소켓 프로그래밍 - 어플리케이션 프로토콜

어플리케이션 프로토콜

목적에 맞는 프로그램을 구현하기 위하여 서버와 클라이언트 간 송수신 데이터 사이즈와 송수신 데이터의 끝을 정의

 

 

계산기 프로그램 구현(어플리케이션 프로토콜)

- 클라이언트는 서버에 접속하자마자 피연산자의 개수정보를 1바이트 정수형태로 전달

- 클라이언트가 서버에 전달하는 정수 하나는 4바이트

- 정수를 전달한 다음에는 연산의 종류(+, -, *)를 전달. 연산정보는 1바이트

- 서버는 연산결과를 4바이트 정수의 형태로 클라이언트에게 전달

- 연산결과를 얻은 클라이언트는 서버와의 연결 종료(EOF)

 

계산기 프로그램 데이터 구조

 

계산기 프로그램 Server

//TCP 산술연산 처리 서버

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

#define BUF_SIZE 1024
#define OPSZ 4

void error_handling(char *message);
int calculate(int opnum, int opnds[], char oprator);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock;				//소켓 디스크립터
    char opinfo[BUF_SIZE];				//클라이언트에서 전달받을 데이터
    							// 하나의 배열에 다양한 종류의 데이터를 저장해서 전송하기 위해 char형 배열 선언
    int result, opnd_cnt, i;
    int recv_cnt, recv_len;
    
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;		//주소 설정 구조체
    socklen_t clnt_adr_sz;				//클라이언트 주소 설정 구조체 사이즈
    
    if(argc!=2) {
    	printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    
    serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);		//소켓 생성(tcp, ipv4)
    if(serv_sock==-1)
    	error_handling("socket() error");
    
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family=AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
    
    //주소 바인딩
    if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
    	error_handling("bind() error");
    
    //연결요청 대기큐(사이즈 5) 생성. 클라이언트 연결요청 대기상태
    if(listen(serv_sock, 5)==-1)
    	error_handling("listen() error");
    
    //클라이언트 소켓에게 주소할당을 위한 크기 구하기
    clnt_adr_sz=sizeof(clnt_adr);
    
    //클라이언트 5번 접속 가능
    for(i=0;i<5;i++)
    {
    	opnd_cnt=0;					//연산할 숫자의 개수
        
        //연결요청 대기큐에 있는 클라이언트의 순서대로 연결 수락
        //클라이언트와의 데이터 송수신을 위해 새로운 소켓(clnt_sock) 생성
        clnt_sock=accept(serv_sork, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
        
        //클라이언트로부터 배열([char, int, int, ..., char] 형태)을 받아서 연산할 숫자의 총 개수(첫 1바이트)만 읽기
        read(clnt_sock, &opnd_cnt, 1);
        
        recv_len=0;					//모든 피연산자와 연산 종류의 바이트 수 
        
        //피연산자와 연산 종류를 모두 읽어들일 때까지 read() 반복 호출
        while((opnd_cnt*OPSZ+1)>recv_len)
        {
        	//연산할 숫자의 총 개수를 이미 읽었기 때문에,
            //클라이언트에서 보낸 데이터를 char 배열 형태로 BUF_SIZE-1만큼 읽음
            //recv_cnt = 클라이언트에서 보낸 전체 데이터 바이트 - 1바이트
        	recv_cnt=read(clnt_sock, &opinfo[recv_len], BUF_SIZE-1);
            recv_len+=recv_cnt;
        }
        
        result=calculate(opnd_cnt, (int*)opinfo, opinfo[recv_len-1]);	//연산
        
        //연산결과를 4바이트 정수 형태로 클라이언트에게 전달
        write(clnt_sock, (char*)&result, sizeof(result));			
        close(clnt_sock);
    }
    close(serv_sock);
    return 0;
}

//계산(계산할 숫자 개수, 계산할 숫자 배열, 연산자)
int calculate(int opnum, int opnds[], char op)
{
    int result=opnds[0], i;
    
    switch(op)
    {
    	case '+':
        	for(i=1; i<opnum; i++)
            	result+=opnds[i];
            break;
        case '-':
        	for(i=1; i<opnum; i++)
            	result-=opnds[i];
            break;
        case '*':
        	for(i=1; i<opnum; i++)
            	result*=opnds[i];
            break;
    }
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

 

 

계산기 프로그램 Client

//TCP 산술연산 요청 클라이언트

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

#define BUF_SIZE 1024
#define RLT_SIZE 4
#define OPSZ 4

void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sock;
    char opmsg[BUF_SIZE];			//서버로 전달할 char 배열(하나의 배열에 다양한 종류의 데이터 저장하여 전송)
    int result, opnd_cnt, i;
    
    struct sockaddr_in serv_adr;		//소켓에 할당할 주소 구조체
    if(argc!=3) {
    	printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    
    sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); 		//소켓 생성
    if(sock==-1)
    	error_handling("socket() error");
    
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family=AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    
    //서버 주소정보를 기반으로 연결요청. 서버의 연결요청 대기큐에 들어감.
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
    	error_handling("connect() error!");
    else
    	puts("Connected....");
    
    //
    fputs("Operand count: ", stdout);		//서버에 연결되면 출력됨
    scanf("%d", &opnd_cnt);				//피연산자 개수 입력
    opmsg[0]=(char)opnd_cnt;			//피연산자 개수 정보를 1바이트 정수 형태로 전달
    
    //클라이언트가 서버에 전달하는 정수 하나는 4바이트
    for(i=0; i<opnd_cnt; i++)
    {
    	printf("Operand %d: ", i+1);
        scanf("%d", (int*)&opmsg[i*OPSZ+1]);		//OPSZ=4
    }
    
    fgetc(stdin);			//개행문자를 입력버퍼에서 읽어들여서 버퍼에 남아있는 엔터 제거
    
    fputs("Operator: ", stdout);	//연산종류. 1바이트
    scanf("%c", &opmsg[opnd_cnt*OPSZ+1]);	//배열의 마지막 index에 연산자 1바이트로 저장
    
    write(sock, opmsg, opnd_cnt*OPSZ+2);	//계산 정보를 서버로 전달. 마지막 null문자 때문에 +2
    read(sock, &result, RLT_SIZE);			//서버로부터 연산결과(4바이트) 수신
    
    printf("Operation result: %d \n", result);
    close(sock);
    return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

 

 

코드(계산기 프로그램) 실행 결과

- server는 5번의 클라이언트 연산 요청 결과값을 반환한 후 종료됨

server 실행 후 client 실행 결과

 

공부하면서 학습 목적으로 작성한 포스팅이므로 내용이 완전하지 않습니다ㅠ 
계속해서 학습 후 지식이 좀 더 쌓이면 수시로 수정해나갈 예정입니다! 
틀린 내용은 둥글게 댓글 달아주시면 빠른 확인 후 수정하겠습니다. :)

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코드 출처

윤성우 저 '윤성우의 열혈 TCP/IP 소켓 프로그래밍'

 

참고

* 윤성우 저 '윤성우의 열혈 TCP/IP 소켓 프로그래밍'

* qteveryday.tistory.com/51?category=921416