Network Socket Programming

1. Network Socket Programming

2. Contents • Network 접속 • MFC 소켓 클래스 • CAsyncSocket • CSocket • 범용 소켓 만들기

3. Network 접속 과정

4. Contents • Network 접속 • MFC 소켓 클래스 • CAsyncSocket • CSocket • 범용 소켓 만들기

5. CAsyncSocket • Socket 인터페이스에 필요한 기능들을 클래스로 구현 • Notification function 함수들을 application에 따라 overriding하여 구현 • 상대가 MFC 기반의 프로그램이 아니더라도 통신 가능 • Nonblocking mode로 동작 • 어떤 작업 수행 시간이 오래 걸리더라도 그 결과를 기다리지 않고 함수가 바로 리턴되어 다음 작업을 수행하는 동작 방식

6. CAsyncSocket • Notification function(On~()함수) • CAsyncSocket, CSocket class는 windows program의 기본 구동 방식인 사건 발생에 따른 message 전달법 대신, message를 notification 함수로 변환하고, 프로그래머는 이 notification 함수들이 어떻게 동작할지를 application에 따라 적절히 overriding하여 구현

7. Create 소켓 오브텍트를 생성합니다. CAsyncSocket • 소켓 생성과 종료 Close 소켓을 닫음. CAsyncSocket의 소멸자 함수에서 호출 OnClose 소켓에 연결된 소켓이 닫힐 때 호출

8. Listen 클라이언트의 접속 요청을 감지하기 시작 CAsyncSocket • 서버 소켓의 기능(클라이언트의 접속을 받아들이기 위해) Accept 클라이언트의 접속 요청을 받아들여, 새로운 소켓을 한 클라이언트 소켓을 연결시켜 줌 OnAccept Listen 함수를 호출하고 클라이언트의 접속 요청을 기다리고 있는 서버 소켓에 클라이언트로부터 접속 요청이 있을 때 호출. 일반적으로 접속 요청이 있을 때 접속을 받아들이기 위해 Accept 함수를 호출하므로, 이 함수를 오버라이딩한 후 그 안에서 Accept 함수를 호출

9. CAsyncSocket • 클라이언트 소켓의 기능(서버에 접속하기 위해) Connect 서버에 접속 요청을 함. 이 함수의 인자로 접속하고자 하는 서버의 IP 주소와 포트 번호를 넘겨 줌. OnConnect 함수 호출에 의한 접속 요구가 받아들여져, 클라이언트가 서버에 연결됐을 때 호출

10. Send 데이터를 보낸다. CAsyncSocket • 데이터를 주고 받는 기능 OnSend 데이터가 모두 전송되어 다시 Send 함수를 호출하여 데이터를 전송할 수 있을 때 호출. Receive 데이터를 받는다. 수신된 데이터는 윈도우 운영체제가 보관하고 있는데, Receive 함수는 윈도우 운영체제가 보관하고 있는 수신데이터를 가져오는 기능을 수행. OnReceive 새로운 데이터가 수신되었을 때 호출. 일반적으로 새로운 데이터가 수신되었을 때, 이 데이터를 접수하기 위해 Receive 함수를 호출하므로, 이 함수를 오버라이딩하여 Receive 함수를 호출.

11. 동기와 비동기 (1/3) • 비동기 함수 오류 메시지 • 동기와 비동기 함수의 특성 • 동기(Synchronous = Blocking) 함수 • 함수가 작업을 완료한 후 리턴한다. • 비동기(Asynchronous = Nonblocking) 함수 • 함수가 작업을 완료하지 않더라도 곧바로 리턴한다.

12. 동기와 비동기 (2/3) • 동기 함수의 문제점 void CMyServerView::OnLButtonDblClk(UINT nFlags, CPoint point) { .... char buf[256]; socket.Recv(buf, 256); // 여기서 함수가 리턴하지 않으면 메시지 루프가 정지한다. CView::OnLButtonDblClk(nFlags, point); } • 해결: 스레드 사용 또는 비동기 함수 사용

13. 동기와 비동기 (3/3) • CSocket 클래스 • 중요 함수의 경우 동기적으로 동작하되, 함수 호출시 메시지 루프가 정지하는 일이 없도록 내부적으로 윈도우 메시지를 처리 • 예) Accept(), Receive(), Send(), Connect(), ReceiveFrom(), SendTo() • 동기 함수를 호출해야 할 시점을 가상 함수 호출로 알려줌. CAsyncSocket 클래스가 제공하는 On~ 함수를 정의해두면 자동으로 해당 On~ 함수가 호출. • 예) 클라이언트가 접속하면 가상 함수 OnAccept()가 자동 으로 호출됨. 이때 Accept()를 호출.

14. CSocket • CAsyncSocket에서 상속 받아 정의된 클래스 • CArchive 클래스를 이용하여 데이터를 주고 받는 기능(Send/Receive 함수를 이용하여 데이터를 주고 받는 것도 가능) • 구현이 간단 • 상대방도 MFC로 짜여진 프로그램을 사용해야 함 • Blocking mode로 동작 • 어떤 함수를 호출하고 나서, 그 함수의 작업의 끝날 때까지 다음 동작을 수행하지 못하고 기다려야 함

15. CSocket(CArchive 클래스를 이용할 때) • CSocketFile class를 매개로 CArchive class와 연결 • CArchive는 Serialize() 함수를 이용, 클래스 데이터를 파일에 저장하는 데 사용

16. CArchive class • CDocument와 CFile, CMemFile, CSocketFile을 연결 • CFile: 디스크에 저장 • CMemFile: 메모리에 전송 • CSocketFile: 네트웍을 통해 전송

17. 인터넷 프로그램밍에서 주의점 • Byte 순서 • 인터넷 상에 서로 다른 기종 간에 통신을 할 때는 CPU마다 바이트 순서가 다르다는 점에 주의 • EX) double형과 int형이 있을 때 • Little-Endian 방식: 하위 바이트부터 왼쪽에 저장 • Big-Endian 방식: 상위 바이트부터 왼쪽에 저장 • 다른 기종 간 통신에서 CAsyncSocket을 이용 때 byte 순서 고려해야 함 • CSocket을 이용 시 byte 순서 처리를 신경쓰지 않아도 됨

18. Contents • Network 접속 • MFC 소켓 클래스 • CAsyncSocket • CSocket • 범용 소켓 만들기

19. 범용 소켓 클래스(CSocket에서 상속) • 서버 소켓 클래스(CServerSocket) • 서버에서 클라이언트의 접속 요청을 받아들여 클라이언트와 서버의 데이터 소켓을 연결시켜 주는 역할 • 데이터 소켓 클래스(CDataSocket) • 데이터를 주고받는데 관련된 기능을 수행 • 데이터 구조 클래스(CData) • 전송될 데이터 포맷을 정의( 통신 프로그램이 서로 간에 데이터를 주고받으려면 양쪽에서 데이터 포맷이 같아야 함)

20. 서버 소켓(CServerSocket)클래스 • 접속 요청이 들어오면 받아들이는 일은 main window에서 수행 (범용성 고려) • 접속요청이 들어오면 CServerSocket 의 OnAccept가 자동으로 호출 • OnAccept -> UM_ACCEPT • #define UM_ACCEPT (WM_USER) CServerSocket 클래스

21. 서버 소켓(CServerSocket)클래스 #define UM_ACCEPT (WM_USER) class CServerSocket : public CSocket { //… public: void Init(CWnd *pWnd, int nPortNum); CWnd *m_pWnd; // ClassWizard generated virtual function overrides public: virtual void OnAccept(int nErrorCode);

22. 서버 소켓(CServerSocket)클래스 void CServerSocket::Init(CWnd *pWnd, int nPortNum) { m_pWnd = pWnd; Create(nPortNum); //소켓 생성 Listen(); //접속 요청 감지 } void CServerSocket::OnAccept(int nErrorCode) { m_pWnd->SendMessage(UM_ACCEPT); CSocket::OnAccept(nErrorCode); }

23. 데이터 소켓(CDataSocket) • 새로운 데이터가 수신되었을 때, main window에서 수행(범용성 고려) • 새로운 데이터가 수신되면, CDataSocket의 OnReceive가 자동으로 호출 • OnReceive -> UM_DATARECEIVE • #define UM_DATARECEIVE (WM_USER+1) void CDataSocket::OnReceive(int nErrorCode){ m_pWnd->SendMessage(UM_DATARECEIVE); CSocket::OnReceive(nErrorCode); }

24. 데이터 소켓(CDataSocket) • CDataSocket 클래스는 CArchive, CSocketFile 클래스와 연계되어 • CData 클래스(데이터 구조 클래스)에 저장되어 있는 데이터를 송수신 class CDataSocket : public CSocket {public: CWnd *m_pWnd; CSocketFile *m_pFile; CArchive *m_pArchiveIn; CArchive *m_pArchiveOut; public: CDataSocket(); virtual ~CDataSocket(); public: void operator << (CData &data); void operator >> (CData &data); void Flush(); void Send(CData *pData); void Receive(CData *pData); void Init(CWnd *pWnd); public: virtual void OnReceive(int ErrorCode); virtual void OnClose(int nErrorCode); };

25. 데이터 소켓(CDataSocket) • 데이터소켓 초기화 void CDataSocket::Init(CWnd *pWnd) { m_pWnd = pWnd; //pWnd는 메시지를 받을 윈도우 m_pFile = new CSocketFile(this); m_pArchiveIn = new CArchive(m_pFile, CArchive::load); m_pArchiveOut = new CArchive(m_pFile, CArchive::store); } • 데이터 수신 • CArchieve 클래스를 이용하여 Serialize 함수를 호출 • void CDataSocket::Receive(CData * pData) • { if(m_pArchiveIn != NULL) • pData->Serialize(*m_pArchiveIn); • } • void CDataSocket::operator >>(CData & data) • { Receive (&data); }

26. 데이터 소켓(CDataSocket) • 데이터 송신 • Serialize 함수를 이용 • Send 함수:소켓이 관리하는 송신용 버퍼에 저장 • Flush()사용 void CDataSocket::Send(CData * pData) { if(m_pArchiveOut != NULL) pData->Serialize(*m_pArchiveOut); } void CDataSocket::Flush(){ if(m_pArchiveOut != NULL) m_pArchiveOut->Flush(); } void CDataSocket::operator <<(CData & data){ Send (&data); Flush(); }

27. 데이터 소켓(CDataSocket) • 마무리 작업 • 연결된 접속이 끊어지면 OnClose 함수가 호출 • 동적으로 할당했던 CArchive 클래스와 CSocketFile 오브젝트를 삭제 void CDataSocket::OnClose(int nErrorCode) { if(m_pFile != NULL) { delete m_pFile; m_pFile = NULL; } if(m_pArchiveIn != NULL) { m_pArchiveIn->Abort(); delete m_pArchiveIn; m_pArchiveIn = NULL; } if(m_pArchiveOut != NULL) { m_pArchiveOut->Abort(); delete m_pArchiveOut; m_pArchiveOut = NULL; } CSocket::OnClose(nErrorCode); }

28. 데이터 구조 클래스(CData) • 전송될 데이터는 CData 클래스에 캡슐화 • 문자열 하나를 전송 시 class CData : public CObject { public: CData(); virtual ~CData(); public: virtual void Serialize(CArchive &ar); CString m_strData; }; void CData::Serialize(CArchive &ar) { if(ar.IsStoring()) { // 네트워크로 송신 ar << m_strData; } else { // 네트워크에서 수신 ar >> m_strData; } }

29. Note & Q/A 강의 일정 1주: OOP Concept, C++ 개요 2주: SOCKET API, TCP/IP, MFC Programming Overview 3주: Network 접속, MFC 소켓 클래스, 범용 소켓 소개 4주: 예제 서버, 클라이언트 채팅 소스 분석 및 관련 API Overview 프로젝트 제안서 제출 중간고사기간 이후 공고 프로젝트 최종 보고서 제출 및 최종 결과물 시연 평가 날짜: 2010년 12월 초/중 오후 6시경 컴퓨터실(예정, 차후공고)

30. Note & Q/A • 강의 일정 • 10월 27일 • 11월 3일 • 프로젝트 제안서 제출 ( 2인 1조 ) • 중간고사기간 (10월 17일 ~ 1주간)이후 • 11월 10일까지(실습 3 진행한 다음주까지) • 프로젝트 최종 보고서 제출 및 최종 결과물 시연 평가 • 날짜: 2010년 12월 초/중 • 오후 6시경 컴퓨터실(예정, 차후공고)