HANNAM Univ. 제 3 장 주소 체계와 데이터 정렬 Network Lab. Byoung-Son, Choi TCP/IP Socket Programming…

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1 HANNAM Univ. 제 3 장 주소 체계와 데이터 정렬 Network Lab. Byoung-Son, Choi bschoi@netwk.hannam.ac.kr TCP/IP Socket Programming…

2 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 2 목차  Internet Address  Port 란 무엇인가 ?  주소 정보의 표현  네트워크 바이트 순서  인터넷 주소 시작하기  인터넷 주소의 초기화  주소 정보 할당하기  윈도우 기반으로 구성하기  WSAStringTo Address & WSAAddressToString

3 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 3 Internet Address  인터넷 상에 존재하는 호스트들을 구분하기 위한 32 비트 주소 체계  십진수 표현 방식 (Dotted-decimal Notation)  각각의 십진수 값은 1 바이트로 표현 [ 그림 3-1] 인터넷 주소 체계 (P. 67) – TCP/IP 프로토콜, 미래컴 참조

4 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 4 Internet Address  4 바이트 IP 주소 ■ 네트워크 주소 ( 네트워크 ID) + 호스트 주소 ( 호스트 ID) 네트워크 ID 호스트 ID [ 그림 3-2] IP 주소 Routing(P. 68)

5 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 5 포트란 무엇인가 ?  호스트 내에 실행되고 있는 프로세스 (Process) 를 구분 짓기 위한 16 비트의 논리적 할당 ■ 값의 범위 : 0 ~ 655536 Process Host AHost B PORT [ 그림 3-3] Port 를 할당 받은 프로세스 (P. 69)

6 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 6 포트란 무엇인가 ?  잘 알려진 포트 (Well-Known Port) ■ 예약되어 있는 Port ■ 0 ~ 1023 ▶ FTP : 21 ▶ Telnet : 23 ▶ HTTP : 80 chatting 211.217.204.103 Chatting Client File 전송 FTP Server FTP Client 두 개의 포트를 이용한 통신 예

7 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 7 주소 정보의 표현  IPv4 의 주소체계를 나타내는 구조체 ■ sockaddr_in struct sockaddr_in { sa_family_tsin_family; /* 주소 체계(AF_INET) */ uint16_tsin_port; /* port 정보 */ struct in_addrsin_addr; /* 32 비트 IP 주소정보 */ char sin_zero[8]; /* 사용되지 않음 */ }; struct in_addr { uint32_ts_addr; /* 32비트 IP 주소정보 */ }; 주의 : 모든 데이터는 네트워크 바이트 순서로 저장해야 한다.

8 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 8 주소 정보의 표현  POSIX(Portable Operating System Interface) ■ 유닉스 계열의 운영체제 ■ 표준화한 데이터 타입 Data type DescriptionHeader int8_t uint8 _t int16_t uint16 _t int32_t uint32 _t signed 8-bit int unsigned 8-bit int (unsigned char) signed 16-bit int unsigned 16-bit int (unsigned short) signed 32-bit int unsigned 32-bit int (unsigned long) sa_family_t socklen_t address family length of struct [ 표 3-1] 데이터 타입 (P. 71)

9 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 9 주소 정보의 표현  Local Unix 프로토콜에서 사용되는 주소 정보 구 조체  이외에도 주소 정보를 나타내기 위한 다양한 구 조체들이 존재 struct sockaddr_un { sa_family_tsun_family; /* 주소 체계*/ char sun_path[108]; /*경로이름*/ };

10 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 10 주소 정보의 표현  sockaddr_in 구조체 정보 ■ sin_family ▶ 주소체계에 대한 정보 입력 ■ sin_port ▶ 16 비트 포트 정보 대입 ▶ 네트워크 바이트 순서로 대입 ■ sin_addr ▶ 32 비트 IP 주소 정보 대입 ▶ 네트워크 바이트 순서로 대입 ■ sin_zero ▶ 특별한 의미없이 단순히 채워주기 (padding) 의 목적으로 사용되는 구조체 주소체계 (Address Family) 정의 AF INET AF_INET6 AF_LOCAL IPv4 인터넷 프로토콜 IPv6 인터넷 프로토콜 Local 통신을 위한 UNIX 프로토콜 [ 그림 3-4] 주소 체계 (P. 72)

11 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 11 네트워크 바이트 순서  바이트 순서 (Byte Order) ■ 상위 바이트의 값을 메모리에서 어느쪽으로 두느냐에 따라서 구분 ▶ Big-Endian  상위 바이트 값이 메모리상에 먼저 ( 번지수가 작은 위치 ) 표시  호스트 바이트 순서 (Host Byte Order) –Motolora 68000 계열 ▶ Little-Endian  하위 바이트 값이 메모리상에 먼저 ( 번지수가 작은 위치 ) 표시  호스트 바이트 순서 (Host Byte Order) –Intel x86 계열 메모리 번지수가 증가하는 방향 0x120x340x560x78 메모리 번지수가 증가하는 방향 0x780x560x340x12 [ 그림 3-4] Big-Endian 바이트 표현 방식 (P. 73)[ 그림 3-5] Little-Endian 바이트 표현 방식 (P. 73) 32 비트 값인 “ 0x12345678 ” 을 표현하는 경우

12 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 12 네트워크 바이트 순서  데이터 표현 방식에 따른 문제점 Big-EndianLittle-Endian 0x12 0x34 0x12 0x34 12 번지 13 번지 0x12340x3412 0x120x34

13 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 13 네트워크 바이트 순서  네트워크 바이트 순서 (Network Byte Order) ■ Big-Endian 방식을 적용하기로 약속 Big-EndianLittle-Endian 0x12 0x34 0x12 12 번지 13 번지 0x1234 0x120x34 0x1234 0x120x34

14 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 14 네트워크 바이트 순서  바이트 순서 변환 (Endian Conversion) unsigned short htons(unsigned short); /*Port 정보의 바이트 순서 변경*/ unsigned short ntohs(unsigned short); /*Port 정보의 바이트 순서 변경*/ unsigend long htonl(unsigned long); /*IP 주소의 바이트 순서 변경*/ unsigned long ntohl(unsigned long); /*IP 주소의 바이트 순서 변경*/ ‘ h ’ : host byte order ‘ n ’ : network byte order ‘ s ’ : short (16 bit) ‘ l ’ : long (32 bit)

15 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 15 네트워크 바이트 순서  endian_conv.c 소스 코드 실행 결과

16 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 16 인터넷 주소 조작하기  inet_addr 함수 ■ Dotted-Decimal Notation 을 Big-Endian 32 비트 정수형 데 이터로 표현 ( 네트워크 바이트 순서 ) unsigned long inet_addr(const char * string) 성공시 : Big_Endian 32 비트 값 실패시 : INNADDR_NONE 소스 코드실행 결과

17 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 17 인터넷 주소 조작하기  inet_aton 함수 ■ inet_addr 함수 보다 개선된 함수 ■ inet_addr 함수의 리턴된 값을 주소 정보 구조체 sockaddr_in 안에 선언되어 있는 in_addr 구조체의 포인터로 전달 슬라이드 24 번 참조 int inet_aton (const char * string, struct in_addr * addr) 성공시 : 0 이 아닌 값 (true) 실패시 : 0(false) 소스 코드실행 결과

18 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 18 인터넷 주소 조작하기  inet_aton 함수 ■ Big-Endian 32 비트 정수형 데이터 ( 네트워크 바이트 순서 ) 를 Dotted-Decimal Notation 로 표현 char * inet_ntoa(struct in_addr addr) 성공시 : 변환된 해당 문자의 포인터 실패시 : -1 소스 코드실행 결과

19 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 19 인터넷 주소 초기화  일반적인 형태 1: struct sockaddr_in addr; /* 인터넷 주소 정보를 나타내는 구조체 변수 생성 */ 2: char *serv_ip="211.217.168.13"; /*IP 선언 */ 3: char *serv_port="9190"; /*Prot 선언 */ 4: memset(&addr, 0, sizeof(addr_len)); /* 인자로 전달된 구조체 변수 초기화 */ 5: addr.sin_family = AF_INET; /* 프로토콜 체계 설정 */ 6: addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(serv_ip); /*IP 주소를 설정 */ 7: addr.sin_port = htons(atoi(serv_port)); /* 스트링을 정수값으로 변환후, 네트워크 바이트 순서로 변환 */

20 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 20 인터넷 주소 초기화  개선된 형태 1:struct sockaddr_in addr; 2:char *serv_port="9190"; 3:memset(&addr, 0, sizeof(addr_len)); 4:addr.sin_family = AF_INET; 5:addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY); /* 현재 시스템의 IP 를 자동적으로 찾아줌 */ 6:addr.sin_port = htons(atoi(serv_port)); 서버의 IP 가 뭐더라 ? INADDR_AN Y

21 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 21 주소 정보 할당하기  bind() ■ 소켓에 주소 정보 할당 ▶ sockfd : 주소를 할당하고자 하는 소켓의 파일 디스크립터를 인자로 전달 ▶ myaddr : 할당하고자 하는 주소 정보를 지니고 있는 sockaddr_in 구조체 변수의 포인터를 인자로 전달 ▶ addrlen : 인자로 전달될 주소 정보 구조체의 길이를 전달 #include int bind(int sockfd, struct sockaddr * myaddr, int addrlen); 성공시 : 0 실패시 : -1

22 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 22 주소 정보 할당하기  bind_sock 함수 소스 코드실행 결과

23 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 23 주소 정보 할당하기  struct sockaddr() ■ 프로토콜 체계에 따라 주소 체계가 다름 ■ socket 함수와 bind 함수는 특정 프로토콜 체계를 위한 함수가 아 님 ▶ 프로토콜에 독립적 ■ 따라서, 일반적 ( 범용적으로 사용가능하게끔 ) 선언되어야 함 ▶ Local Unix 프로토콜을 위한 sockaddr_un 구조체의 포인터도 인자 값으로 사용할 수 있어야 함 struct sockaddr { sa_family sin_family; char sa_data[14]; };

24 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 24 윈도우 기반으로 구현하기  endian_conv_win.c 소스 코드실행 결과

25 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 25 윈도우 기반으로 구현하기  inet_addr_win.c 소스 코드실행 결과

26 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 26 윈도우 기반으로 구현하기  bind_sock.c 소스 코드실행 결과

27 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 27 WSAStringToAddress & WSAAddressToString  윈속 2 에서 추가된 변환 함수  운영체제에 완전히 종속적 ■ 이 교재에서는 사용하지 않음

28 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 28 WSAStringToAddress & WSAAddressToString  WSAStringToAddress 함수 ■ 주소정보를 나타내는 문자열을 가지고 주소 정보 구조체 변수를 적절히 채워주는 함수 #include INT WSAStringToAddress( LPTSTR AddressString, /*십진표기법의 주소정보문자열을 가리키는 포인터, Port 정보 포함*/ INT AddressFamily, /* AddressString 포인터가 가리키는 주소정보문자열이 속하는 주소 체계를 전달*/ LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo, /*프로토콜 프로바이더(Protocol Provider) 설정, 일반적으로 NULL을 전달*/ LPSOCKADDR lpAddress, /*주소정보구조체 변수의 포인터를 인자로 전달, 함수 호출의 결과로 변환된 결과를 얻기 위한 변수*/ LPINT lpAddressLength /* lpAddress 포인터가 가리키는 버퍼(주소 정보 구조체 변수)의 크기를 전달하기 위해 사용*/ );

29 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 29 WSAStringToAddress & WSAAddressToString  WSAAddressToString 함수 ■ 주소 정보 구조체 변수를 주소정보를 나타내는 문자열로 변환하 는 함수 #include INT WSAAddressToString( LPSOCKADDR lpsaAddress, /*문자열로 변환할 주소 정보를 지니고 있는 구조체 변수의 포인터*/ DWORD dwAddressLength, /*lpsaAddress 포인터가 가리키는 변수의 크기*/ LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo, /*프로토콜 프로바이더(protocal provider)설정 일반적으로 NULL을 전달 */ LPTSTR lpszAddressString, /*문자열로 변경된 결과를 저장할 버퍼의 포인터*/ LPDWORD lpdwAddressStringLength /*함수 호출시 lpsaAddressString이 가리키는 버퍼의 크기를 전달하기 위해 사용, 함수 호출이 끝나면 전달된 포인터가 가리키는 변수에 저장된 문자열의 크기가 저장*/ );

30 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 30 WSAStringToAddress & WSAAddressToString  활용예제 소스 코드실행 결과

31 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 31 참고문헌  “ 데이터 통신과 네트워킹 ”, 이재광 외 2 명, 교보문 고  “TCP/IP 프로토콜 ”, 이재광외 5 명, 미래컴  “Linux Socket Programming by Example”, Warren W. Gay, QUE '00

32 Network Lab. HANNAM Univ. TCP/IP Socket Programming… 32 Q & A