Department of Computer Engineering

Presentation on theme: "Department of Computer Engineering"— Presentation transcript:

1 Department of Computer Engineering
Advanced I/O Function Department of Computer Engineering Kyung Hee University. Choong Seon Hong

2 recv & send read & write 함수와 달리 데이터 입 출력 방법에 있어서 옵션 부여.
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int recv(int sock, void * buf, int len, unsigned int flags); int send(int sock, const void * buf, int len, unsigned int flags); sock: 입출력의 대상이 되는 소켓의 파일 디스크립터 buf: 입력 및 출력을 위한 버퍼의 포인터 len: 전송할 데이터의 바이트 수 혹은 수신할 수 있는 최대 바이트 수 flags: 데이터 입출력시 그 방법에 있어서 옵션을 설정하는 용도로 사용. ‘0’의 값을 넘겨줄 경우 read, write와 완전히 동일한 기능의 함수 옵션은 bitwise OR(|)로 묶어서 두 개 이상이 함께 전달될 수 있다.

3 recv & send 옵션의 종류와 의미 flags Description recv send MSG_DONTROUTE
데이터 전송 시 라우팅 테이블 참조 하지 않음 (local network상의 목적지를 찾겠다는 의미)  MSG_DONTWAIT 데이터 입출력 함수 호출 시 블로킹되지 않고 바로 리턴할 것을 요구하는 경우에 사용 (넌-블록킹(non-blocking) I/O) MSG_OOB 긴급 데이터(Out-of-band data) 전송 MSG_PEEK 버퍼에 데이터 유 무 확인

4 긴급 데이터 전송 예제[MSG_OOB] SIGURG ? 긴급데이터 전송 방법 긴급데이터 수신 시 “SIGURG” 시그널 발생
fork() 함수를 통해 여러 개의 프로세스 생성시 긴급데이터는 ? send(sock, “test”, 4, MSG_OOB); recv(sock, buf, sizeof(buf)-1, MSG_OOB); 커널 ? SIGURG 부모프로세스 자식프로세스

5 긴급 데이터 전송 예제[MSG_OOB] SIGURG
clnt_sock이 가리키는 소켓의 소유자를 getpid 함수가 리턴하는 ID의 프로세스로 변경 F_SETOWN: 소유자 변경 fcntl(clnt_sock, F_SETOWN, getpid()) 부모프로세스 SIGURG 커널 자식프로세스 fcntl(clnt_sock, F_SETOWN, getpid())

6 긴급 데이터 전송 예제[MSG_OOB] 실행결과 - oob_send.c, obb_recv.c

7 긴급 데이터 전송 시 생성되는 패킷 긴급 데이터 전송을 위한 패킷의 형성 긴급 데이터 전송의 특징.
버퍼 상황에 관계 없이 데이터 전송 Urgent Pointer Offset = 0 Offset = 3 6 6 4 5 4 5 URG=1 Urgent Pointer=3 TCP Header Data Offset = 0 Offset = 3 urg_handler 함수에 의해 1byte 읽어들임 (출력버퍼) main 함수내 recv 함수가 읽어 들임 (TCP 패킷)

8 입력 버퍼 검사 예제[MSG_PEEK] MSG_PEEK
MSG_PEEK 옵션은 MSG_DONTWAIT 옵션과 함께 설정되어 입력 버퍼에 수신된 데이터가 있는지 확인하는 목적으로 사용되는 옵션 MSG_PEEK 옵션을 주고, recv 함수를 호출했을 때 데이터가 버퍼에 존재한다면 버퍼로부터 데이터를 읽어 들인다. 일반적으로 recv 함수를 호출해서 데이터를 읽어 들이게 되면, 읽어 들인 데이터는 버퍼에서 사라짐 그러나, MSG_PEEK 옵션을 주어서 데이터를 읽어 오게 되면, 읽고 나서도 데이터가 그대로 버퍼에 남아 있게 된다.

9 입력 버퍼 검사 예제[MSG_PEEK] 실행결과 – peek_recv.c, peek_send.c

10 readv & writev 함수의 데이터 입 출력 방식
Array 1 Array 2 Array 3 출력 버퍼 [write 3번 호출 ] [writev 1번 호출 ] 입력 버퍼 Array 1 Array 2 Array 3 [read 3번 호출 ] [readv 1번 호출 ]

11 readv & writev readv & writev 함수 사용 방법
fd: 데이터 전송의 목적지를 나타내는 소켓의 파일 디스크립터를 전달 vector: iovec 구조체 배열의 이름을 인자로 전달(전송하는 데이터의 정보가 담겨짐) count: 데이터를 전송하기 위해서 참고할 iovec 구조체 변수의 수를 지정 ‘3’이 인자로 전달 되면 총 3개의 iovec 변수를 참고하여 데이터를 전송 #include <sys/uio.h> int writev(int fd, const struct iovec *vector, int count); int readv(int fd, const struct iovec *vector, int count);

12 readv & writev 함수의 사용 배열을 정의하기 위한 구조체의 선언.
iov_base : 전송할 데이터의 시작 주소를 가리킨다. iov_len : iov_base가 가리키는 위치를 시작으로 전송하고자 하는 바이트 수를 대입한다. struct iovec { ptr_t iov_base; size_t iov_len; }

13 writev 함수의 사용 예 Iov_base=“ABC” Iov_len=3 writev(1, ptr, 2)
Iov_base=“EBAD” Iov_len=4 표준출력 1: 파일 디스크립터를 나타내므로 콘솔에 출력 ptr: 전송할 데이터 정보를 지니고 있는 iovec 배열을 가리키는 포인터 2: ptr이 가리키는 주소를 시작으로 해서 총 두 개의 iovec 변수를 참조하여 그 변수가 가리키고 있는 데이터를 전송

14 readv & writev 함수 호출 예제 프로그램 예제 writev.c readv.c
#include <stdio.h> #include <sys/uio.h> int main(int argc, char **argv) { struct iovec vec[2]; char MSG1[10]={0,}; char MSG2[10]={0,}; int str_len; vec[0].iov_base=MSG1; vec[0].iov_len=9; vec[1].iov_base=MSG2; vec[1].iov_len=9; str_len=readv(0, vec, 2); printf("\n총 %d 바이트 입력\n", str_len); printf("첫 번째 메시지 : %s \n", MSG1); printf("두 번째 메시지 : %s \n", MSG2); return 0; } #include <stdio.h> #include <sys/uio.h> int main(int argc, char **argv) { struct iovec vec[2]; char MSG1[]="Computer "; char MSG2[]="Communications"; int str_len; vec[0].iov_base=MSG1; vec[0].iov_len=strlen(MSG1); vec[1].iov_base=MSG2; vec[1].iov_len=strlen(MSG2); str_len=writev(1, vec, 2); printf("\n총 %d 바이트 출력\n", str_len); return 0; }

15 readv & writev 함수 호출 예제 실행결과 –readv.c, writev.c

16 소켓과 표준 입출력

17 표준 입출력 함수를 통한 파일 생성 예 d stdio.c #include <stdio.h>
#include <stdlib.h> void error_handling (char *message); int main(void) { FILE *fp; /* 표준 입출력 함수를 통한 파일 생성 */ fp = fopen("test.dat", "w"); if(fp == NULL) error_handling("file open error"); fputs("Network programming\n\n", fp); fclose(fp); return 0; } void error_handling (char *message) fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); stdio.c

18 시스템 함수를 통한 파일 생성 d sysio.c #include <stdio.h>
#include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> void error_handling (char *message); int main(void) { int fildes; char str[] = "socket programming\n\n"; /* 시스템 함수를 통한 파일의 생성 */ fildes = open("data.daa", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC); if(fildes == -1) error_handling("file open error"); write(fildes, str, sizeof(str)-1); close(fildes); return 0; } void error_handling (char *message) fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); sysio.c

19 표준입출력 및 시스템 함수를 통한 파일 생성 실행결과 - stdio.c, sysio.c

20 표준 입출력 함수 vs 시스템 함수 공통점 차이점 참고
파일 생성 후 데이터 저장 차이점 표준입출력 함수: 파일 포인터를 이용하여 파일의 입출력 실행 시스템 함수: 파일 디스크립터를 사용하여 파일의 입출력 실행 참고 파일 포인터 : FILE 구조체의 포인터 파일 디스크립터 : 정수형 데이터 표준 입출력 함수를 이용하여 데이터 전송을 위해서는 파일 디스크립터를 파일포인터로 만들어야 함.

21 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성하기
fdopen함수 사용 방법 fildes: 파일 포인터를 생성하기 위해 대상 파일을 가리키는 파일 디스크립터 mode: “r” 읽기, “w” 쓰기 #include<stdio.h> FILE * fdopen(int filedes, const char * mode);

22 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성하기
fdopen함수 호출 후 파일과 파일 포인터와의 관계 File descriptor test.dat fdopen() 호출 FILE *

23 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성 예
d #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> void error_handling (char *message); int main(void) { int fildes; FILE *fp; /* 시스템 함수를 통한 파일 생성 */ fildes = open("data.dat", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC); if(fildes == -1) error_handling("file open error"); /* 파일 디스크립터를 이용하여 파일포인터 생성 */ fp=fdopen(fildes, "w"); fputs("Network C programming\n\n", fp); fclose(fp); return 0; } void error_handling (char *message) fputs(message, stderr); fputc('\n', stderr); exit(1); handle_stream.c

24 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성 예
실행결과 - handle_stream.c

25 파일 포인터를 이용하여 파일 디스크립터 얻기 fileno함수 사용 방법
stream: 파일 포인터를 인자로 전달, 파일 포인터가 어떤 모드로 생성 되었건 대상이 같은 파일이라면 같은 파일 디스크립터를 리턴 #include<stdio.h> int * fileno(FILE * stream);

26 파일포인터를 이용하여 파일 디스크립터를 얻는 예
d #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> void error_handling (char *message); int main(void) { int fildes; FILE *fp; fildes = open("data.dat", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC); if(fildes == -1) error_handling("file open error"); printf("First file descriptor : %d \n", fildes); /* 파일 디스크립터를 이용하여 파일포인터 생성 */ fp=fdopen(fildes, "w"); fputs("TCP/IP SOCKET PROGRAMMING\n\n", fp); printf("Second file descriptor : %d \n\n", fileno(fp)); fclose(fp); return 0; } stream_handle.c

27 파일포인터를 이용하여 파일 디스크립터를 얻는 예
실행결과 - stream_handle.c

28 표준 입출력 함수를 사용하는 echo server
d clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr,&clnt_addr_size); if(clnt_sock==-1) error_handling("accept() error"); /* 파일 디스크립터를 파일 포인터로 변환 */ readFP=fdopen(clnt_sock, "r"); writeFP=fdopen(clnt_sock, "w"); /* 데이터 수신 및 전송 */ while(!feof(readFP)){ fgets(message, BUFSIZE, readFP); fputs(message, writeFP); fflush(writeFP); // fflush 함수를 호출 해야 클라이언트로 바로 데이터 전송 보장 } fclose(writeFP); fclose(readFP); return 0; echo_stdserv.c

29 표준 입출력 함수를 사용하는 echo client
d /* 파일 디스크립터를 파일 포인터로 변환 */ readFP=fdopen(sock, "r"); writeFP=fdopen(sock, "w"); if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))==-1) error_handling("connect() error!"); while(1) { /* 메시지 입력, 전송 */ fputs("전송할 메시지를 입력 하세요 (q to quit) : ", stdout); fgets(message, BUFSIZE, stdin); if(!strcmp(message,"q\n")) break; fputs(message, writeFP); fflush(writeFP); /* 메시지 수신, 출력 */ fgets(message, BUFSIZE, readFP); printf("서버로부터 전송된 메시지 : %s \n", message); } fclose(writeFP); fclose(readFP); return 0; echo_stdclnt.c

30 표준 입출력 함수를 사용하는 echo server & client
실행결과 –echo_stdserv.c, echo_stdclnt.c

31 Serialization How to transfer the data structure?
Make the server and client program Client sends structured array data to server. Server can handle that structured data. Structured data format Struct Client { int ID char name[10]; int age; int gender; char phone[15]; char *company; }

32 실습 다음과 같은 구조체를 serialization, deserialization하는 함수를 만들고 클라이언트 측에서 해당 구조체의 정보를 총 100개 임의의 값으로 생성한 뒤 이를 서버측에 전송하고 서버측에서 화면에 출력하는 프로그램을 작성 Struct Client { int ID char name[10]; int age; int gender; char phone[15]; char *company; }