C++ - TcpSocket 통신 Server 구현

서론

https://dongyeop00.tistory.com/132

C++ - 소켓 프로그래밍 함수

 

C++에서 지원하는 소켓 함수와 server와 client간의 통신을 알아보았으니 데이터를 주고 받는 프로그램을 만들어 보자.

 

먼저 서버부터 구현해보자

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WSADATA

WSADATA는 Windows Sockets API(WinSock)에서 사용하는 데이터 구조체로, Windows 소켓 프로그래밍을 시작하기 전에 Winsock 라이브러리를 초기화하는 데 사용된다.

WSAStartup 함수가 성공적으로 호출되면 WSADATA 구조체가 초기화 되고, 이 구조체는 Winsock의 버전과 관련된 정보를 담고 있다.

즉, WSADATA는 소켓 프로그래밍을 시작하기 위한 초기 설정을 저장하는 역할을 한다.

 

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

• ws2_32.lib은 Widows Sockets 2.0 라이브러리이다.
• TCP/IP 네트워크 통신을 가능하게 해주는 API를 포함하고 있으며, 소켓을 사용한 네트워크 프로그래밍할 때 필수적으로 포함되어 있어야 한다.

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Server

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <WinSock2.h>

using namespace std;

#define serverPort 8080
#define charMax 256

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

void errorMessage(string message) {
	cout << "[오류발생]: " << message << "\n";
	system("pause");
	exit(1);
}

void currentMessage(string message) {
	cout << "[현재상태]: " << message << "\n";
}


int main() {
	WSADATA wsaData;

	SOCKET serverSocket;
	SOCKET clientSocket;

	SOCKADDR_IN serverAddress;
	SOCKADDR_IN clientAddress;

	char received[charMax];

	//Winsock 초기화
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
		errorMessage("WSAStartup");
	}

	//TCP 소켓 생성
	serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	if (serverSocket == INVALID_SOCKET) {
		errorMessage("socket()");
	}
	currentMessage("socket()");

	memset(&serverAddress, 0, sizeof(serverAddress));

	//서버 주소 구조체 설정
	serverAddress.sin_family = AF_INET;
	serverAddress.sin_port = htons(serverPort); // 2바이트 정수 네트워크 바이트 형식으로
	serverAddress.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //4바이트 정수 네트워크 바이트 형식으로

	//bind 함수, 소켓에 로컬 주소와 포트를 할당
	if (bind(serverSocket, (SOCKADDR*)&serverAddress, sizeof(serverAddress)) == SOCKET_ERROR) {
		errorMessage("bind()");
	}
	currentMessage("bind()");


	//listen 함수, 클라이언트로부터 연결 요청을 기다린다.
	if (listen(serverSocket, 5) == SOCKET_ERROR) {
		errorMessage("listen()");
	}
	currentMessage("listen()");


	while (1) {
		int sizeClientAddress = sizeof(clientAddress);

		// accept 함수, 수신 대기 중인 연결 요청 수락
		clientSocket = accept(serverSocket, (SOCKADDR*)&clientAddress, &sizeClientAddress);
		if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
			errorMessage("accept()");
		}
		currentMessage("accept()");

		while (1) {
			int length = recv(clientSocket, received, sizeof(received) - 1, 0);
			if (length <= 0) {
				currentMessage("클라이언트 연결 종료");
				break;
			}
			received[length] = '\0';

			cout << "[Client Message]: " << received << '\n';

			if (strcmp(received, "exit") == 0) {
				send(clientSocket, received, sizeof(received), 0);
				cout << "[----------------서버 종료----------------]\n";
				break;
			}
			send(clientSocket, received, sizeof(received), 0);
		}

		closesocket(clientSocket);
	}

	//closesocket(clientSocket);
	closesocket(serverSocket);
	WSACleanup();
	system("pause");

	return 0;
}

 

 

 

1. Winsock 초기화

• 사용 함수: WSAStartup
• 초기화가 성공적으로 완료되면 WSADATA 구조체가 채워지며, 소켓 통신을 시작할 준비가 된다.

WSADATA wsadata;
    
//Winsock 초기화
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
	errorMessage("WSAStartup");
}

 

 

2. TCP 소켓 생성

• 사용함수: SOCKET
• 서버 소켓은 AF_INET(IPv4) 주소 체계와 SOCK_STREAM(TCP) 소켓 타입을 지정

SOCKET serverSocket;

//TCP 소켓 생성
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

if (serverSocket == INVALID_SOCKET) {
	errorMessage("socket()");
}
currentMessage("socket()");

 

3. 서버 주소 설정

• 서버는 SOCKADDR_IN 구조체를 사용해 자신의 IP 주소와 포트를 설정한다.
• 이 정보를 바탕으로 클라이언트가 서버에 연결할 수 있다.

SOCKADDR_IN serverAddress;
    
memset(&serverAddress, 0, sizeof(serverAddress));

//서버 주소 구조체 설정
serverAddress.sin_family = AF_INET;
serverAddress.sin_port = htons(serverPort); // 2바이트 정수 네트워크 바이트 형식으로
serverAddress.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //4바이트 정수 네트워크 바이트 형식으로

 

4. 소켓 바인딩

• 사용함수: bind
• 서버는 생성된 소켓을 특정 IP 주소와 포트에 바인딩한다.
• 이를 통해 클라이언트가 해당 IP와 포트를 통해 서버에 접속할 수 있게 된다.

//bind 함수, 소켓에 로컬 주소와 포트를 할당
if (bind(serverSocket, (SOCKADDR*)&serverAddress, sizeof(serverAddress)) == SOCKET_ERROR) {
	errorMessage("bind()");
}
currentMessage("bind()");

 

5. 연결 요청 대기

• 사용함수: listen
• 대기열의 크기를 설정하며, 이 크기만큼의 클라이언트 요청을 동시에 대기시킬 수 있다.

//listen 함수, 클라이언트로부터 연결 요청을 기다린다.
if (listen(serverSocket, 5) == SOCKET_ERROR) {
	errorMessage("listen()");
}
currentMessage("listen()");

 

6. 연결 수락

• 사용함수: accept
• 클라이언트가 서버에 요청을 보내면 서버는 accept 함수를 통해 이 요청을 수락한다.
• accept 함수가 호출되면 새로운 소켓이 생성되어 클라이언트와 연결이 이루어진다.

//accept 함수, 수신 대기 중인 연결 요청을 수락한다.
clientSocket = accept(serverSocket, (SOCKADDR*)&clientAddress, &sizeClientAddress);
if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {
	errorMessage("accept()");
}
currentMessage("accept()");

 

7. 데이터 송수신

• 사용함수: send, recv
• 서버와 클라이언트는 send와 recv 함수를 사용해 데이터를 주고 받는다.

while (1) {
	int length = recv(clientSocket, received, sizeof(received) - 1, 0);
	if (length <= 0) {
		currentMessage("클라이언트 연결 종료");
		break;
	}
	received[length] = '\0';

	cout << "[Client Message]: " << received << '\n';

	if (strcmp(received, "exit") == 0) {
		send(clientSocket, received, sizeof(received), 0);
		cout << "[----------------서버 종료----------------]\n";
		break;
	}
	send(clientSocket, received, sizeof(received), 0);
}

 

결과