Socket programming

Socket

"소켓(Socket)"은 사전적으로 "구멍", "연결", "콘센트" 등의 의미를 가진다.

네트워크 프로그래밍에서의 소켓(Socket)에 대한 의미도, 사전적 의미를 크게 벗어나지 않는다.

프로그램이 네트워크에서 데이터를 송수신할 수 있도록, "네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부"가 바로 "네트워크 소켓(Socket)"이다.

하지만 엄밀히 따지자면, "네트워크 소켓"이라는 용어가 정확한 표현은 아니다.

전기 소켓이 전기를 공급받기 위해 정해진 규격(110V, 220V 등)에 맞게 만들어져야 하듯, 네트워크에 연결하기 위한 소켓 또한 정해진 규약, 즉, 통신을 위한 프로토콜(Protocol)에 맞게 만들어져야 한다.

보통 OSI 7 Layer(Open System Interconnection 7 Layer)의 네 번째 계층인 TCP(Transport Control Protocol) 상에서 동작하는 소켓을 주로 사용하는데, 이를 "TCP 소켓" 또는 "TCP/IP 소켓"이라고 부른다. (UDP에서 동작하는 소켓은 "UDP 소켓")

TCP/IP 소켓 프로그래밍

소켓(Socket)을 사용하여 네트워크 통신 기능을 구현하는 과정은 그 개념만큼 아주 단순하지만은 않다.

소켓(Socket)으로 네트워크 통신 기능을 구현하기 위해서는 소켓을 만드는 것과, 만들어진 소켓을 통해 데이터를 주고 받는 절차에 대한 이해가 필요하고, 운영체제 및 프로그래밍 언어에 종속적으로 제공되는 소켓 API 사용법을 숙지해야 하기 때문이다.

케이블 분리로 인한 네트워크 단절, 트래픽 증가에 따른 데이터 전송 지연, 시스템 리소스 관리 문제로 인한 에러 등, 네트워크 환경에서 발생할 수 있는 다양한 예외사항에 대해서도 처리가 필요하기 때문에 더욱 어렵다.

클라이언트 소켓, 서버 소켓

두 개의 시스템(또는 프로세스)이 소켓을 통해 네트워크 연결(Connection)을 만들기 위해서는, 최초 어느 한 곳에서 그 대상이 되는 곳으로 연결을 요청해야 한다.

IP 주소와 포트 번호로 식별되는 대상에게, 자신이 데이터 송수신을 위한 네트워크 연결을 수립할 의사가 있음을 알리는 것이다.

무작정 연결을 시도한다고 해서, 그 요청이 무조건 받아들여지고 연결이 만들어져 데이터를 주고 받을 수 있게 되는 것은 아니다.

한 곳에서 연결 요청을 보낸다고 하더라도 그 대상 시스템이 그 요청을 받아들일 준비가 되어 있지 않다면, 해당 요청은 무시되고 연결은 만들어지지 않는다.

그러므로 요청을 받아들이는 곳에서는 어떤 연결 요청(일반적으로 포트 번호로 식별)을 받아들일 것인지를 미리 시스템에 등록하여, 요청이 수신되었을 때 해당 요청을 처리할 수 있도록 준비해야 한다.

이렇듯 두 개의 시스템(또는 프로세스)이 소켓을 통해 데이터 통신을 위한 연결(Connection)을 만들기 위해서는, 연결 요청을 보내는지 또는 요청을 받아들이는지에 따라 소켓의 역할이 나뉘게 되는데, 전자에 사용되는 소켓을 클라이언트 소켓(Client Socket), 후자에 사용되는 소켓을 서버 소켓(Server Socket)이라고 한다.

두 소켓은 동일하다. 역할과 구현 절차에 따라 다르게 부르는 것일 뿐, 순서가 바뀐다면 역할도 바뀌는 것.

Socket API

클라이언트 소켓(Client Socket)은 처음 소켓(Socket)을 생성(create)한 다음, 서버 측에 연결(connect)을 요청한다.

그리고 서버 소켓에서 연결이 받아들여지면 데이터를 송수신(send/recv)하고, 모든 처리가 완료되면 소켓(Socket)을 닫는다(close).

서버 소켓(Server Socket)은 일단 클라이언트와 마찬가지로 첫 번째 단계는 소켓(Socket)을 생성(create)한다.

그리고 서버가 사용할 IP 주소와 포트 번호를 생성한 소켓에 결합(bind)시킨다.

그런 다음 클라이언트로부터 연결 요청이 수신되는지 주시(listen)하고, 요청이 수신되면 요청을 받아들여(accept) 데이터 통신을 위한 소켓을 생성한다.

일단 새로운 소켓을 통해 연결이 수립(ESTABLISHED)되면, 클라이언트와 마찬가지로 데이터를 송수신(send/recv)할 수 있다.

마지막으로 데이터 송수신이 완료되면, 소켓(Socket)을 닫는다(close).