프로그래밍/소켓 프로그래밍 입문 44

소켓 기반 파일 송/수신의 구조와 원리

파일 송수신은 단순히 문자열을 송수신하는 것과 달리 대용량 데이터를 처리하기 때문에 더 많은 복잡성과 성능 고려가 필요합니다. 이 글에서는 파일 송수신이 네트워크에서 실제로 어떤 과정을 통해 이루어지는지, 소켓 버퍼, 메모리 복사, 그리고 전송 과정에서 발생하는 문제를 중심으로 설명합니다.  1. 네트워크 파일 송수신의 큰 흐름1.1 파일 송신 과정파일 읽기:서버는 파일 시스템에서 데이터를 읽어 애플리케이션 버퍼에 저장.데이터 전송:읽은 데이터를 소켓을 통해 네트워크 버퍼로 복사.운영체제가 이 데이터를 TCP/IP 프로토콜 스택에서 처리 후 전송.네트워크 전송:데이터는 패킷으로 나뉘어 물리적인 네트워크를 통해 클라이언트로 전달.1.2 파일 수신 과정네트워크 데이터 수신:클라이언트의 네트워크 버퍼로 도착...

이벤트 셀렉트 기반 멀티플렉싱 서버

이벤트 셀렉트 기반 멀티플렉싱 서버는 윈도우 소켓 API(WSA)를 활용하여 소켓의 입출력 이벤트를 효율적으로 처리하는 방법입니다. 기존의 select 방식에서 확장된 구조로, 소켓과 이벤트 객체를 매핑하여 더욱 효율적인 동작을 제공합니다. 1. 기존 select 방식과의 차이점1.1 select 방식FD_SET 배열을 사용하여 소켓 감시.최대 64개의 소켓만 처리 가능.소켓 변화 감지 후, 다시 모든 소켓을 순회하며 작업 수행.단점:소켓이 많아질수록 성능 저하.매번 전체 소켓을 순회하는 비효율성.1.2 이벤트 셀렉트 방식WSA 이벤트 객체를 사용하여 소켓과 매핑.각 소켓의 특정 이벤트(연결, 데이터 수신 등)에만 반응.특정 이벤트가 발생한 소켓만 처리하므로 불필요한 순회 제거.장점:스레드 없이도 효율적..

I/O 멀티플렉싱 채팅 서버 구현

I/O 멀티플렉싱 기반 채팅 서버는 select 함수를 활용해 단일 스레드에서 다수의 클라이언트 연결을 관리합니다. 이 글에서는 코드의 주요 부분을 분석하며, fd_set, select, 그리고 서버의 전체 동작 흐름을 정리합니다. 1. I/O 멀티플렉싱과 기존 방식의 차이1.1 기존 방식 (멀티스레드 서버)클라이언트마다 별도의 스레드를 생성.스레드가 많아지면 CPU 컨텍스트 스위칭 비용 증가.자원이 제한적인 환경에서 비효율적.1.2 멀티플렉싱 방식select를 사용해 단일 스레드로 다수의 소켓을 관리.fd_set(파일 디스크립터 집합)을 활용하여 소켓 상태를 감시.동기 I/O 모델이지만 비슷한 성능을 제공. 2. 주요 코드 분석2.1 초기화 및 리슨 소켓 준비// 접속 대기 소켓 생성g_hSocket ..

I/O 멀티플렉싱 서버의 개념과 동작 원리

I/O 멀티플렉싱은 네트워크 프로그래밍에서 다수의 클라이언트를 동시에 처리하기 위해 사용되는 중요한 기술입니다. 운영체제가 입출력을 감시하고 효율적으로 처리하는 방식으로, 단일 스레드 환경에서도 고성능 서버를 구현할 수 있습니다. 여기서는 멀티플렉싱의 작동 원리, 핵심 기술(select와 epoll), 그리고 입출력 동작 과정을 상세히 다룹니다. 1. I/O 멀티플렉싱이란?I/O 멀티플렉싱은 하나의 프로세스가 여러 개의 I/O 채널(파일, 소켓 등)을 감시하면서, 준비된 채널에서만 작업을 수행하도록 설계된 방식입니다. 이를 통해 CPU 리소스를 절약하고, 동시성 처리를 효율적으로 수행할 수 있습니다.  2. 동기와 비동기의 차이2.1 동기(Synchronous)프로세스가 I/O 작업을 요청하면, 해당 작..

TCP 연결의 비정상 종료와 좀비 세션 문제

TCP 연결에서 클라이언트나 서버가 예상치 못하게 종료될 경우, 이를 비정상 종료라고 합니다. 이러한 상황은 네트워크 장애, 클라이언트의 강제 종료, 또는 하드웨어 문제로 인해 발생할 수 있습니다. 이 글에서는 비정상 종료가 발생하는 시나리오, 문제점, 그리고 해결 방안을 설명합니다. 1. 비정상 종료란?비정상 종료는 TCP 연결에서 정상적인 종료 절차(4-way 핸드셰이크) 없이 연결이 끊어지는 상태를 의미합니다.1.1 정상 종료 vs 비정상 종료정상 종료:클라이언트 또는 서버가 close 또는 shutdown 호출.4-way 핸드셰이크를 통해 종료 신호 교환.비정상 종료:프로세스가 강제 종료되거나 소켓이 운영체제(OS)에 의해 회수.네트워크 장애, 랜 케이블 분리, 클라이언트의 비정상 종료 등.1.2..

멀티스레드 기반 채팅 클라이언트 설계 및 구현

멀티스레드 기반 채팅 클라이언트는 사용자 입력과 서버로부터의 메시지 수신을 별도의 스레드로 처리하여 동시성을 제공합니다. 이 글에서는 해당 클라이언트의 주요 동작 원리와 코드를 분석하고, 설계상의 주요 개념과 주의사항을 정리합니다. 1. 멀티스레드 채팅 클라이언트의 필요성1.1 동작 구조단일 스레드 클라이언트:사용자의 입력과 서버로부터의 메시지 수신을 하나의 스레드에서 처리.동기화 문제로 인해 입력 중 서버 메시지를 받을 수 없음.멀티스레드 클라이언트:메인 스레드: 사용자 입력 및 서버로의 메시지 전송 처리.워커 스레드: 서버로부터 메시지 수신 처리.비동기적으로 수신 이벤트를 처리하며 UI 락 방지.2. 클라이언트 주요 기능 구현2.1 서버와의 연결클라이언트는 서버의 IP 주소와 포트 번호를 사용해 연결..

멀티스레드 기반 채팅 서버 설계와 구현

멀티스레드 기반 채팅 서버는 다수의 클라이언트가 동시에 연결되어 메시지를 주고받을 수 있는 구조입니다. 이 글에서는 채팅 서버의 동작 원리, 동기화의 중요성, 주요 개념 및 구현 방법을 자세히 설명합니다. 특히 임계영역 관리, 메시지 브로드캐스팅, 그리고 서버 종료 처리와 같은 핵심 개념에 중점을 두었습니다.1. 멀티스레드 채팅 서버의 기본 구조1.1 리슨 소켓과 연결 리스트리슨 소켓: 서버가 클라이언트의 연결 요청을 기다리는 소켓.모든 클라이언트 연결의 진입점 역할.전역 변수(g_hSocket)로 선언하여 프로그램 전역에서 사용.연결 리스트(g_listClient):클라이언트 소켓을 저장하는 자료구조.연결된 모든 클라이언트를 관리하며, STL의 std::list를 사용.각 클라이언트 소켓을 추가, 삭제..

채팅 서버와 메시지 브로드캐스팅: IP 주소 문제와 해결

채팅 서버는 클라이언트가 메시지를 전송하면 이를 접속된 모든 클라이언트에게 브로드캐스팅해야 합니다. 하지만 서버 설정 시 IP 주소의 유형과 외부 접속 가능성을 고려하지 않으면 클라이언트가 서버에 연결하지 못하는 문제가 발생할 수 있습니다. 이 글에서는 채팅 서버의 메시지 브로드캐스팅 원리와 I1. 메시지 브로드캐스팅 동작 원리1.1 브로드캐스팅 개념브로드캐스팅: 한 클라이언트가 보낸 메시지를 서버가 받아, 접속된 모든 클라이언트에게 전달.서버 역할:클라이언트의 메시지를 수신.연결된 클라이언트 목록을 순회하며 메시지 전송.1.2 구현 예제서버의 메시지 브로드캐스팅 코드:void BroadcastMessage(const std::string& message, SOCKET senderSocket) { ..

멀티스레드 채팅 서버: 구조와 이론

채팅 서버는 여러 클라이언트가 서로 메시지를 주고받을 수 있도록 설계된 네트워크 애플리케이션입니다. 기존의 멀티스레드 에코 서버를 확장하면 기본적인 채팅 서버를 만들 수 있습니다. 하지만 동시성 문제와 부하 처리 등을 고려해야 하므로 보다 정교한 설계와 구현이 필요합니다. 1. 멀티스레드 채팅 서버의 기본 구조1.1 기본 원리스레드 생성:각 클라이언트가 연결되면, 이를 처리하기 위해 별도의 스레드를 생성합니다.메시지 브로드캐스트:한 클라이언트가 보낸 메시지를 서버가 받아 다른 모든 클라이언트에 전송.1.2 주요 자료구조연결 리스트 (Linked List):클라이언트 소켓 정보를 저장하기 위해 사용.각 노드에는 소켓 핸들과 클라이언트 ID 등의 정보가 포함.STL 컨테이너:예: std::list 또는 st..

멀티스레드 에코 서버 구현

기존의 에코 서버는 한 번에 하나의 클라이언트만 처리할 수 있습니다. 이는 여러 클라이언트가 동시에 연결을 시도하면 첫 번째 클라이언트가 작업을 완료할 때까지 다른 클라이언트가 대기 상태에 놓이는 문제를 초래합니다. 멀티스레드 에코 서버는 이러한 문제를 해결하기 위해 각 클라이언트 연결마다 별도의 스레드를 생성하여 동시에 여러 클라이언트를 처리할 수 있도록 설계됩니다. . 기존 에코 서버의 문제점1.1 단일 스레드 구조기존 서버는 단일 스레드로 동작하며, 다음과 같은 문제가 있습니다:accept 블로킹:첫 번째 클라이언트가 연결되면 accept 이후의 로직에서 해당 클라이언트만 처리.다중 클라이언트 지원 불가:추가 클라이언트는 기존 클라이언트의 작업이 완료될 때까지 대기. 2. 멀티스레드 에코 서버의 필..