C++ 네트워크 | "소켓 프로그래밍" 기초 [TCP/UDP]

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C++ 네트워크 | "소켓 프로그래밍" 기초 [TCP/UDP]

이 글의 핵심

C++ 네트워크에 대해 정리한 개발 블로그 글입니다. #include <iostream> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <unistd.h> #include <cstring> using…

TCP 서버

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
    // 1. 소켓 생성
    int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serverSocket < 0) {
        cerr << "소켓 생성 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    // 2. 주소 설정
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    
    // 3. 바인드
    if (bind(serverSocket, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
        cerr << "바인드 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    // 4. 리슨
    if (listen(serverSocket, 5) < 0) {
        cerr << "리슨 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    cout << "서버 시작: 포트 8080" << endl;
    
    // 5. 연결 수락
    sockaddr_in clientAddr;
    socklen_t clientLen = sizeof(clientAddr);
    int clientSocket = accept(serverSocket, (sockaddr*)&clientAddr, &clientLen);
    
    if (clientSocket < 0) {
        cerr << "연결 수락 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    cout << "클라이언트 연결됨" << endl;
    
    // 6. 데이터 수신
    char buffer[1024] = {0};
    int bytesRead = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
    cout << "받은 메시지: " << buffer << endl;
    
    // 7. 데이터 전송
    const char* response = "Hello from server!";
    send(clientSocket, response, strlen(response), 0);
    
    // 8. 소켓 닫기
    close(clientSocket);
    close(serverSocket);
    
    return 0;
}

TCP 클라이언트

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
    // 1. 소켓 생성
    int clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (clientSocket < 0) {
        cerr << "소켓 생성 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    // 2. 서버 주소 설정
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr) <= 0) {
        cerr << "주소 변환 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    // 3. 연결
    if (connect(clientSocket, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
        cerr << "연결 실패" << endl;
        return 1;
    }
    
    cout << "서버에 연결됨" << endl;
    
    // 4. 데이터 전송
    const char* message = "Hello from client!";
    send(clientSocket, message, strlen(message), 0);
    
    // 5. 응답 수신
    char buffer[1024] = {0};
    int bytesRead = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
    cout << "서버 응답: " << buffer << endl;
    
    // 6. 소켓 닫기
    close(clientSocket);
    
    return 0;
}

UDP 서버

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
    // UDP 소켓 생성
    int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    
    bind(serverSocket, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    
    cout << "UDP 서버 시작: 포트 8080" << endl;
    
    char buffer[1024];
    sockaddr_in clientAddr;
    socklen_t clientLen = sizeof(clientAddr);
    
    // 데이터 수신
    int bytesRead = recvfrom(serverSocket, buffer, sizeof(buffer), 0,
                             (sockaddr*)&clientAddr, &clientLen);
    buffer[bytesRead] = '\0';
    cout << "받은 메시지: " << buffer << endl;
    
    // 응답 전송
    const char* response = "UDP response";
    sendto(serverSocket, response, strlen(response), 0,
           (sockaddr*)&clientAddr, clientLen);
    
    close(serverSocket);
    return 0;
}

UDP 클라이언트

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
    int clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
    
    // 데이터 전송
    const char* message = "UDP message";
    sendto(clientSocket, message, strlen(message), 0,
           (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    
    // 응답 수신
    char buffer[1024];
    socklen_t serverLen = sizeof(serverAddr);
    int bytesRead = recvfrom(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0,
                             (sockaddr*)&serverAddr, &serverLen);
    buffer[bytesRead] = '\0';
    cout << "서버 응답: " << buffer << endl;
    
    close(clientSocket);
    return 0;
}

실전 예시

예시 1: 멀티 클라이언트 서버

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

void handleClient(int clientSocket) {
    char buffer[1024];
    int bytesRead = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
    
    if (bytesRead > 0) {
        buffer[bytesRead] = '\0';
        cout << "받은 메시지: " << buffer << endl;
        
        send(clientSocket, buffer, bytesRead, 0);  // 에코
    }
    
    close(clientSocket);
}

int main() {
    int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    
    bind(serverSocket, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    listen(serverSocket, 10);
    
    cout << "멀티 클라이언트 서버 시작" << endl;
    
    vector<thread> threads;
    
    while (true) {
        sockaddr_in clientAddr;
        socklen_t clientLen = sizeof(clientAddr);
        int clientSocket = accept(serverSocket, (sockaddr*)&clientAddr, &clientLen);
        
        if (clientSocket >= 0) {
            threads.emplace_back(handleClient, clientSocket);
        }
    }
    
    for (auto& t : threads) {
        if (t.joinable()) t.join();
    }
    
    close(serverSocket);
    return 0;
}

예시 2: HTTP 간단 서버

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

string createHTTPResponse(const string& content) {
    ostringstream response;
    response << "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
    response << "Content-Type: text/html\r\n";
    response << "Content-Length: " << content.length() << "\r\n";
    response << "\r\n";
    response << content;
    return response.str();
}

int main() {
    int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    
    bind(serverSocket, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    listen(serverSocket, 5);
    
    cout << "HTTP 서버 시작: http://localhost:8080" << endl;
    
    while (true) {
        sockaddr_in clientAddr;
        socklen_t clientLen = sizeof(clientAddr);
        int clientSocket = accept(serverSocket, (sockaddr*)&clientAddr, &clientLen);
        
        char buffer[4096];
        recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
        
        string html = "<html><body><h1>Hello, World!</h1></body></html>";
        string response = createHTTPResponse(html);
        
        send(clientSocket, response.c_str(), response.length(), 0);
        close(clientSocket);
    }
    
    close(serverSocket);
    return 0;
}

예시 3: 채팅 서버

#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

vector<int> clients;
mutex clientsMutex;

void broadcast(const string& message, int sender) {
    lock_guard<mutex> lock(clientsMutex);
    
    for (int client : clients) {
        if (client != sender) {
            send(client, message.c_str(), message.length(), 0);
        }
    }
}

void handleClient(int clientSocket) {
    {
        lock_guard<mutex> lock(clientsMutex);
        clients.push_back(clientSocket);
    }
    
    char buffer[1024];
    
    while (true) {
        int bytesRead = recv(clientSocket, buffer, sizeof(buffer), 0);
        
        if (bytesRead <= 0) break;
        
        buffer[bytesRead] = '\0';
        string message(buffer);
        
        cout << "메시지: " << message << endl;
        broadcast(message, clientSocket);
    }
    
    {
        lock_guard<mutex> lock(clientsMutex);
        clients.erase(remove(clients.begin(), clients.end(), clientSocket), clients.end());
    }
    
    close(clientSocket);
}

int main() {
    int serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
    sockaddr_in serverAddr;
    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serverAddr.sin_port = htons(8080);
    
    bind(serverSocket, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    listen(serverSocket, 10);
    
    cout << "채팅 서버 시작" << endl;
    
    vector<thread> threads;
    
    while (true) {
        sockaddr_in clientAddr;
        socklen_t clientLen = sizeof(clientAddr);
        int clientSocket = accept(serverSocket, (sockaddr*)&clientAddr, &clientLen);
        
        threads.emplace_back(handleClient, clientSocket);
    }
    
    return 0;
}

자주 발생하는 문제

문제 1: Address already in use

증상: bind 실패

원인: 포트가 이미 사용 중

해결법:

int opt = 1;
setsockopt(serverSocket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

문제 2: Broken pipe

증상: send 시 크래시

원인: 클라이언트가 연결을 끊음

해결법: recv 반환값 체크

문제 3: 블로킹

증상: accept/recv에서 멈춤

원인: 블로킹 소켓

해결법: 논블로킹 소켓 또는 select/poll 사용

FAQ

Q1: TCP vs UDP 언제 사용하나요?

A:

  • TCP: 신뢰성 필요 (HTTP, 파일 전송)
  • UDP: 속도 중요 (게임, 스트리밍)

Q2: 포트 번호는?

A:

  • 0-1023: 시스템 예약
  • 1024-49151: 등록된 포트
  • 49152-65535: 동적 포트

Q3: 여러 클라이언트 처리는?

A:

  • 멀티스레딩
  • select/poll/epoll
  • 비동기 I/O

Q4: Windows에서는?

A: Winsock API 사용 (약간 다름)

Q5: 보안은?

A: SSL/TLS 사용 (OpenSSL 라이브러리)

Q6: 네트워크 프로그래밍 학습 리소스는?

A:

  • “Unix Network Programming” (Stevens)
  • Beej’s Guide to Network Programming
  • Boost.Asio 라이브러리

같이 보면 좋은 글 (내부 링크)

이 주제와 연결되는 다른 글입니다.

  • C++ 소켓 프로그래밍 완벽 가이드 | TCP/UDP·소켓 옵션·논블로킹·에러 처리 [#28-1]
  • C++ HTTP 클라이언트 완벽 가이드 | REST API 호출·연결 풀·타임아웃·프로덕션 패턴
  • C++ Boost.Asio 입문 | io_context·async_read

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