15. 네트워크
TCP/IP 프로토콜 소개
TCP 프로토콜은 다른 두 시스템 간에 신뢰성 있는 데이터의 전송을 관장하는 통신 프로토콜로서 IP 프로토콜 위에서 동작한다. TCP 프로토콜을 사용하는 응용프로그램으로는 e-mail, FTP, 웹(HTTP) 등이 있다.
IP는 패킷 교환 네트워크에서 송신 호스트와 수신 호스트가 데이터를 주고받는 것을 관장하는 프로토콜로서 TCP의 하위 레벨 프로토콜이다.
(TCP는 데이터 전송 목적, IP는 누가 누군지 분류하는게 목적)
IP 주소
IP 주소는 네트워크상에서 유일하게 식별될 수 있는 네트워크 장치의 주소로서, 예를들면 192.156.11.15와 같이 4개의 숫자가 .으로 연결된다. 하나의 숫자 범위는 0~255로서 한 바이트로 표현이 가능하다. 도메인 이름으로 바꿔 사용할 수도 있다. 128비트의 IPv6 버전을 사용하는 추세이다. (ex 집주소, 192.168.~~~랑 ~10.~는 사설 ip!)
포트
IP주소는 네트워크상에 있는 한 컴퓨터를 유일하게 식별한다. 하지만 한 컴퓨터에는 여러 응용프로그램이 네트워크를 사용하고 있기 때문에 IP주소만으로는 통신하고자 하는 응용프로그램을 식별할 수 없다. 이를 위해 한 컴퓨터 내의 각 응용프로그램은 통신을 위해 가상의 연결단인 포트(port)를 생성하고, 이 포트번호로 상대방이 자신을 식별하게 한다.
예를 들면 IP주소는 은행 지점의 주소이고, 포트번호는 은행 내의 고객 창구 번호와 같다.
따라서 통신을 수행하는 모든 응용프로그램은 IP주소와 포트를 이용하여 상대편 통신 프로그램을 인지하며 데이터를 교환한다. 물론 이 때 상대편 응용프로그램은 자신의 IP 주소와 포트 번호를 알고 통신 접속이나 데이터가 오기를 기다리고 있어야 한다.
포트 번호는 개발자가 이의로 선택하여 사용할 수 있으나, 기존 응용프로그램에서 사용하는 포트 번호는 피하는 것이 좋다. 시스템이나 기존에 알려진 응용프로그램에서 사용하는 포트 번호를 잘 알려진 포트라고 한다. 예를 들어 SSH는 22번 포트, HTTP는 80번 포트, FTP는 21번 포트 등이며, 이들은 주로 0~1023 사이의 번호를 가지므로 사용자가 작성하는 응용프로그램에서는 이 범위의 포트번호는 피해서 선택하도록 한다.
(한 포트 번호를 두 개 이상의 프로그램에서 쓸 수 없다)
소켓
소켓 통신은 개발자가 TCP/IP 네트워크를 이용하여 쉽게 통신 프로그램을 작성하도록 지원하는 기반 기술이다. 여기서 소켓은 통신하는 두 응용프로그램 간의 통신 링크의 각 끝단으로서, TCP/IP의 네트워크 기능을 활용하여 다른 컴퓨터의 소켓과 데이터를 주고 받는다. 소켓은 특정 포트에 연결되어 데이터를 보내거나 받을 때 해당 응용 프로그램을 식별한다.
(TCP/IP와 포트를 가지고 통신하는게 소켓. 각 통신의 제일 끝 단계가 소켓이다.)
응용프로그램은 소켓과 연결한 후 소켓에 데이터를 주기만 하면, 소켓이 상대방 응용프로그램에 연결된 소켓에 데이터를 보낸다. 또는 응용프로그램은 연결된 소켓으로부터 도착한 데이터를 단순히 받기만 하면 된다. 인터넷을 경유하여 데이터를 주고받는 기능은 순전히 소켓의 몫이다.
소켓과 서버 클라이언트 통신
소켓을 이용하는 통신에서는 반드시 서버 응용프로그램과 클라이언트 응용프로그램으로 구분된다. 정보를 제공하는쪽을 서버라고 부르며, 정보를 이용하는 쪽을 클라이언트라고 부른다.
서버 소켓과 클라이언트 소켓
소켓에는 서버 소켓과 클라이언트 소켓의 2가지 종류가 있다.
- 서버 소켓은 서버 응용프로그램이 사용자의 접속을 기다리는 목적으로만 사용된다.
- 클라이언트 응용프로그램에서는 클라이언트 소켓을 이용하여 서버에 접속한다.
- 서버 소켓은 클라이언트가 접속해오면, 클라이언트 소켓을 추가로 만들어 상대 클라이언트와 통신하게 한다.
이 내용을 정리하면 서버소켓은 클라이언트의 접속을 기다리는 소켓이며, 클라이언트 소켓은 데이터 통신을 실시하는 소켓이다.
(소켓은 사용 후에 닫아줘야한다!!!!!!!!!!!!!!!!!!! close())
Soket 클래스, 클라이언트 소켓
클라이언트 소켓 생성 및 서버 접속
Socket clientSoket = new Soket("128.12.1.1", 5550); //IP주소가 128.12.1.1이고 포트번호가 5550인 서버에 접속. 이때 클라이언트의 포트는 사용되지 않는 포트 중에서 자동으로 선택된다.
네트워크 입출력 스트림 생성
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSoket.getIputStream()));
BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamReader(clientSoket.getOutputStream()));
서버로 데이터 전송
out.write("hello" + "\n");
out.flush();
서버로부터 데이터 수신
int x = in.read(); //클라이언트로부터 한 개의 문자 수신
String line = in.readLine(); //클라이언트로부터 한 행의 문자 수신
데이터 송수신 종료
socket.close();
ServerSoket 클래스, 서버 소켓 (접속을 받아들이는 용도)
서버 소켓 생성
ServerSocket listener = new ServerSocket(5550); //자신의 포트 번호
클라이언트로부터 접속 대기
Socket socket = listener.accept(); //연결 요청을 기다림. accept() 메소드가 연결을 수락하면 다음과 같이 Socket 객체를 하나 별도로 생성하여 리턴한다.
네트워크 입출력 스트림 생성
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSoket.getIputStream()));
BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamReader(clientSoket.getOutputStream()));
클라이언트로부터 데이터 수신
int x = in.read(); //클라이언트로부터 한 개의 문자 수신
String line = in.readLine(); //클라이언트로부터 한 행의 문자 수신
클라이언트로 데이터 전송
out.write("hello" + "\n");
out.flush();
데이터 송수신 종료
socket.close();
서버 응용프로그램 종료
ServerSocket.close();
서버-클라이언트 채팅 프로그램 만들기
서버 프로그램
package chapter15;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class ServerEx {
public static void main(String[] args) {
BufferedReader in = null;
BufferedWriter out = null;
ServerSocket listener = null;
Socket socket = null;
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try {
listener = new ServerSocket(9999); //서버 소켓 생성
System.out.println("연결을 기다리고 있습니다...");
socket = listener.accept(); //클라이언트로부터 연결 요청 대기
System.out.println("연결되었습니다.");
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //소켓 입력 스트림
out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())); //소켓 출력 스트림
while(true) {
String inputMessage = in.readLine(); //클라이언트로부터 한 행 읽기
if(inputMessage.equalsIgnoreCase("bye")) {
System.out.println("클라이언트에서 bye로 연결을 종료했음");
break;
}
System.out.println("클라이언트 : " + inputMessage);
System.out.print("보내기 >> ");
String outputMessage = scanner.nextLine(); //키보드에서 한 행 읽기
out.write(outputMessage + "\n"); //키보드에서 읽은 문자열 전송
out.flush(); //out의 스트림 버퍼에 있는 모든 문자열 전송
}
}catch(IOException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}finally{
try {
scanner.close();
socket.close();
listener.close();
}catch(IOException e) {
System.out.println("클라이언트와 채팅 중 오류 발생");
}
}
}
}
클라이언트 프로그램
package chapter15;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class ClientEx {
public static void main(String[] args) {
BufferedReader in = null;
BufferedWriter out = null;
Socket socket = null;
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try {
socket = new Socket("localhost", 9999);
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
while(true) {
System.out.print("보내기 >> ");
String outputMessage = scanner.nextLine();
if(outputMessage.equalsIgnoreCase("bye")) {
out.write(outputMessage + "\n");
out.flush();
break;
}
out.write(outputMessage + "\n");
out.flush();
String inputMessage = in.readLine();
System.out.println("서버 : " + inputMessage);
}
}catch(IOException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}finally{
try {
scanner.close();
if(socket != null) {
socket.close();
}
}catch(IOException e) {
System.out.println("서버와 채팅 중 오류 발생");
}
}
}
}
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