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네트워크 프로토콜

ryeonng 2024. 7. 12. 12:43

네트워크 프로토콜

네트워크에서 데이터를 교환하기 위한 규칙과 절차의 집합.
프로토콜은 데이터 형식, 순서, 오류 제어 등을 정의하여 서로 다른 시스템 간의 통신을 가능하게한다.

 

주요 프로토콜

  1. HTTP (HyperText Transfer Protocol) : 웹 페이지를 전송하기 위한 프로토콜이다.
  2. TCP (Transmission Control Protocol) : 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 프로토콜이다.
  3. UDP (User Datagram Protocol) : 신뢰성보다는 빠른 전송을 중시하는 프로토콜이다.
  4. FTP (File Transfer Protocol) : 파일 전송을 위한 프로토콜이다.
  5. SMTP : 이메일 전송을 위한 프로토콜이다.

 

프로토콜은 각기 다른 목적을 가지고 있다.

  • TCP/IP : 인터넷과 대부분의 네트워크에서 사용되는 프로토콜 스택
  • HTTP/HTTPS : 웹 브라우징을 위한 프로토콜
  • FTP : 파일 전송을 위한 프로토콜
  • SMTP : 이메일 전송을 위한 프로톨
반드시 구분할 것 !
소켓은 네트워크 통신을 위해 필요한 인터페이스를 제공하고 네트워크 프로토콜은 네트워크 상에서 데이터를 교환하는 규칙과 절차를 위한 정의한 것이다.

 

[ 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 구성된다. 소켓은 데이터를 송수신하기 위한 엔드포인트이다.
  • 프로토콜 : 네트워크 상에서 데이터를 교환하는 규칙과 절차를 정의한다. 예를 들어, TCP/IP 프로토콜은 데이터의 전송과 오류 제어를 담당한다.

1. TCP/IP 프로토콜

  • TCP/IP 프로토콜은 데이터의 전송을 담당한다. 이는 데이터를 작은 패킷으로 나누어 전송하고, 순서대로 재조립하며, 데이터의 신뢰성을 보장한다.
  • 클라이언트와 서버는 TCP/IP 프로토콜을 사용해 데이터를 주고받는다.

2. 프로토콜 계층

  • HTTP, FTP 등의 애플리케이션 계층 프로토콜은 데이터를 어떤 형식으로 주고받을지 정의한다.
  • 예를 들어, HTTP는 웹 페이지를 주고 받는 규칙을 정의하고, FTP는 파일 전송을 위한 규칙을 정의한다.
통신 과정 - 클라이언트와 서버는 각각 소켓을 통해 연결을 설정하고, TCP/IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송하며, 프로토콜 계층(예 : HTTP 형식)을 통해 데이터를 해석하고 처리한다.

 

나만의 프로토콜을 만들어 서버를 구성하자
프로토콜 적용 요약

1. 메시지 형식 : "COMMAND:DATA" 형식 사용

  • MSG:Hello 는 "Hello" 메시지를 전송.
  • BYE: 는 연결 종료를 의미

2. 클라이언트와 서버 간 상호작용 :

  • 클라이언트는 키보드 입력을 읽고 메시지를 서버에 전송한다.
  • 서버는 클라이언트로부터 메시지를 수신하여 모든 클라이언트에게 브로드캐스트한다.
  • 클라이언트가 "bye"를 입력하면 연결을 종료한다.
시나리오 코드 1 - 클라이언트 코드 수정
클라이언트 측 코드 먼저 수정하기
package ch07;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class MultiClient {

	public static void main(String[] args) {
		
		try {
			// 192.168.0.48
			Socket socket = new Socket("localhost", 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(">>>> 서버 접속 완료 <<<< ");
			
			// 실행의 흐름 - 약속 : 먼자 사용자 닉네임 보내기 
			System.out.println("Enter your name : ");
			String name = keyboard.readLine();
			out.println("NAME:" + name);  // 서버로 사용자 이름 전송 
			
			// 서버측으로부터 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 
			try {
				readThread.join();
				writeThread.join();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			socket.close();
			System.out.println("서버로부터 연결을 종료 하였습니다.");
		} catch (UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	} // end of main 
}

 

시나리오 코드 2 - 서버 연결 시 사용자 이름 방송 (본인 제외)
클라이언트 측 코드 먼저 수정하기
package ch07;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class MultiClient {

	public static void main(String[] args) {
		
		try {
			Socket socket = new Socket("localhost", 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(">>>> 서버 접속 완료 <<<< ");
			
			// 실행의 흐름 - 약속 : 먼자 사용자 닉네임 보내기 
			System.out.println("Enter your name : ");
			String name = keyboard.readLine();
			out.println("NAME:" + name);  // 서버로 사용자 이름 전송 
			
			// 서버측으로부터 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 if(userMessage.equalsIgnoreCase("MSG")) {
							out.println("MSG:" + userMessage);
						}
					}
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}); 
			
			// 스레드 시작
			readThread.start();
			writeThread.start();
			// 메인 스레드 대기 
			try {
				readThread.join();
				writeThread.join();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			socket.close();
			System.out.println("서버로부터 연결을 종료 하였습니다.");
		} catch (UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
	} // end of main 
}

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