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Python socket

네트워크 계층 (OSI, TCP/IP)​

네트워크 계층은 OSI 7 계층으로 이루어져 있고, 인터넷 사용 환경에서는 TCP/IP 4계층(또는 5계층)의 시각으로 바라볼 수 있습니다.

아래 그림은 두 모델을 설명하는 그림입니다.

Ref: https://community.fs.com/blog/tcpip-vs-osi-whats-the-difference-between-the-two-models.html

Ref: https://www.researchgate.net/figure/The-logical-mapping-between-OSI-basic-reference-model-and-the-TCP-IP-stack_fig2_327483011

각 계층의 역할은 아래와 같습니다.

  • 7 계층, Application : 통신 프로토콜과 인터페이스 담당하는 계층
  • 6 계층, Presentation : 데이터 변환, 암호화 등을 돕는 계층
  • 5 계층, Session : 양 끝단 응용 프로세스에게 통신 연결, 유지 등에 대한 방법을 제공하는 계층
  • 4 계층, Transport : 데이터를 전송하는 방법을 제공하는 계층
  • 3 계층, Network : 다중 노드 네트워크의 구조화와 관리를 위해 주소 지정, 라우팅과 트래픽 제어를 담당하는 계층
  • 2 계층, Data link : 1 계층에 의해 연결된 두 노드 사이의 신뢰성 있는 전송을 위한 계층
  • 1 계층, Physical : 하드웨어 전송 기술로 구성된 계층

소켓 통신​

소켓은 TCP/IP 모델에서 Application 계층과 Transport 계층 사이에서 네트워크 통신을 도와주는 인터페이스 입니다.

함수 설명​

socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)
  • @brief 소켓 객체 생성
  • @param family address family 설정, 이 설정에 따라 address format이 결정됩니다.
socket.bind(address)
  • @brief address에 소켓을 연결
  • @param address socket.AF_INET의 경우 (host, port)입니다.
socket.listen([backlog])
  • @brief 서버가 연결을 허용할 수 있도록 설정
  • @param backlog client가 연결을 요청했을 때, socket.accept() 없이 대기 가능한 요청의 최대 개수, 주로 5 정도 설정
socket.accept()
  • @brief 연결 요청을 수락
  • @return (connected_socket, address)
socket.connect(address)
  • @brief address에 연결된 socket과 연결
socket.recv(bufsize[, flags])
  • @brief 최대 bufsize만큼 데이터를 수신, bufsize는 2^n 값이 적절함
  • @return byte

상대 소켓이 닫히면 빈 byte (b'')를 반환하기 때문에 if not socket.recv(1024): 로 연결이 끊겼는지 확인 가능

socket.send(bytes[, flags])
  • @brief 데이터를 송신
socket.sendall(bytes[, flags])
  • @brief 모든 데이터가 송신될 때까지 송신
socket.close()
  • @brief 소켓 종료
socket.gethostname()
  • @return string 호스트 이름 반환

TCP, UDP​

TCP(Transmission Control Protocol)UDP(User Datagram Protocol)
연결형비연결형
1:11:1, 1:N, N:N
높은 신뢰성.
.더 빠른 속도

TCP server - client 기본 예제​

server​

import socket
import signal
import sys
import logging
import threading
import time

log = logging.getLogger(__name__)

logging.basicConfig(
    format='[%(levelname)-8s] %(filename)-10s %(lineno) 4d 행 : %(message)s',
    level=logging.DEBUG)

# 서버 IP, PORT
_HOST = "xxx.xxx.xxx.xxx"
_PORT = 12345

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

server_socket.bind((_HOST, _PORT))
server_socket.listen()

def signal_handler(sig, frame):
    server_socket.close()
    time.sleep(1)
    sys.exit()

signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)

def recv_thread(connected_socket):
    while True:
        try:
            data = connected_socket.recv(1024)
            if data == b'':
                break
            log.debug(data)
        except:
            break

while True:
    log.info("연결 대기")
    connected_socket, client_address = server_socket.accept()
    log.info("{} 연결".format(client_address))

    t = threading.Thread(target=recv_thread, args=(
        connected_socket,), daemon=True)
    t.start()
    while t.isAlive():
        try:
            connected_socket.send("hello client\n".encode())
            time.sleep(1)
        except:
            break

client​

import socket
import signal
import sys
import logging
import threading
import time

log = logging.getLogger(__name__)

logging.basicConfig(
    format='[%(levelname)-8s] %(filename)-10s %(lineno) 4d 행 : %(message)s',
    level=logging.DEBUG)

# 서버 IP, PORT
_HOST = "xxx.xxx.xxx.xxx"
_PORT = 12345

client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect((_HOST, _PORT))

def signal_handler(sig, frame):
    client_socket.close()
    time.sleep(1)
    sys.exit()

signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)

def recv_thread(client_socket):
    while True:
        try:
            data = client_socket.recv(1024)
            if data == b'':
                break
            log.debug(data)
        except:
            break

t = threading.Thread(target=recv_thread, args=(client_socket,), daemon=True)
t.start()

while t.isAlive():
    client_socket.send("hello server\n".encode())
    time.sleep(1)

Bluetooth​

server​

import socket
import signal
import sys

HOST = socket.BDADDR_ANY # '블루투스 컨트롤러 맥 주소'를 직접 입력해도 됨
PORT = 1

def signal_handler(sig, frame):
    try:
        connected_socket.close()

    except:
        pass

    server_socket.close()
    sys.exit()

signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)

# 블루투스 서버 소켓 생성
server_socket = socket.socket(
    socket.AF_BLUETOOTH, socket.SOCK_STREAM, socket.BTPROTO_RFCOMM)
server_socket.bind((HOST, PORT))
server_socket.listen()

# 클라이언트 접속 대기
connected_socket, client_address = server_socket.accept()

try:
    while True:
        data = connected_socket.recv(1024)
        print("client :", data)
        connected_socket.send(data)

except:
    pass

connected_socket.close()
server_socket.close()

client​

import socket
import signal
import sys

# 서버의 HOST와 PORT 정보
HOST = ''
PORT = 1

def signal_handler(sig, frame):
    client_socket.close()

    sys.exit()

signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)

# 블루투스 클라이언트 소켓 생성
client_socket = socket.socket(
    socket.AF_BLUETOOTH, socket.SOCK_STREAM, socket.BTPROTO_RFCOMM)

# 서버 접속
client_socket.connect((HOST, PORT))

try:
    while True:
        data = input("client : ")
        if data:
            client_socket.send(data.encode())
            data = client_socket.recv(1024)
            print("server :", data)

except:
    pass

client_socket.close()

Reference​