네트워크 프로토콜이란?
네트워크 프로토콜은 네트워크에서 데이터를 교환하기 위한 규칙과 절차의 집합입니다.
프로토콜은 데이터 형식, 순서, 오류 제어 등을 정의하여 서로 다른 시스템 간의 통신을 가능하게 합니다.
주요 프로토콜
- HTTP (HyperText Transfer Protocol): 웹 페이지를 전송하기 위한 프로토콜입니다.
- TCP (Transmission Control Protocol): 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 프로토콜입니다.
- UDP (User Datagram Protocol): 신뢰성보다는 빠른 전송을 중시하는 프로토콜입니다.
- FTP (File Transfer Protocol): 파일 전송을 위한 프로토콜입니다.
- SMTP: 이메일 전송을 위한 프로토콜입니다.
프로토콜은 각기 다른 목적을 가지고 있습니다
- TCP/IP: 인터넷과 대부분의 네트워크에서 사용되는 프로토콜 스택입니다.
- HTTP/HTTPS: 웹 브라우징을 위한 프로토콜입니다.
- FTP: 파일 전송을 위한 프로토콜입니다.
- SMTP: 이메일 전송을 위한 프로토콜입니다.
💡 반드시 구분할 것 !!
소켓은 네트워크 통신을 위해 필요한 인터페이스를 제공하고 네트워크 프로토콜은 네트워크 상에서 데이터를 교환하는 규칙과 절차를 정의한 것
[ 클라이언트 프로그램 ] [ 서버 프로그램 ]
+----------------------+ +----------------------+
| | | |
| +---------------+ | | +---------------+ |
| | | | | | | |
| | 소켓 |<--------------------------------|-->| 소켓 | |
| | (IP:Port) | | | | (IP:Port) | |
| +---------------+ | | +---------------+ |
| ^ | | ^ |
| | | | | |
| +------+------ | | +------+------ |
| | TCP/IP | | | | TCP/IP | |
| +---------- + | | +---------- + |
| ^ | | ^ |
| | | | | |
| +--------+-------+ | | +--------+-------+ |
| | 프로토콜 계층 | | | | 프로토콜 계층 | |
| | (HTTP, FTP 등) | | | | (HTTP, FTP 등) | |
| +----------------+ | | +----------------+ |
| | | |
+----------------------+ +----------------------+
[인터넷/네트워크] <------------- 데이터 전송 ---------------> [인터넷/네트워크]
- 소켓: 네트워크 통신을 위한 인터페이스로, IP 주소와 포트 번호로 구성됩니다. 소켓은 데이터를 송수신하기 위한 엔드포인트입니다.
- 프로토콜: 네트워크 상에서 데이터를 교환하는 규칙과 절차를 정의합니다. 예를 들어, TCP/IP 프로토콜은 데이터의 전송과 오류 제어를 담당합니다.
- TCP/IP 프로토콜
- TCP/IP 프로토콜은 데이터의 전송을 담당합니다. 이는 데이터를 작은 패킷으로 나누어 전송하고, 순서대로 재조립하며, 데이터의 신뢰성을 보장합니다.
- 클라이언트와 서버는 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 주고받습니다.
- 프로토콜 계층
- HTTP, FTP 등의 애플리케이션 계층 프로토콜은 데이터를 어떤 형식으로 주고받을지 정의합니다.
- 예를 들어, HTTP는 웹 페이지를 주고받는 규칙을 정의하고, FTP는 파일 전송을 위한 규칙을 정의합니다.
통신 과정 - 클라이언트와 서버는 각각 소켓을 통해 연결을 설정하고, TCP/IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송하며, 프로토콜 계층(예: HTTP 형식)을 통해 데이터를 해석하고 처리합니다.
시나리오 코드 1 - 나만의 프로토콜을 만들어서 서버를 구성해보자. 프로토콜 적용 요약
- 메시지 형식: "COMMAND:DATA" 형식을 사용합니다.
- MSG:Hello 는 "Hello" 메시지를 전송합니다.
- BYE: 는 연결 종료를 의미합니다.
- 클라이언트와 서버 간의 상호작용:
- 클라이언트는 키보드 입력을 읽고 메시지를 서버에 전송합니다.
- 서버는 클라이언트로부터 메시지를 수신하여 모든 클라이언트에게 브로드캐스트합니다.
- 클라이언트가 "bye"를 입력하면 연결을 종료합니다.
클라이언트측 코드
package ch07;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class MultiClient {
public static void main(String[] args) {
try {
Socket socket = new Socket("192.168.0.48", 5000);
PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
BufferedReader keyboard = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println(">>> 서버에 접속 완료 <<<");
// 실행의 흐름 - 약속 : 먼저 사용자 닉네임 보내기
System.out.println("Enter your name : ");
String name = keyboard.readLine();
out.println("NAME:" + name); // 서버로 사용자 이름 전송
// 서버측으로 부터 온 데이터 읽기
Thread readThread = new Thread(() -> {
try {
String serverMsg;
while ((serverMsg = in.readLine()) != null) {
System.out.println("server : " + serverMsg);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 클라이언트가 서버로 데이터 보내기
Thread writeThread = new Thread(() -> {
try {
String userMessage;
while ((userMessage = keyboard.readLine()) != null) {
if (userMessage.equalsIgnoreCase("bye")) {
out.println("BYE:");
} else {
out.println("MSG:" + userMessage);
}
// else if (userMessage.equalsIgnoreCase("MSG")) {
// out.println("MSG:" + userMessage);
// }
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 스레드 시작
readThread.start();
writeThread.start();
// 메인 스레드 대기
readThread.join();
writeThread.join();
socket.close();
System.out.println("서버로 부터 연결을 종료하였습니다");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
} // end of main
}
서버측 코드
package ch07;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Vector;
public class MultiClientServer {
private static final int PORT = 5000;
// 하나의 변수에 자원을 통으로 관리하기 기법 -> 자료 구조
// 자료 구조 --> 코드 단일, 멀티 스레드
// 객체 배열 <-- Vector<> : 멀티스레드에 안정적이다
private static Vector<PrintWriter> clientWriters = new Vector<>();
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Server started...");
try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT)) {
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
new ClientHandler(socket).start();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
} // end of main
// 정적 내부 클래스 설계
private static class ClientHandler extends Thread {
private Socket socket;
private PrintWriter out;
private BufferedReader in;
public ClientHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
// 스레드 start() 호출시 동작되는 메서드
@Override
public void run() {
try {
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
// 코드 추가
// 클라이언트로부터 이름 받기(약속되어 있음 !)
String nameMessage = in.readLine();
if (nameMessage != null && nameMessage.startsWith("NAME:")) {
String clientName = nameMessage.substring(5);
broadcastMessage("해당 서버에 : " + clientName + " 님 입장");
} else {
// 약속과 다르게 접근했다면 종료 처리
socket.close();
return;
}
// 여기서 중요 ! - 서버가 관리하는 자료구조에 자원 저장
clientWriters.add(out);
String message;
while ((message = in.readLine()) != null) {
System.out.println("Received : " + message);
// 약속
// : 기준 으로 처리
// MSG:안녕\n
String[] parts = message.split(":", 2);
System.out.println("parts 인덱스 갯수 : " + parts.length);
// 명령 부분을 분리
String command = parts[0];
// 데이터 부분을 분리
String data = parts.length > 1 ? parts[1] : "";
if (command.equals("MSG")) {
System.out.println("연결된 전체 사용자에게 MSG 방송");
broadcastMessage(message);
} else if (command.equals("BYE")) {
System.out.println("Client disconnected ...");
break;
}
}
} catch (Exception e) {
// e.printStackTrace();
} finally {
try {
socket.close();
// 도전 과제 !!
// 서버측에서 관리하고 있는 PrintWriter 제거 해야한다.
// 인덱스 번호가 필요하다.
// clientWriters.add() 할 때 지정된 나의 인덱스 번호가 필요
// clientWriters.remove();
System.out.println("..... 클라이언트 연결 해제 .....");
} catch (IOException e) {
// e.printStackTrace();
}
}
}
} // end of ClientHandler
// 모든 클라이언트에게 메세지 보내기 - 브로드캐스트
private static void broadcastMessage(String message) {
for (PrintWriter writer : clientWriters) {
writer.println(message);
}
}
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