TCP-IP_Socket_Programing

TCP/IP 소켓 프로그래밍

1일차

• TCP/IP 소켓 프로그래밍 학습
  • PuTTY 설치
  • 소켓의 생성과정
    • 1. 소켓 생성 - socket 함수호출
      • int socket(int domain, int type, int protocol);
        • domain : 소켓이 사용할 프로토콜 체계 정보 전달
        • type : 소켓의 데이터 전송방식에 대한 정보 전달
        • protocol : 두 컴퓨터간 통신에 사용되는 프로토콜 정보 전달
    • 2. IP주소와 Port번호 할당 - bind 함수호출
    • 3. 연결요청 가능상태로 변경 - listen 함수호출
    • 4. 연결요청에 대한 수락 - accept 함수호출
  • 리눅스에서 알아야 할 기본명령어(필수)
    • 폴더 생성 " mkdir
    • 폴더 및 파일 삭제 : rm -fr[삭제할 폴더명/파일]
    • 현재 폴더 확인 : ls
      • -l : 구체적 파일 출력
      • -a : 숨겨진 파일도 출력
    • 현재 위치 확인 : pwd
    • 기본 편집기 열기 : nano
    • 폴더 이동 : cd[이동할 폴더명] ./ : 현재폴더 ../ : 바로 위 폴더로 이동
    • 기본 폴더 : /home/pi
    • 컴파일 : gcc 파일명.c -o 실행파일명 (실행파일명에는 확장자(c) 안와도됨)
  • 프로토콜 체계 : 생성된 소켓이 사용할 프로토콜의 부류정보
    • PF_INET : IPv4 인터넷 프로토콜 체계 - 4바이트
    • PF_INET6 : IPv6 인터넷 프로토콜 체계 - 16바이트
  • 소켓의 타입
    • 연결지향형 소켓(SOCK_STREAM) : TCP
    • 비 연결지향형 소켓(SOCK_DGRAM) : UDP
  • 클래스 별 네트워크 주소와 호스트 주소의 경계
    • 클래스 A : 0 ~ 127 0~0111 1111 항상 첫비트 0으로 시작
    • 클래스 B : 128 ~ 191 128~1011 1111 첫두비트는 항상 10으로 시작
    • 클래스 C : 192 ~ 223 192~1101 1111 첫세비트는 항상 110으로 시작
  • 특수한 목적으로 개발되는 컴퓨터를 임베디드라고 한다 클라인트에 접속할려면 내가 접속하려는 서버의 주소 필요하다 = > 포트번호 + ip
  • 포트(번호) = 지금 실행되고있는 응용프로그램을 찾아가는 길
  • IP = 내 컴퓨터까지 찾아오는 길
  • 구조체 : 사용자 정의한 기본 자료형(디폴트). 사용자가 하나의 타입을 만든것을 묶어서 만듬. 구조체를 만들려면 struct 키워드가 반드시 입력.
  • 열거형 : 사용자가 정의한 기본 자료형(정수, 문자, string 등)

2일차

• TCP/IP 소켓 프로그래밍 학습
  • 구조체
    • 멤버 sin_family
      • 주소체계 AF_INET : IPv4 인터넷 프로토콜 적용 주소체계
    • 멤버 sin_port : 16비트 port번호 저장. 단, 네트워크 바이트 순서로 저장
    • 멤버 sin_addr : 32비트 IP주소정보 저장. 단, 네트워크 바이트 순서로 저장. 정확히 파악하기 위해 구조체 in_addr도 함께 봐야함. 32비트 정수자료형으로 인식해도 괜찮음.
    • 멤버 sin_zero : 특별한 의미x. 반드시 0으로 채워야함. 하지못하면 원하는 결과 얻지못함.
  • 주소체계와 데이터 정렬
    • 바이트 순서(Order)와 네트워크 바이트 순서
      • 빅 엔디안(Big Endian)
        • 상위 바이트값을 작은 번지수에 저장
      • 리틀 엔디안(Little Endian)
        • 상위 바위트값을 큰 번지수에 저장
    • 인터넷 주소 초기화
      • memset : 동일한 값으로 byte단위 초기화 할 때 호출 함수
    • 클라이언트의 주소정보 초기화
      • INADDR_ANY - 상수 통해 서버IP주소 할당
  • TCP와 UDP
    • TCP
      • 인터넷 기반 데이터 송수신을 목적으로 설계된 스택(stack)
      • IP기반으로 신뢰성 있는 데이터의 송수신을 위해 "흐름제어(Flow Control)"
      • 큰문제를 작게 나눠서 계층화한 결과
      • 데이터 송수신 과정을 4개의 영역으로 계층화한 결과.
      • 각 스택별 영역을 전문화하고 표준화함.
      • 7계층으로 세분화, 4계층으로도 표현함.
      • TCP 서버 함수호출 순서
        • socket() 소켓 생성
        • bind() 소켓 주소할당
        • listen() 연결요청 대기상태
        • accept() 연결허용
        • read()/write() 데이터 송수신
        • close() 연결종료
      • TCP 클라이언트 함수호출 순서
        • socket() 소켓 생성과정
        • connect() 연결요청에
        • read()/write() 데이터 송수신
        • close() 연결종료

3일차

• TCP/IP 소켓 프로그래밍 학습
  • TCP와 UDP
    • UDP
      • 신뢰할 수 없는 전송방법 제공
      • TCP보다 간결한 구조로 설계된
      • 따라서 신뢰성<성능 중요시한 상황에 좋은선택
      • 흐름제어 x
  • TCP 기반 Half-close
    • 리눅스 close 함수호출, 윈도우 closesocket 함수호출
      • 완전종료를 의마함
        • 데이터 전송, 수신하는것 조차 불가능한 상황
    • Stream : 소켓을 통해 두 호스트가 연결되면, 상호간 데이터 송수신이 가능한 상태
      • 양방향 통신을 위해서는 두개의 스트림이 필요
  • Half-close 사용되는 함수
    • shotdown 함수 : 스트림을 일부 종료하는데 사용
      • SHUT_RD 입력 스트림 종료
      • SHUT_WR 출력 스트림 종료
      • SHUT_RDWR 입출력 스트림 종료

4일차

• TCP/IP 소켓 프로그래밍 학습
  • 도메인 : IP를 대신하는 접속 주소 ex) 222.222.222.2 == www.naver.com
    • gethostbyname 함수의 인자로 도메인 이름정보를 전달하면, 해당 도메인의 서버정보가 hostent 구조체 변수에 채워지고, 그 변수의 주소값이 반환된다.
      • 서버의 IP가 변경될 때마다 컴파일을 다시해야 하는 번거로운 상황이 발생
      • 도메인 이름을 이용해서 서버가 실행될 때마다 IP를 얻어오게 구현
      • h_name 공식 도메인 이름
      • h_aliases 별칭의 도메인 이름
      • h_addrtype 반환된 IP의 정보가 IPv4, IPv6 지원
      • h_length IP주소 크기정보. IPv4=4byte=4저장, IPv6=16byte=16저장
      • h_addr_list 가장 중요한 멤버. 멤버를 통해서 도메인 이름에 대한 IP주소가 정수형태로 반환됨.
  • 프로세스 : 실행되고 있는 프로그램(운영체제 관점에서 실행흐름 구성하는 단위)
    • 프로세스 ID : 운영체제로 부터 ID부여 받음. 2이상 정수형태
    • fock 함수 : 호출한 프로세스 복사본 생성
    • 좀비프로세스
    • 시그널
  • 스레드 : 프로세스 관점에서 실행흐름을 구성하는 단위
    • 멀티스레드
      • 뮤텍스(Mutex) 쓰레드 동시접근 허용하지 않음

웹서버 구현

5일차

• Python-라즈베리파이
  • python -m venv env 가상환경 설치
  • deactivate 빠져나오기
  • 전역설치 apt get -
  • 가상환경에서 설치 pip install
  • GPIO.PUD_DOWN ON = 1, OFF = 0
  • 0V = ground(GND)
  • PULL UP, PULL DOWN

7-Segment 회로도

6일차

• Python-라즈베리파이
  • RPi.GPIO Interrupt
    • 1. 핀설정
      • GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.Mode)
      • channel : Pin number
      • GPIO.Mode : RISING or FALLING or BOTH
    • 2. 콜백함수 설정
      • GPIO.add_event_callback(channel, function)
        • channel : Pin number
        • function : call back function
    • 3. 하나의 인터럽트 사용시 GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.Mode, callback=my_callback, (선택 사항) 바운스 시간(밀리초))

7일차

• Python-라즈베리파이
  • Python3 PyQt5 설치
    • sudo apt-get install python3-pyqt5
    • sudo apt-get install qttools5-dev-tools