네트워킹

네트워킹

- 네트워킹이란 두 대 이상의 컴퓨터를 케이블로 연결하여 네트워크를 구성하는 것을 의미합니다.

- 자바에서 제공하는 java.net패키지를 사용하면 이러한 네트워크 어플레케이션의 통신부분을 쉽게 작성할 수 있다

 

클라이언트. 서버

- 서버는 서비스를 제공하는 컴퓨터

- 클라이언트는 서비스를 사용하는 컴퓨터

- 네트워크를 구성할때 전용 서버를 두는 것을 서버기반 모델이라하고, 별도의 전용 서버 없이 각 클라이언트가 서버 역할을 동시에 수행하는 것을 p2p모델이라고 한다. 

 

IP주소

- IP주소는 컴퓨터를 구변하는데 사용되는 고유한 값

- 4byte(32bit)의 정수로 구성되어 있으며, 'a.b.c.d'와 같은 형식

- 여기서 a.b.c.d는 부호없는 1바이트 값, 0~255사이의 정수

- IP주소는 네트워크 주소와 호스트 주소로 나눌 수 있으며, 각각 몇 비트인지는 네트워크를 어떻게 구성했는지에 따라 달라짐 

- 콘솔에서 ipconfig를 실행하면 ip주소와 서브넷 마스크를 확인할 수 있음 

- IP주소와 서브넷 마스크를 &로 연산을 수행하면 IP주소에서 네트워크 주소만을 뽑아낼 수 있음

InetAddress

- 자바에서는 IP주소를 다루기 위한 클래스로 InetAddress를 제공한다.

package ch16;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Arrays;

public class NetworkEx1 {
    public static void main(String[] args) {
        InetAddress ip = null;
        InetAddress[] ipArr = null;

        try{
            // 호스트 명을 통해 IP주소를 얻는다.
            ip = InetAddress.getByName("www.naver.com");
            // 호스트 이름을 반환한다.
            System.out.println("getHostname() : " + ip.getHostName());
            // 호스트의 IP주소를 반환한다.
            System.out.println("getHostAddress() : " + ip.getHostAddress());
            System.out.println("toString() : " + ip.toString());

            // ip주소를 byte배열로 반환한다.
            byte[] ipAddr = ip.getAddress();
            System.out.println("getAddress() : " + Arrays.toString(ipAddr));

            String result = "";

            for(int i=0;i<ipAddr.length;i++){
                result += (ipAddr[i] < 0) ? ipAddr[i] + 256 : ipAddr[i];
                result += ".";
            }
            System.out.println("getAddress() + 256" + result);
            System.out.println();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            ip = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println("getHostName() :" + ip.getHostName());
            System.out.println("getHostAddress() : " + ip.getHostAddress());
            System.out.println();
        }catch (UnknownHostException e){
            e.printStackTrace();
        }

        try{
            ipArr = InetAddress.getAllByName("www.naver.com");

            for(int i=0;i< ipArr.length;i++){
                System.out.println("ipArr[" + i + "]:" + ipArr[i]);
            }
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

 

URL

 - URL은 인터넷에 존재하는 여러 서버들이 제공하는 자원에 접근할 수 있는 주소를 표현한 것

 - 프로토콜://호스트명:포트번호/경로명/파일명?쿼리스트링#참조

 - 프로토콜 : 자원에 접근하기 위해 서버와 통신하는데 사용하는 통신 규약(http)

 - 호스트명 : 자원을 제공하는 서버의 이름

 - 포트번호 : 통신에 사용되는 포트의 번호

 - 경로명 : 접근하려는 자원이 저장된 서버상의 위치

 - 파일명 : 접근하려는 자원의 이름

 - 쿼리 : URL에서 '?'이후의 부분

 - 참조 : URL에서 #이후의 부분

package ch16;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class NetworkEx2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("http://www.codechobo.com:80/post/free/34");

        // 호스트명과 포트를 문자열로 반환한다.
        System.out.println("url.getAuthority():" + url.getAuthority());
        // URL의 content객체를 반환한다.
        System.out.println("url.getContent():" + url.getContent());
        // URL의 기본 포트를 반환함
        System.out.println("url.getDefaultPort()" + url.getDefaultPort());
        // 포트를 반환한다.
        System.out.println("url.getPort() : " + url.getPort());
        // 파일명을 반환한다.
        System.out.println("url.getFile() : " + url.getFile());
        // 호스트명을 반환한다.
        System.out.println("url.getHost() : " + url.getHost());
        // 경로명을 반환한다.
        System.out.println("url.getPath() : " + url.getPath());
        // 프로토콜을 반환한다.
        System.out.println("url.getProtocol() : " + url.getProtocol());
        // 쿼리를 반환한다.
        System.out.println("url.getQuery() : " + url.getQuery());
        // 참조를 반환한다.
        System.out.println("url.getRef() : " + url.getRef());
        // 사용자 정보를 반환한다.
        System.out.println("url.getUserInfo() : " + url.getUserInfo());
        // URL을 문자열로 변환하여 반환한다.
        System.out.println("url.toExternalForm() : " + url.toExternalForm());
        // URL을 URI로 변환하여 반환한다.
        System.out.println("url.toURI() : " + url.toURI());
    }
}

URLConnection

 - 어플리케이션과 URL간의 통신연결을 나타내는클래스의 최상위 클래스

 - URLConnection을 상속받은 클래스로 HttpURLConnection과 JarURLConnection이 있다.

public static void main(String[] args) {
        URL url = null;

        String address = "http://www.codechobo.com/post/free/31";

        try{
            url = new URL(address);
            URLConnection conn = url.openConnection();

            System.out.println("conn.toString():" + conn);
            // UserInteraction의 허용여부 반환
            System.out.println("getAllowUserInteraction() : " + conn.getAllowUserInteraction());
            // 연결 종료시간을 천분의 일초로 반환
            System.out.println("getConnectionTimeout(): " + conn.getConnectTimeout());
            // content객체 반환
            System.out.println("getContent() : " + conn.getContent());
            // content의 인코딩을 반환한다.
            System.out.println("getContentEncoding() : " + conn.getContentEncoding());
            // content의 크기를 반환한다.
            System.out.println("getContentLength() : " + conn.getContentLength());
            // content의 type을 반환한다.
            System.out.println("getConetentType() : " + conn.getContentType());
            // 헤더의 date필드값을 반환한다.
            System.out.println("getDate() : " + conn.getDate());
            // UserInteration의 허용여부 반환한다.
            System.out.println("getDefaultAllowUserInteration() : " + conn.getDefaultAllowUserInteraction());
            // doInput필드값을 얻는다.
            System.out.println("getDoInput (): " + conn.getDoInput());
            // doOutput필드값을 얻는다.
            System.out.println("getDoOutput () : " + conn.getDoOutput());
            System.out.println("getExpiration () : " + conn.getExpiration());
            System.out.println("getHeaderFields() : " + conn.getHeaderFields());
            System.out.println("getIfModifiedSince() : " + conn.getIfModifiedSince());
            System.out.println("getLastModified () : " + conn.getLastModified());
            System.out.println("getReadTimeout() : " + conn.getReadTimeout());
            System.out.println("getURL() : "  + conn.getURL());
            System.out.println("getUseCaches() : " + conn.getUseCaches());
            
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

package ch16;

import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

public class NetworkEx3 {
    public static void main(String[] args) {
        URL url = null;

        String address = "http://www.codechobo.com/post/free/31";

        try{
            url = new URL(address);
            URLConnection conn = url.openConnection();

            System.out.println("conn.toString():" + conn);
            // UserInteraction의 허용여부 반환
            System.out.println("getAllowUserInteraction() : " + conn.getAllowUserInteraction());
            // 연결 종료시간을 천분의 일초로 반환
            System.out.println("getConnectionTimeout(): " + conn.getConnectTimeout());
            // content객체 반환
            System.out.println("getContent() : " + conn.getContent());
            // content의 인코딩을 반환한다.
            System.out.println("getContentEncoding() : " + conn.getContentEncoding());
            // content의 크기를 반환한다.
            System.out.println("getContentLength() : " + conn.getContentLength());
            // content의 type을 반환한다.
            System.out.println("getConetentType() : " + conn.getContentType());
            // 헤더의 date필드값을 반환한다.
            System.out.println("getDate() : " + conn.getDate());
            // UserInteration의 허용여부 반환한다.
            System.out.println("getDefaultAllowUserInteration() : " + conn.getDefaultAllowUserInteraction());
            // doInput필드값을 얻는다.
            System.out.println("getDoInput (): " + conn.getDoInput());
            // doOutput필드값을 얻는다.
            System.out.println("getDoOutput () : " + conn.getDoOutput());
            // 자원의 만료일자를 얻는다
            System.out.println("getExpiration () : " + conn.getExpiration());
            // 헤더의 n번째 필드를 얻는다.
            System.out.println("getHeaderFields() : " + conn.getHeaderFields());
            //ifModifiedSince필드의 값을 반환
            System.out.println("getIfModifiedSince() : " + conn.getIfModifiedSince());
            // 최종변경일 필드의 값을 반환한다.
            System.out.println("getLastModified () : " + conn.getLastModified());
            // 읽기 제한시간의 값을 반환한다.
            System.out.println("getReadTimeout() : " + conn.getReadTimeout());
            // URLConnection의 url을 반환한다.
            System.out.println("getURL() : "  + conn.getURL());
            // 캐쉬의 사용여부를 반환한다.
            System.out.println("getUseCaches() : " + conn.getUseCaches());
            
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

package ch16;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.URL;

public class NetworkEx4 {
    public static void main(String[] args) {
        URL url = null;
        BufferedReader input = null;
        String address = "http://www.codechobo.com/post/free/31";

        String line = "";

        try{
            url = new URL(address);
            input = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream()));

            while((line=input.readLine()) != null){
                System.out.println(line);
            }
            input.close();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

-openStream()은 openConnection()을 호출하여 URLConnection을 얻은 다음 여기에 getInputStream()을 호출한 것이다. 

소켓 프로그래밍

 - 소켓 프로그래밍은 소켓을 이용한 통신 프로그래밍을 뜻함

 - socket : 프로세스간 통신에 사용되는 양쪽 끝단

 - TCP :

         1. 연결기반

         2. 연결 후 통신

         3. 1:1 통신 방식

         4. 데이터 전송순서를 보장하고, 데이터의 수신여부를 확인하는 등 신뢰성 있는 데이터 전송 보장

         5. 관련 클래스로 Socket, ServerSocket이 있다. 

         6. 데이터의 경계를 구분하지 않는다(byte-stream)

 - UDP :

         1. 비연결기반

         2. 연결없이 통신

         3. 1:1, 1:n. n:n 통신방식

         4. 데이터의 전송 순서가 바뀔 수 있고 데이터의 수신 여부를 확인하지 않기 때문에 신뢰성이 없음 대신 속도가             빠름 

         5. 데이터의 경계를 구분함(datagram)

 TCP 소켓프로그래밍

 - 클라이언트와 서버간의 일 대 일 통신

 - 서버와 클라이언트 프로그램간의 통신과정은 다음과 같음

   1. 서버 프로그램에서는 서버 소켓을 사용하여 서버 컴퓨터의 특정 포트에서 클라이언트의 연결 요청을 처리할 준비를 함

  2. 클라이언트 프로그램은 접속할 서버의 IP주소와 포트 정보를 가지고 소켓을 생성해서 서버에 연결을 요청함

  3.  서버 소켓은 클라이언트의 연결 요청을 받아 서버에 새로운 소켓을 생성하여 클라이언트의 소켓과 연결되도록 함

  4. 클라이언트의 소켓과 새로 생성된 서버의 소켓은 서버 소켓과 관계없이 일대일통신을 한다. 

- 서버 소켓은 소켓간의 연결만 처리하고 실제 데이터는 소켓들끼리 주고받는다.

- 소켓들의 데이터를 주고받는 연결통로는 입출력 스트림

 - 자바에서는 TCP를 이용한 소켓프로그래밍을 위해 Socket과 ServerSocket클래스를 제공함

 - Socket : 프로세스간 통신 담당하며, InputStream과 OuputStream가지고 있음

 - ServerSocket : 포트와 연결되어 외부의 연결요청을 기다리다 연결요청이 들어오면, Socket을 생성하여 소켓과 소켓간의 통신이 가능하도록 한다. 한 포트에 하나의 ServerSocket만 연결 가능  

 

 

-다음은 TCP/IP를 이용하는 간단한 클라이언트 / 서버 프로그램이다.

package ch16;

import java.io.DataOutput;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class TcpIpServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = null;

        try {
            serverSocket = new ServerSocket(7777);
            System.out.println(getTime() + "서버가 준비되었습니다.");

            while (true) {
                System.out.println(getTime() + "연결 요청을 기다립니다.");
                // 서버 소켓이 클라쪽의 연결 요청이 올때까지 실행을 멈추고 계속 기다림
                // 클라이언트의 연결 요청이 오면 클라 소켓과 통신할 새로운 소켓을 생성한다.
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println(getTime() + socket.getInetAddress() + "로부터 연결요청이 들어왔습니다.");

                OutputStream out = socket.getOutputStream();
                DataOutputStream dos = new DataOutputStream(out);

                dos.writeUTF("[Notice] Text Message1 from Server");
                System.out.println(getTime() + "데이터를 전송하였습니다.");

                dos.close();
                socket.close();
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    static String getTime(){
        SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat("[hh:mm:ss]");
        return f.format(new Date());
    }
}

 

package ch16;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class TcpIPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            String serverIp = "127.0.0.1";

            System.out.println("서버에 연결중입니다.");

            Socket socket = new Socket(serverIp, 7777);

            InputStream in =socket.getInputStream();
            DataInputStream dis = new DataInputStream(in);

            System.out.println("서버로부터 받은 메세지 : " + dis.readUTF() );
            System.out.println("연결을 종료합니다.");

            dis.close();
            socket.close();
            System.out.println("연결이 종료되었습니다.");
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

실행 프로세스는 다음과 같다.

- 1. 서버 프로그램을 실행한다.

- 2. 서버 소켓을 생성한다.

- 3. 서버 소켓이 클라이언트 프로그램의 연결 요청을 처리할 수 있도록 대기상태로 만든다. 클라이언트 프로그램의 연결 요청이 오면 새로운 소켓을 생성해서 클라이언트 프로그램의 소켓과 연결한다. 

- 4. 클라이언트 프로그램에서 소켓을 생성하여 서버 소켓에 연결을 요청한다.

- 5. 서버 프로그램은 클라이언트 프로그램의 요청을 받아 새로운 소켓을 생성하여 클라이언트 소켓과 연결한다.

- 6. 서버 소켓은 클라이언트 프로그램의 연결 요청을 받아 새로운 소켓을 생성하여 클라이언트 프로그램의 소켓과 연결한다. 

 

- getPort(): 상대편 소켓이 사용하는 포트 반환

- getLocalPort(): 소켓 자신이 사용하는 포트 반환

- setSoTimeout(int timeout) : 서버 소켓의 대기시간 지정 가능. 지정한 시간이 지나면 accept()에서 SocketTimeoutException을 발생시킨다.