Python socket programming
1. Python : Socket Program Produced by Tae Young Lee
2. 클라이언트/서버 아키텍처 서버가 하나 이상의 클라이언트(사용자)에게 '서비스'를 제공 listen
3. Socket • 소켓은 '통신 종단점'이라는 개념을 구체화한 컴퓨터 네트 워크 데이터 구조 • 네트워크를 사용하는 애플리케이션은 통신을 시작하기 전 에 항상 소켓을 만들어야 함 • 소켓 없이는 통신을 시작할 수 없음 • 원래 소켓은 실행중인 프로그램(프로세스)이 같은 호스트 안에 실행 중인 다른 프로그램과 통신하기 위해 개발됨
4. Socket 유형 • 유닉스 소켓 – AF_UNIX 라는 '패밀리 이름' 을 가진다. AF는 주소 패밀리(Address family)를 의미. – 쉽게 클라이언트와 서버가 유닉스 환경의 동일한 컴퓨터에 존재해야 한다는 뜻. – 이 소켓은 파일 기반이다. 소켓의 기반 구조가 파일 시스템을 통해 지원됨 – 파일 시스템은 같은 호스트에서 실행 중인 프로세스 사이에 지속적으 로 공유되므로, 합리적인 방법이라고 할 수 있다. • 네트워크 기반 – 패밀리 이름은 AF_INET 이다. – 클라이언트와 서버가 인터넷 어디서든 존재할 수 있다는 의미를 갖는 다 • 파이썬은 AF_UNIX, AF_NETLINK, AF_TIPC, AF_INET{,6} 패 밀리를 지원
5. 연결 방식에 따른 분류 • 연결 지향 소켓(connection oriented) – 통신을 하기 전에 반드시 연결 돼 있어야 한다(전화를 거는 것과 유사) – 레코드 경계 없이 데이터를 순서대로 신뢰성 있게 중복없이 전 달. 각 메세지는 여러 조각으로 나뉘어서 반대편에 확실히 전달 된 다음에 다시 순서대로 한데 묶인 후 기다리는 애플리케이션 에 전달 – 연결 지향 소켓을 구현한 프로토콜(protocol)로는 전송 제어 프 로토콜(TCP, Trasmission Control Protocol) 이 있으며, 이 소켓을 만드려면 소켓 유형으로 SOCK_STREAM(스트림 소켓)을 지정 – 이 소켓은 네트워크상에서 IP를 호스트를 찾기 위해 사용하기 때 문에 두 프로토콜의 이름을 붙여 TCP/IP 라고 함.
6. • 비연결형 소켓(connectionless) – 스트림 소켓과 대비되는 데이터그램(Datagram) 유형의 비연결 – 통신 시 최초 연결하는 과정이 필요 없음 – 데이터 전달 과정에서 순서나 신뢰성 이나 중복 방지를 보장할 수 없음. 이는 메세지가 연결 지향 소켓처럼 조각으로 나뉘지 않 고 통째로 송신된다는 것을 의미(우편 서비스에 비유) – 연결 지향 소켓은 가상 회선을 맨 처음 만들고 유지하기 위해 상 당한 부가 비용이 발생 비연결 지향 소켓은 이런 부담이 덜하고 성능면에서 더 좋다. – 데이터그램 소켓을 구현한 프로토콜로는 (UDP, User Datagram Protocol)이 있고, UPD 소켓을 만들려면 SOCK_DGRAM을 소켓 유형으로 지정. – 이 소켓도 IP를 네트워크상에서 호스트를 찾기 위해 사용 UPD/IP라고도 부름
7. Socket의 동작 과정
8. conn.close() from socket import * svrsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
9. conn.close() from socket import * svrsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) svrsock.bind(('127.0.0.1', 7799))
10. conn.close() from socket import * svrsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) svrsock.bind(('127.0.0.1', 7799)) svrsock.listen(1)
11. conn.close() from socket import * svrsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) svrsock.bind(('127.0.0.1', 7799)) svrsock.listen(1) conn, addr = svrsock.accept() addr ('127.0.0.1', 50933)
12. conn.close() from socket import * svrsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) svrsock.bind(('127.0.0.1', 7799)) svrsock.listen(1) conn, addr = svrsock.accept() addr ('127.0.0.1', 50933) conn.recv(1024)
13. conn.close() from socket import * svrsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) svrsock.bind(('127.0.0.1', 7799)) svrsock.listen(1) conn, addr = svrsock.accept() addr ('127.0.0.1', 50933) conn.recv(1024) conn.close()
14. conn.close() from socket import * clientsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
15. conn.close() from socket import * clientsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) clientsock.connect(('127.0.0.1',7799))
16. conn.close() from socket import * clientsock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) clientsock.connect(('127.0.0.1',7799)) clientsock.send('Hi, it is me.')
17. Blocking & Non-Blocking • blocking 모드일 때 accept, recv, send 호출할 때 연결하려 고 하는 client 가 없을 때 무한정 기다리는 것 • non-blocking 모드일 때는 위와 같은 상황에서 일정한 시 간을 기다려도 응답이 없을 때 예외가 발생
18. • https://pl.python.org/docs/lib/socket-objects.html • setblocking(flag) Set blocking or non-blocking mode of the socket: if flag is 0, the socket is set to non- blocking, else to blocking mode. Initially all sockets are in blocking mode. In non- blocking mode, if a recv() call doesn't find any data, or if a send() call can't immediately dispose of the data, a error exception is raised; in blocking mode, the calls block until they can proceed. s.setblocking(0) is equivalent to s.settimeout(0); s.setblocking(1) is equivalent to s.settimeout(None). • settimeout(value)Set a timeout on blocking socket operations. The value argument can be a nonnegative float expressing seconds, or None. If a float is given, subsequent socket operations will raise an timeout exception if the timeout period value has elapsed before the operation has completed. Setting a timeout of None disables timeouts on socket operations. s.settimeout(0.0) is equivalent tos.setblocking(0); s.settimeout(None) is equivalent to s.setblocking(1). New in version 2.3. • gettimeout()Return the timeout in floating seconds associated with socket operations, or None if no timeout is set. This reflects the last call tosetblocking() or settimeout(). New in version 2.3. 위와 같이 기본적으로는 blocking 모드이다. non-blocking mode를 이용하려면 setblocking(flag)을 이용해 non- blocking mode 로 가거나 아니면 settimeout 을 이용해 non-blocking mode 로 전환하면 된다.
19. 위와 같이 socket 객체를 생성하고 gettimeout을 하면 처음에 아무 것도 볼 수 없음 blocking mode (default) 이므로 값이 무한대임을 의미 그 다음에 setblocking() 을 이용해 non-blocking mode로 변환한 후 gettimeout을 호출하면 0.0 이 나옴 non-blocking mode의 default time out value는 0.0 임
20. 위의 상황에서 생성된 socket 객체를 제거하고 다시 socket을 생성하면 default 이므로 blocking mode 임을 확인 (gettimeout) 여기서 setblocking 을 이용하지 않고 바로 settimeout 을 이용해도 원하는 timeout을 시간을 가진 non-blocking mode 로 변환되는 것을 확인
21. Example • 다음은 blocking mode 의 간단한 예제이다. Server 측 : localhost connection 이고 8000 port 를 binding 한 후 accept 함수를 호출해 client 와의 connection을 기다리고 있다.
22. • Client 측 : non-blocking mode 이고 timeout 이 3.5 초이 다. connect 을 통해 서버와 연결 된 후 non-blocking mode로 변환되고, recv 를 통해 3.5 초간 서버로부터의 데 이터 전송을 기다리다가 예외를 발생시킨다.
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