ITERATIVE 서버 모델 예제

Iterative 서버 모델

우리가 흔이 아는 게임 서버와 파일 서버와 같은 서버 프로그램은 동시에 여러 클라이언트에게 서비스를 제공한다. 이러한 서버 모델을 Concurrent(동시) 서버 모델이라고 한다.
동시 서버 모델은 나중에 다루기로 하고, 여기서는 Concurrent 서버 모델처럼 여러 클라이언트를 처리하지는 못하지만 순차적으로 여러 클라이언트에게 서비스를 제공할 수 있는 Iterative(반복) 서버 모델을 작성할 것이다.

그림에서 보이는 상태 다이어그램에서, accept() ~ close()를 반복하여 클라이언트의 요청을 처리하는 것이다.

TCP 서버 프로그램

가장 기본이 되는 에코 클라이언트 / 에코 서버 프로그램을 작성해볼 예정이다.
에코 서버는 에코 클라이언트가 전송한 문자열을 그대로 클라이언트에게 전송하는 프로그램이다. 에코 클라이언트는 사용자에게 입력받은 문자열을 에코 서버에게 전달하는 프로그램이다.

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

void error_proc();

int main(int argc, char *argv[]) {
  int server_sd, client_sd;
  struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
  int client_addr_len, read_len, str_len;
  char read_buff[BUFSIZ];

  if (argc != 2) {
    printf("Usage: %s [port] \n", argv[0]);
    exit(1);
  }
  printf("server start...\n");
  // 듣기 소켓으로 사용할 소켓을 생성한다.
  server_sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
  if (server_sd == -1) error_proc();

  // 소켓에 설정할 주소 정보를 작성한다.
  memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
  server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  server_addr.sin_family = AF_INET;
  server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

  // 작성한 주소 정보를 소켓에 생성한다.
  if (bind(server_sd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) error_proc();
  // 소켓을 듣기 소켓으로 만들어서, 클라이언트의 요청을 받을 준비를 한다.
  if (listen(server_sd, 2) < 0) error_proc();

  client_addr_len = sizeof(client_addr);

  while (1) {
    // 대기열에서 ESTABLISHED 상태인 TCP 연결을 가져온다.
    client_sd = accept(server_sd, (struct sockaddr*) &client_addr, &client_addr_len);
    if (client_sd == -1) error_proc();
    printf("client %s: %d is connected...\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

    while(1) {
      // 클라이언트에서 전송한 문자열을 가져온다.
      read_len = read(client_sd, read_buff, sizeof(read_buff) - 1);
      if (read_len == 0) break;
      read_buff[read_len] = '\0';
      printf("client (%d): %s\n", ntohs(client_addr.sin_port), read_buff);
      // 클라이언트에서 전송한 문자열을 다시 클라이언트에게 전송한다.
      write(client_sd, read_buff, strlen(read_buff));
    }
  }
  close(server_sd);
  return 0;
}

void error_proc() {
  fprintf(stderr, "error: %s\n", strerror(errno));
  exit(1);
}

클라이언트 프로그램

시작 인자로 서버의 IP 주소 및 포트 번호를 입력 받는다.
사용자에게 입력 받은 문자열을 서버 프로그램으로 전송한다.
서버의 응답을 화면에 출력한다.
사용자에게 END 문자열을 입력 받으면 그 문자열 전송을 마지막으로 소켓을 종료한다.
END 문자열 전송 이후 프로그램을 종료한다.

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

int main(int argc, char *argv[]) {
  int client_sd;
  // 서버의 주소 정보를 struct sockaddr_in 구조체에 저장한다.
  struct sockaddr_in client_addr;
  int client_addr_len, read_len, receive_byte, max_buff;
  char write_buff[BUFSIZ];
  char read_buff[BUFSIZ];

  if (argc != 3) {
    printf("usage: %s [IP Address] [Port]\n", argv[0]);
  }
  // 접속을 시도할 소켓을 생성한다.
  client_sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (client_sd == -1) error_proc();
  printf("==== client program ====\n");

  memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));
  client_addr.sin_family = AF_INET;
  client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
  client_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

  // 서버에 연결을 시도한다.
  if (connect(client_sd, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(client_addr)) == -1) {
    close(client_sd);
    error_proc();
  }

  // 연결된 이후 입출력 작업을 시도한다.
  while(1) {
    fgets(write_buff, BUFSIZ - 1, stdin);
    read_len = strlen(write_buff);
    if (read_len < 2) continue;
    receive_byte = 0;
    max_buff = BUFSIZ - 1;
    // 서버로부터 데이터를 받을 때 이미 받을 데이터의 크기를 알고 있기 때문에, >그 만큼의 데이터를 받을 때까지 루프를 실행한다.
    do {
      receive_byte += read(client_sd, read_buff, max_buff);
      max_buff -= receive_byte;
    } while (receive_byte < (read_len -1));

  read_buff[receive_byte] = '\0';
    printf("server: %s\n", read_buff);
    write_buff[read_len -1] = '\0';
    if (!strcmp(write_buff, "END")) break;
  }

  printf("END^^\n");
  close(client_sd);
  return 0;
}

void error_proc() {
  fprintf(stderr, "error: %s\n", strerror(errno));
  exit(errno);
}

참고 문헌

네트워크 프로그래밍

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이동욱

2021/08/05

Iterative 서버 모델

참고 문헌