Socket Address Structure and Byte Ordering Functions

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1 Socket Address Structure and Byte Ordering Functions
Department of Computer Science and Engineering Kyung Hee University Choong Seon Hong

2 네트워크 프로그래밍 네트워크 프로그래밍 이란? 네트워크로 연결되어 있는 두 호스트간의 데이터 송수신.
파일 입출력과의 차이점은 데이터를 주고 받는 대상에 있다 socket socket File Write Write Read Read

3 파일 디스크립터 Program 1 2 3 4 5 6 Operating System 표준입력 표준출력 표준에러 파일 A 소켓 B
표준입력 1 표준출력 2 표준에러 3 파일 A 4 소켓 B 5 소켓 C 6 파일 D

4 소켓 번호 유닉스는 모든 파일, 장치 등을 파일로 취급 소켓 디스크립터
파일 디스크립터, 키보드, 모니터, 하드웨어 장치, 소켓 등 소켓 디스크립터 소켓을 개설하여 얻는 파일 디스크립터 데이터를 송수신할 때 사용 파일 또는 소켓 정보 구조체 디스크립터 테이블 family : PF_INET service : SOCK_STREAM local IP local port remote IP remote port … … (파일) 3 pointer (파일) 4 pointer (소켓) 5 pointer …

5 소켓 번호 응용 프로그램과 소켓 그리고 TCP/IP의 관계

6 소켓의 생성 소켓은 TCP/IP 만을 위해 정의된 것은 아님
TCP/IP, 유닉스 네트워크, XEROX 네트워크 등에서 사용 가능 따라서, 소켓 개설 시 프로토콜 체계를 지정해야 함 지정할 수 있는 프로토콜 체계의 종류 서비스 타입 #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int socket ( int domain, // 프로토콜 체계 int type, // 서비스 타입 int protocol); // 소켓에 사용할 프로토콜 PF_INET // IPv4 프로토콜 체계 PF_INET6 // IPv6 프로토콜 체계 PF_UNIX // 유닉스 방식의 프로토콜 체계 PF_LOCAL // Local 통신을 위한 UNIX 프로토콜 체계 PF_PACKET // 리눅스에서 패킷 캡쳐를 위해 사용 SOCK_STREAM // TCP 소켓 (연결형) SOCK_DGRAM // UDP 소켓 (비연결형) SOCK_RAW // RAW 소켓

7 소켓의 타입 1 연결 지향형 소켓(SOCK_STREAM, TCP 소켓) Internet connection
신뢰성 있는 순차적인 바이트 기반의 연결 지향 전송 타입 전송하는 순서대로 데이터가 전달 에러나 데이터의 손실 없이 전달됨 전송되는 데이터의 경계가 존재하지 않음 Internet Network A connection Network B

8 소켓의 타입 2 Internet 비 연결 지향형 소켓(SOCK_DGRAM, UDP 소켓)
전송되는 순서에 상관없이 가장 빠른 전송을 지향 전송되는 데이터는 손실 될 수도 있고, 에러 발생 가능 전송되는 데이터의 경계가 존재 한번에 전송되는 데이터의 크기는 제한됨 Internet Network A Network B

9 프로그램 예제 확인 프로그램 예제 make_socket.c

10 주의 : 모든 데이터는 네트워크 바이트 순서로 저장 해야 한다.
IPv4의 주소체계를 나타내는 구조체 클라이언트 또는 서버의 구체적인 주소를 표현을 위해 사용 주소체계 IP 주소 포트번호 struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; // 주소 체계 uint16_t sin_port; // 16비트 포트번호 struct in_addr sin_addr; // 32 비트 IP 주소 char sin_zero[8]; // 사용되지 않음 }; struct in_addr { uint32_t s_addr; // 32비트 IP 주소를 저장하는 구조체 }; 주의 : 모든 데이터는 네트워크 바이트 순서로 저장 해야 한다.

11 데이터 타입 Data type Description Header int8_t uint8_t int16_t uint16_t
signed 8-bit int (signed char) unsigned 8-bit int (unsigned char) signed 16-bit int (signed short) unsigned 16-bit int (unsigned short) signed 32-bit int (signed long) unsigned 32-bit int (unsigned long) <sys/types.h> sa_family_t socklen_t address family length of struct <sys/socket.h> in_addr_t in_port_t IPv4 address, normally uint32_t TCP or UDP port, normally uint16_t <netinet/in.h>

12 바이트 순서 호스트 바이트 순서 컴퓨터가 내부 메모리에 숫자를 저장하는 순서 CPU의 종류에 따라 다름
80x86 : little-endian MC68000 : big-endian 네트워크 바이트 순서 포트번호나 IP 주소와 같은 정보를 바이트 단위로 전송하는 순서 high-order (big-endian) 로 전송 80x86과 MC68000 간의 데이터 전송 바이트 순서가 바뀜 0x Big-Endian Little-Endian 0x12 0x78 12 번지 0x34 0x56 13 번지 0x56 0x34 14 번지 0x78 0x12 15 번지

13 데이터 표현 방식에 따른 문제점 Big-Endian Little-Endian 0x1234 0x3412 0x12 0x12
12 번지 0x34 0x34 13 번지 0x1234 0x3412

14 네트워크 바이트 순서 Big-Endian Little-Endian 0x1234 0x1234
12 번지 0x34 0x12 13 번지 0x1234 0x1234

15 바이트 순서 변환 함수 -unsigned short integer (2바이트) 변환
unsigned short htons(unsigned short);  host-to-network 바이트 변환 unsigned short ntohs(unsigned short);  network-to-host 바이트 변환 - unsigned long integer (4바이트) 변환 unsigend long htonl(unsigned long);  host-to-network 바이트 변환 unsigned long ntohl(unsigned long);  network-to-host 바이트 변환 ‘h’ : host byte order ‘n’ : network byte order ‘s’ : short (16 bit) ‘l’ : long (32 bit)

16 프로그램 예제 확인 1. 프로그램 예제 endian_conv.c 2. 실행결과

17 Byte Manipulation Functions
#include <string.h> void bzero (void *dest, size_t nbytes); void bcopy (const void *src, void *dest, size_t nbytes); int bcmp (const void *ptr1, const void *ptr2, size_t nbytes); #include <string.h> void *memset (void *dest, int c, size_t len); void memcpy (void *dest, const void *src, size_t nbytes); int memcmp (const void *ptr1, const void *ptr2, size_t nbytes);

18 실습과제 IP 주소를 입력 받아 해당값을 Big-endian과 Little-endian의 16진수 값으로 출력해주는 프로그램을 작성하시오. 입력값이 IP 주소 범위를 벗어나는 경우 예외처리 입력값이 IP 주소 형식을 벗어나는 경우 예외처리