워킹 프로그래밍] BSD 소켓

<서영진 님의 사물인터넷을 위한 리눅스 프로그래밍 with 라즈베리파이 서적을 참고해서 작성하였습니다 :-)>

 

⭐ 인터넷과 BSD 유닉스

1983년 UC 버클리에서 사용하는  BSD (Berkeley Software Distribution) 에 TCP/IP 네트워크의 구현을 맡겼는데, 유닉스에 TCP/IP 스택 (stack) 이 추가되었으며 통신을 위해 소켓을 추가함

BSD 소켓은 네트워크 프로그래밍의 표준 인터페이스로, 원격 호스트를 연결시켜 주는 매개체 역할을 수행한다

 

대부분의 유닉스의 TCP/IP 네트워크 스택 (stack) 은 BSD 기반으로 하고, 소켓 시스템도 사용한다

 

⭐ BSD 소켓

소켓은 프로세스 간의 상호 양방향 통신 방식

소프트웨어로 작성된 통신 접속점을 나타캐고 네트워크상에서 단말들끼리의 연결을 위해 사용한다

디바이스 파일과 마찬가지로 파일로 다룰 수 있도록 파일/소켓 디스크립터를 제공하며, 각 종단점으로의 여러 속성들을 가지고 있다

 

소켓은 파일 디스크립터를 이용해서 높은 호환성을 제공하는데, 파일로 저장하는 기능이나 네트워크를 이용해서 데이터를 보내는 기능을 하나의 코드로 함께 사용할 수 있다

 

소켓을 이용하면 TCP/IP 네트워크에 대한 인터페이스를 이용해서 통신을 수행할 수 있는데, 소켓을 통한 프로세스의 통신은 클라이언트와 서버 구조에 기초를 두고 있다

함수	내용	비고
socket()	네트워크 통신을 위한 소켓을 생성
socketpari()	연결을 위한 한 쌍의 소켓을 지정	IPC
bind()	서버에서 소켓에 이름을 부여	서버
listen()	클라이언트의 소켓들을 위한 큐 생성
accpet()	서버에서 클라이언트의 접속을 대기
connect()	클라이언트에서 서버로 접속	클라이언트
write() / send()	데이터를 상대방에게 전송	TCP, sendmsg(), sendmmsg()
sendto()	데이터를 UDP 패킷으로 상대방에게 전송	UDP
read() / recv()	데이터를 상대방으로부터 받는다	TCP, recvmsg(), recvmmsg()
recvfrom()	데이터를 UDP 패킷으로 상대방으로부터 받는다	UDP
close()	소켓의 연결을 종료한다
shutdown()	선택적으로 소켓의 연결을 종료한다

 

⭐ 소켓을 통한 IPC

프로세스 간 통신에도 소켓을 사용할 수 있다

socketpair() 함수는 주소를 갖지 않는 한 쌍의 소켓을 생성하는데, 이 한 쌍의 소켓을 이용해서 부모 프로세스와 자식 프로세스 간 통신을 수행할 수 있다

int socketpair(int domain, int type, int protocol, inst sv[2]);

socketpair() 함수는 파이프나 FIFO 와 다르게 양방향 통신을 지원하며, 유닉스 내부적으로 통신할 때 사용되는 유닉스 도메인에서만 사용 가능, 관계없는 프로세스 간의 통신은 지원하지 않는다

// socketpair() 함수를 이용해서 두 프로세스 사이에 데이터를 교환한다 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <wait.h>
#include <sys/socket.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int ret, sock_fd[2];
    int status;
    char buf[ ] = "Hello World", line[BUFSIZ];
    pid_t pid;
    // socketpair() 함수는 2개의 소켓 디스크립터를 연다
    // 2개의 int 형 소켓 디스크립터를 위한 배열을 생성한다
    // 로컬 도메인만 사용 하므로 AF_LOCAL 혹은 AF_UNIX
    // 스트림 통신을 위한 SOCKET_STREAM
    ret = socketpair(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, sock_fd); /* 한 쌍의 소켓을 생성 */
    if(ret == -1) {
        perror("socketpair()");
        return -1;
    }

    printf("sorket 1 : %d\n", sock_fd[0]); 		/* 각 소켓의 디스크립트 번호를 출력 */
    printf("sorket 2 : %d\n", sock_fd[1]);

    if((pid = fork()) < 0) { 				/* fork( ) 함수 실행 에러 시의 처리 */
        perror("fork()");
    } else if(pid == 0) { 				/* 자식 프로세스일 때의 처리 */
        write(sock_fd[0], buf, strlen(buf) + 1); 	/* 부모 프로세스로 데이터 보내기 */
        printf("Data send : %s\n", buf);
        close(sock_fd[0]); 				/* 소켓 닫기 */
    } else { 						/* 부모 프로세스일 때의 처리 */
        wait(&status); 					/* 자식 프로세스의 종료 대기 */
        read(sock_fd[1], line, BUFSIZ); 		/* 자식 프로세스에서 온 데이터 읽기 */
        printf("Received data : %s\n", line);
        close(sock_fd[1]); 				/* 소켓 닫기 */
    }

    return 0;
}

gcc -o socketpair socketpair.c
./socketpair