Transcript TCPIP 4주차

TCP / IP 소켓 프로
그래밍
4주차
( Ch.15 ~ Ch.18 + α )
세부 계획
스터디 계획 및 Ch.1 ~
Ch.4
1주차
Ch.5 ~ Ch.10.2
2주차
Ch.10.3 ~ Ch.14
3주차
Ch.15 ~ Ch. 17
4주차
기말고
사
Ch.18
5주차
기말고
사
Ch.19 ~ Ch.24
6주차
채팅 프로그래밍
7주차
채팅 프로그래밍
8주차
CHAPTER 15~24
다중 접속 서버의 구현
다중 접속 서버와 비 다중 접속
서버
비 다중 접속 서버
다중 접속 서버
• 서비스 시간이 빠르다
• 서비스 시간이 조금 느리다
• 접속 대기 시간이 길다 (순
차)
• 접속 대기 시간이 짧다 (병렬)
다중 접속 서버란?
둘 이상의 클라이언트에게 동시
에 접속을 허용하여,
동시에 둘 이상의 클라이언트에
게
서비스를 제공하는 서버를 의미
한다.
다중 접속 서버의
종류
멀티 플렉싱
서버
멀티 프로세
스 서버
멀티 쓰레드
서버
멀티 플렉싱 서버에서의 EPOLL
Select 함수의 단점
if((fd_num=select(fd_max+1, &cpy_reads, 0, 0, &timeout))==-1)
…….
for(i=0; i<fd_max+1; i++) {
if(FD_ISSET(i, &cpy_reads)) { ….. FD_SET(clnt_sock, &reads); .…. }
해결책}
else { ….. FD_CLR(i, &reads); ….. }
EPOLL의 장점
epoll 구현의 함수
select 구현의 함수
쓰레드의 등장 배경
프로세스는 부담스
럽다.
• 프로세스의 생성에는 많은 리소스가 소모
• 프로세스가 생성되면, 프로세스간의 컨텍스트 스위칭
으로 인해서 성능이 저하
•데이터의
컨텍스트 스위칭은
정보를 하드디스크에
교환이프로세스의
어
저장 및 복원 하는 일
렵다.
• 프로세스간 메모리가 독립적으로 운영되기 때문에
프로세스간 데이터 공유 불가능
• 운영체제가 별도로 제공하는 메모리공간을 대상으
로 별도의 IPC 기법 적용
그래서 쓰레드는?
• 프로세스보다 가벼운, 경량화된 프로세스
• 컨텍스트 스위칭이 빠름
• 쓰레드 별로 메모리공유가 가능하기 때문
에 별도의 IPC 기법 불필요
쓰레드와 프로세스의 차이점
프로세스
프로세스는 서로 완전히 독립
적
쓰레드
쓰레드는 데이터 영역과 힙 영
역을 공유
쓰레드의 문제점
• 쓰레드 메모리공유가 가능하기 때문에 문
제가 발생
← 정상적인
접근
↓ 잘못된 접
근
쓰레드의 임계영역
• 둘 이상의 쓰레드가 동시에 실행하면 문
제를 일으키는 영역
↑ 임계영역?
NO!!!
YES!!!
임계영역?
해결 방법은? 동기화!
• 둘 이상의 쓰레드가 동시에 실행하면 문
제를 일으키는 영역
Multi
Process
다중 접속 서버의 종류
Multi
Connection
Server
IOCP
(windows)
Overlapped
IO
(windows)
Multi
Plexing
Multi
Threading
Asynchronous
Notification IO
(windos)
Epoll
(linux)
Select
다중 접속 서버의 선택
채팅 프로그램 구현 계획
세부 계획
Ch.18
5주
차
기말
고사
Ch.19 ~ Ch.24
6주
차
채팅 프로그래밍
7주
차
채팅 프로그래밍
8주
차
Ch.18
5주차
기말고
사
Ch.19 ~ Ch.24
6주차
채팅 프로그래밍
7주차
구현 환경과 내용
구현 환경
• 리눅스 (C언어)
구현 내용
• 멀티캐스트
• 멀티 쓰레드 (혹은
멀티 프로세스)
구현 계획
서버
클라이언트
• 클라이언트간 통신
중계
• 서버에 접속 및 종료
• 대화 내용 및 요청
저장
• 파일 요청에 따른 제
공 및 중계
• 전송 받은 내용 화면
표시
• 파일 요청 및 수신
멀티프로세스 기반의 서버구
현
프로세스란?
• 간단하게는 실행중인 프로그램을 뜻한다.
• 실행중인 프로그램에 관련된 메모리, 리소스등을
총칭하는 의미이다.
• 멀티프로세스 운영체제는 둘 이상의 프로세스를 동
FORK 함수
• fork 함수가 호출되면, 호
출한 프로세스가 복사되
어 fork 함수 호출 이후를
각각의 프로세스가 독립
적으로 실행하게 된다.
부
자식
FORK 함수 사용 방법
pid=fork();
if(pid==0)
// if Child Process
gval+=2, lval+=2;
else
// if Parent Process
gval-=2, lval-=2;
if(pid==0)
printf("Child Proc: [%d, %d] \n", gval, lval);
else
printf("Parent Proc: [%d, %d] \n", gval, lval);
좀비 프로세스
실행이 완료되었음에도 불
구하고,
소멸되지 않은 프로세스
퇴치 방법
은?
• wait 함수
• waitpid 함수
시그널 핸들링
특정 상황이 되었을 때 운
영체제가
프로세스에게 해당 상황이
발생했음을
알리는 일종의 메시지를
pid=fork(); 가
리켜
……………
시그널이라 한다. if(pid==0)
printf("Child Proc: [%d, %d] \n", gval, lval);
시그널
발생 !
else
printf("Parent Proc: [%d, %d] \n", gval, lval);
return 0;
프로세스 기반 다중접속 서버
연결이 하나 생성될 때마다 프로세
스를 생성해서
해당 클라이언트에 대해 서비스를
제공하는 것이다.
FORK 를 통한 디스크립터의 복
사
프로세스에 의해 만들어진 소켓이
복사되는 게 아니고,
파일 디스크립터가 복사된다
멀티플렉싱 기반의 서버 구현
멀티 프로세스의 단점
• 프로세스의 빈번한 생성은 성능의 저하로 이어
진다.
• 멀티프로세스의 흐름을 고려해서 구현해야 하
기 때문에 구현이 쉽지않다.
• 프로세스간 통신이 필요한 상황에서는 서버의
구현이 더 복잡해진다.
멀티플렉싱이란?
전자 및 통신공학에서의 멀티 플
렉싱의 의미
“하나의 통신채널을 통해서
둘 이상의 데이터를 전송하
서버에 적용한
는데 사용되는
기술”멀티
플렉싱
Server
Client
Client
Client
SELECT 함수
• 멀티플렉싱 서버의 구현에 있어서 가장 대표적인 방법
• Select함수를 사용하면 한곳에 여러 개의 파일 디스크립터를 모아
놓고 동시에 관찰 할수있다.
• 수신한 데이터를 지니고 있는 소켓이 존재하는가?
• 블로킹되지 않고 데이터의 전송이 가능한 소켓은 무엇인가?
• 예외상황이 발생한 소켓은 무엇인가?
Select함수 호
출과정
파일 디스크립터의 설정
• 함수 안에는 파일들을 관찰항목(수신, 전송, 예외)에 따
라서 구분해서 모으기 위한 fd_set형 변수존재
검사의 범위지정과 타임아웃의
설정
* 변수 maxfd는 파일 스크립터의 검사 범위를 지정 파
일 디스크립터의 수를 넣는다.
* 변수 timeout은 함수의 블로킹 상태를 방
지하기
위하여 설정.
* 반환 값
파일스크립터가 변화
크립터 수
timeout에 의한 반환 값
오류발생시 -1
변화한 파일스
0