Chapter 07. 소켓 옵션

TCP/IP 애플리케이션에 적용 가능한 다양한 소켓 옵션을 이해하고 활용한다. 학습 목표 TCP/IP 애플리케이션에 적용 가능한 다양한 소켓 옵션을 이해하고 활용한다.

소켓 프로그래밍 모델 개요 (1/7) 애플리케이션 TCP IP UDP IrDA Bluetooth ... 소켓 소켓 코드 프로토콜 구현 코드

소켓 옵션(socket options) 소켓 옵션의 종류 소켓 함수의 기본 동작을 변경 ① 소켓 코드가 담당하는 부분 개요 (2/7) 소켓 옵션(socket options) 소켓 함수의 기본 동작을 변경 소켓 코드와 프로토콜 구현 코드에 대한 세부적인 제어 가능 소켓 옵션의 종류 ① 소켓 코드가 담당하는 부분 옵션을 설정하면 소켓 코드에서 해석하고 처리함 ② 프로토콜 구현 코드가 담당하는 부분 옵션을 설정하면 프로토콜 구현 코드에서 해석하고 처리함

소켓 옵션 설정하기 개요 (3/7) int setsockopt ( SOCKET s, int level, int optname, const char* optval, int optlen ) ; 성공: 0, 실패: SOCKET_ERROR

소켓 옵션 얻기 개요 (4/7) int getsockopt ( SOCKET s, int level, int optname, char* optval, int* optlen ) ; 성공: 0, 실패: SOCKET_ERROR

소켓 옵션 - SOL_SOCKET 개요 (5/7) optname SO_BROADCAST SO_DONTROUTE SO_KEEPALIVE SO_LINGER SO_SNDBUF SO_RCVBUF SO_SNDTIMEO SO_RCVTIMEO SO_REUSEADDR optval 타입 BOOL struct linger{} int get set  설명 브로드캐스팅 허용 데이터 전송시 라우팅 테이블 참조 과정 생략 주기적으로 연결 여부 확인 보낼 데이터가 있을 경우 closesocket() 함수 리턴 지연 소켓 송/수신 버퍼 크기 설정 send(), recv() 등의 함수에 대한 타임아웃 설정 지역 주소(IP 주소, 포트 번호) 재사용 허용

소켓 옵션 - IPPROTO_IP 개요 (6/7) optname IP_HDRINCL IP_TTL IP_MULTICAST_IF IP_MULTICAST_TTL IP_MULTICAST_LOOP IP_ADD_MEMBERSHIP IP_DROP_MEMBERSHIP optval 타입 BOOL int IN_ADDR{} struct ip_mreq{} get set    설명 데이터를 보낼 때 IP 헤더를 포함 IP 패킷의 TTL(time-to-live) 변경 멀티캐스트 패킷을 보낼 인터페이스 설정 멀티캐스트 패킷의 TTL 변경 멀티캐스트 패킷의 루프백 여부 설정 멀티캐스트 그룹 가입과 탈퇴

소켓 옵션 - IPPROTO_TCP 개요 (7/7) optname optval 타입 get set 설명 TCP_NODELAY BOOL  Nagle 알고리즘 작동 중지

SO_BROADCAST 옵션 용도 해당 소켓을 이용하여 브로드캐스트 데이터 전송 가능 UDP 소켓에만 사용 가능

SO_DONTROUTE 옵션 용도 데이터 전송시 라우팅 테이블 참조를 생략하고, 곧바로 bind() 함수로 설정한 네트워크 인터페이스로 모든 데이터를 보냄 사용 예 BOOL optval = TRUE; if(setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_DONTROUTE, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

SO_KEEPALIVE 옵션 용도 TCP 프로토콜 수준에서 연결 여부를 확인하기 위해 상대 TCP에게 주기적으로(약 2시간 간격) TCP 패킷을 보냄 사용 예 BOOL optval = TRUE; if(setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

용도 옵션값 closesocket() 함수의 디폴트 동작 변경 SO_LINGER 옵션 (1/3) send(sock, ...); // 데이터를 보낸다. closesocket(sock); // 소켓을 닫는다. struct linger { u_short l_onoff; /* option on/off */ u_short l_linger; /* linger time */ }; typedef struct linger LINGER;

사용 예 SO_LINGER 옵션 (2/3) LINGER optval; optval.l_onoff = 1; /* linger on */ optval.l_linger = 10; /* linger time = 10초 */ if(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

옵션값에 따른 closesocket() 함수의 동작 SO_LINGER 옵션 (3/3) 옵션값에 따른 closesocket() 함수의 동작 ① closesocket() 함수는 곧바로 리턴하고 송신 버퍼의 데이터는 백그라운드로 보낸 후 TCP 연결을 정상 종료 ② closesocket() 함수는 곧바로 리턴하고 송신 버퍼의 데이터는 삭제한 후 TCP 연결을 강제 종료 ③ 송신 버퍼의 데이터를 모두 보내고 TCP 연결을 정상 종료한 후 closesocket() 함수 리턴. 일정 시간 내에 송신 버퍼의 데이터를 모두 보내지 못하면 TCP 연결을 강제 종료한 후 closesocket() 함수 리턴. 이때 송신 버퍼에 남은 데이터는 삭제함. struct linger{} closesocket() 함수 동작 추가 설명 l_onoff l_linger 사용 안함 ①과 동일 closesocket() 함수의 디폴트 동작 1 ②와 동일 양수 ③과 동일

SO_SNDBUF, SO_RCVBUF 옵션 용도 소켓의 송신 버퍼와 수신 버퍼 크기 변경 사용 예 int optval; int optlen = sizeof(optval); if(getsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char *)&optval, &optlen) == SOCKET_ERROR) err_quit("getsockopt()"); printf("수신 버퍼 크기 = %d 바이트\n", optval); optval *= 2; if(setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) err_quit("setsockopt()");

SO_SNDTIMEO, SO_RCVTIMEO 옵션 용도 데이터 전송 함수(send(), recv(), sendto(), recvfrom())가 작업 완료와 상관없이 일정 시간 후 리턴하도록 함 사용 예 int optval = 3000; if(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

용도 목적 사용 중인 IP 주소와 포트 번호를 재사용 SO_REUSEADDR 옵션 용도 사용 중인 IP 주소와 포트 번호를 재사용 사용 중인 IP 주소와 포트 번호로 bind() 함수를 (성공적으로) 호출할 수 있음 목적 ① 서버 종료 후 재실행시 bind() 함수에서 오류가 발생하는 것을 방지 ② 두 개 이상의 IP 주소를 가진 호스트에서 각 IP 주소별로 서버를 따로 운용 ③ 멀티캐스팅 애플리케이션이 동일한 포트 번호를 사용할 수 있도록 함

멀티캐스트 주소 특징 그룹 가입과 탈퇴가 자유롭고, 그룹 구성원 모두가 평등 멀티캐스트 데이터를 받으려면 그룹에 가입해야 함 멀티캐스팅 (1/3) 멀티캐스트 주소 특징 그룹 가입과 탈퇴가 자유롭고, 그룹 구성원 모두가 평등 멀티캐스트 데이터를 받으려면 그룹에 가입해야 함 멀티캐스트 데이터를 보내기 위해 그룹에 가입할 필요는 없음 28 비트 멀티캐스트 그룹 ID 1

멀티캐스팅 (2/3) 멀티캐스트 데이터 전송(1) A B 멀티캐스트 그룹 A B 멀티캐스트 그룹

멀티캐스팅 (3/3) 멀티캐스트 데이터 전송(2) A B C 멀티캐스트 그룹

IP_MULTICAST_IF 옵션 (1/2) 용도 두 개 이상의 IP 주소를 가진 호스트에서 멀티캐스트 데이터를 보낼 네트워크 인터페이스를 설정 사용 예 IN_ADDR localaddr; localaddr.s_addr = inet_addr("147.46.114.70"); if(setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, (char *)&localaddr, sizeof(localaddr)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

IP_MULTICAST_IF 옵션 (2/2) 옵션 설정 결과 애플리케이션 147.46.114.70 147.46.115.38

용도 사용 예 IP 헤더의 TTL 값을 변경 IP_MULTICAST_TTL 옵션 // 멀티캐스트 TTL 설정 int ttl = 2; retval = setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl)); if(retval == SOCKET_ERROR) err_quit("setsockopt()");

용도 사용 예 애플리케이션이 보낸 멀티캐스트 데이터를 자신도 받을 지 여부를 결정 IP_MULTICAST_LOOP 옵션 BOOL optval = FALSE; // 자신이 보낸 데이터는 받지 않는다. if(setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_LOOP, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

IP_ADD_MEMBERSHIP, IP_DROP_MEMBERSHIP 옵션 (1/3) 용도 멀티캐스트 그룹에 가입 또는 탈퇴 옵션값 #include <ws2tcpip.h> struct ip_mreq { struct in_addr imr_multiaddr; /* IP multicast address of group */ struct in_addr imr_interface; /* local IP address of interface */ };

IP_ADD_MEMBERSHIP, IP_DROP_MEMBERSHIP 옵션 (2/3) 사용 예 struct ip_mreq mreq; mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("235.7.8.9"); mreq.imr_interface.s_addr = inet_addr("147.46.114.70"); if(setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char *)&mreq, sizeof(mreq)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }

IP_ADD_MEMBERSHIP, IP_DROP_MEMBERSHIP 옵션 (3/3) 옵션 설정 결과 애플리케이션 147.46.114.70 147.46.115.38

용도 Nagle 알고리즘 Nagle 알고리즘 작동 여부 결정 IPPROTO_TCP 옵션 (1/2) 용도 Nagle 알고리즘 작동 여부 결정 Nagle 알고리즘 ① 보낼 데이터가 MSS(maximum segment size)로 정의된 크기만큼 쌓이면, 상대편에게 무조건 보냄 ② 보낼 데이터가 MSS보다 작을 경우, 이전에 보낸 데이터에 대한 ACK가 오기를 기다림. ACK가 도달하면 보낼 데이터가 MSS보다 작더라도 상대에게 보냄

IPPROTO_TCP 옵션 (2/2) Nagle 알고리즘의 장단점 장점: 작은 패킷이 불필요하게 많이 생성되는 것을 미연에 방지함으로써 네트워크 트래픽을 감소시킴 단점: 데이터가 충분히 쌓일 때까지 또는 ACK가 도달할 때까지 대기하는 시간 때문에 애플리케이션의 반응 시간(response time)이 길어질 가능성이 있음 사용 예 BOOL optval = TRUE; // Nagle 알고리즘 작동 중지 if(setsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&optval, sizeof(optval)) == SOCKET_ERROR) { err_quit("setsockopt()"); }