[C#][Server] 1. Blocking 함수를 이용한 소켓 프로그래밍

January 10, 2025

C# Socket Programming TIL: 서버-클라이언트 소켓 예제

C#으로 작성한 기본적인 소켓 프로그래밍 예제를 정리했다. 테스트의 편의를 위해 클라이언트와 서버가 같은 컴퓨터에서 실행되는 상황을 가정했다.

1. 프로젝트 구조

ServerCore: 서버의 핵심 기능들을 구현할 프로젝트
DummyClient: 테스트를 위해 여러 개의 클라이언트 역할을 수행해줄 더미 클라이언트

2. 코드 분석

1) 서버 코드 (ServerCore)

using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace ServerCore
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // DNS (Domain Name System)에서 호스트 이름과 IP 주소를 가져오기
            string host = Dns.GetHostName();
            IPHostEntry ipHost = Dns.GetHostEntry(host);
            IPAddress ipAddr = ipHost.AddressList[0];
            IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(ipAddr, 7777); // 포트 번호 7777

            // 소켓 생성
            Socket listenSocket = new Socket(endPoint.AddressFamily, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

            try
            {
                // 소켓 바인딩 및 대기 설정
                listenSocket.Bind(endPoint);
                listenSocket.Listen(10); // 최대 대기 연결 수 설정

                Console.WriteLine("서버가 클라이언트를 기다리고 있습니다...");

                while (true)
                {
                    // 클라이언트 연결 수락
                    Socket clientSocket = listenSocket.Accept();
                    Console.WriteLine("클라이언트 연결 수락됨");

                    // 클라이언트 메시지 수신
                    byte[] recvBuff = new byte[1024];
                    int recvBytes = clientSocket.Receive(recvBuff);
                    string recvData = Encoding.UTF8.GetString(recvBuff, 0, recvBytes);
                    Console.WriteLine($"[From Client] {recvData}");

                    // 서버 응답 전송
                    byte[] sendBuff = Encoding.UTF8.GetBytes("Welcome to Server!");
                    clientSocket.Send(sendBuff);

                    // 연결 종료
                    clientSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                    clientSocket.Close();
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine($"서버 오류: {e}");
            }
        }
    }
}

2) 클라이언트 코드 (DummyClient)

using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace DummyClient
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // DNS (Domain Name System) 정보 가져오기
            string host = Dns.GetHostName();
            IPHostEntry ipHost = Dns.GetHostEntry(host);
            IPAddress ipAddr = ipHost.AddressList[0];
            IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(ipAddr, 7777);

            // 클라이언트 소켓 생성
            Socket socket = new Socket(endPoint.AddressFamily, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

            try
            {
                // 서버 연결 시도
                socket.Connect(endPoint);
                Console.WriteLine($"서버 {socket.RemoteEndPoint.ToString()}에 연결됨");

                // 메시지 전송
                byte[] sendBuff = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello World!");
                socket.Send(sendBuff);

                // 서버 응답 수신
                byte[] recvBuff = new byte[1024];
                int recvBytes = socket.Receive(recvBuff);
                string recvData = Encoding.UTF8.GetString(recvBuff, 0, recvBytes);
                Console.WriteLine($"[From Server] {recvData}");

                // 연결 종료
                socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                socket.Close();
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine($"클라이언트 오류: {e}");
            }
        }
    }
}

3. 주요 개념 설명

용어	설명
`host`	현재 실행 중인 컴퓨터의 호스트 이름을 나타낸다.
`Dns.GetHostName()`	로컬 컴퓨터의 호스트 이름을 반환한다.
`IPHostEntry`	DNS 조회 결과로 반환되는 호스트 정보 객체로, IP 주소 목록을 포함한다.
`IPAddress`	IP 주소를 나타내는 클래스입니다. IPv4 또는 IPv6 주소를 관리할 수 있다.
`IPEndPoint`	네트워크 엔드포인트(주소와 포트 번호)를 나타낸다.
`Socket`	네트워크 연결을 위한 소켓 클래스. 연결 생성, 데이터 송수신에 사용된다.

4. 함수 대응 표

서버와 클라이언트에서 사용된 주요 함수들을 기능에 따라 표로 정리했습니다.

기능	서버 측 함수	클라이언트 측 함수	설명
DNS 조회	`Dns.GetHostName()`	`Dns.GetHostName()`	현재 호스트 이름을 가져옴
IP 주소 설정	`Dns.GetHostEntry(host)`	`Dns.GetHostEntry(host)`	호스트 이름을 기반으로 IP 주소 확인
바인드(포트 설정)	`Bind(endPoint)`	-	서버 소켓에 포트 번호 연결
연결 대기	`Listen(10)`	-	최대 대기 수 설정
클라이언트 연결	`Accept()`	`Connect()`	연결 수락 및 연결 시도
메시지 전송	`Send()`	`Send()`	메시지를 전송
메시지 수신	`Receive()`	`Receive()`	메시지를 수신
연결 종료	`Shutdown()` & `Close()`	`Shutdown()` & `Close()`	연결 해제 및 소켓 종료

5. Blocking 함수 특징

현재 사용된 소켓 함수들은 Blocking 함수다. Blocking 함수는 작업을 완료할 때까지 호출을 반환하지 않는다.

함수	설명
`Accept()`	클라이언트가 연결 요청을 하기 전까지 대기 상태로 머무른다.
`Receive()`	상대방이 데이터를 보낼 때까지 대기한다.
`Send()`	데이터가 전송될 때까지 대기한다.
`Connect()`	서버가 응답할 때까지 대기한다.
`Shutdown()`	연결 종료 시까지 대기하며 모든 전송 작업이 완료될 때까지 기다린다.

Blocking 함수의 주요 특징

대기 상태: 특정 작업이 완료될 때까지 프로그램이 중단된다.
CPU 사용: 대기 중 프로그램은 CPU 사용률을 최소화하지만, 동시에 다른 작업을 처리할 수 없다.
프로그램 응답성: 네트워크 작업이 지연되면 프로그램 전체가 멈출 수 있다.

6. 실행 결과

서버 콘솔 출력

서버가 클라이언트를 기다리고 있습니다...
클라이언트 연결 수락됨
[From Client] Hello World!

클라이언트 콘솔 출력

서버 [~~~~]:7777에 연결됨
[From Server] Welcome to Server!

7. 마무리

간단한 소켓 프로그래밍을 해보았다. 다음은 Non-Blocking방식으로 개선할 차례다.

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🌵Lacoruna